پرتوپزشکی و درمان بیماری ها

معرفی گروه پرتوپزشکی مرکز تحقیقات علوم و تکنولوژی در پزشکی دانشگاه علوم پزشكی تهران.

اهداف گروه پرتوپزشکی

گروه پرتوپزشکی در بخش پرتوهای یونیزان، در زمینه آموزش مبانی فیزیك هسته‌ای و رادیوایزوتوپ، تحقیق پیرامون كاربردهای پزشكی پرتوهای یونیزان گاما، اسپكتروسكپی گاما و كار بر روی پروژه‌های مختلف مرتبط با كاربرد پرتوهای یونیزان در زمینه‌های حفاظت، دزیمتری و به خصوص تصویربرداری فعالیت دارد. همچنین  در بخش غیر یونیزان تحت عنوان آزمایشگاه اپتیك و لیزر، فعالیت این بخش بر روی كاربردهای پزشكی سیستمهای اپتیكی و لیزر می‌باشد و همچنین دانشجویان رشته‌های مهندسی پزشكی و فیزیك پزشكی پروژه‌های متعددی را در این آزمایشگاه به انجام می رسانند.

زمینه های فعالیت گروه

- طراحی و ساخت دستگاههای پرتو پزشكی

- تحقیقات در زمینه ارتقاء سیستمها و نرم‌افزارهای پرتو پزشكی

- تحقیقات در زمینه كاربردهای لیزر در پرتو پزشكی

پرتوپزشکی چیست؟

پرتوپزشكی شاخه‌ای از پزشكی است كه در آن تشعشع خواص هسته‌ای نوكلیدهای رادیواكتیو و نوكلیدهای پایدار ، هم برای تشخیص و هم برای درمان امراض بكار می‌روند.

این امر می‌تواند یا با پرتودهی مستقیم مریض با یك چشمه تشتعشع خارجی یا با تزریق داروهای نشاندار با رادیواكتیویته به مریض تحقق یابد .

رادیو دارو داروهای نشاندار رادیواكتیو كه به مریض تزریق یا خورانده می‌شوند، به نام رادیو داروها معروف هستند. دارویی هسته‌ای یا رادیو فارماكولوژی روش دارویی خاصی است كه با تركیبات ، آزمایش یا تزریق مناسب رادیو دارو به مریض ارتباط دارد.

پروژه های انجام شده در گروه

- طراحی و ساخت دستگاه CT اسکن آزمایشگاهی

با ساخت دستگاههای CT اسکن و تهیه تصاویر مقطعی در پزشکی عده ای علاقمند به تهیه تصویر از سایر اجسام شدند و از CT اسکن در مواردی از قبیل بررسی وضعیت داخل مومیائیهای قدیمی، وسایل سفالی و غیره استفاده شد که موادی شبیه بدن یا با چگالی پایین بودند اما برای تهیه تصویر از اجسام چگال دستگاههای CT معمولی بعلت بکارگیری پرتو X با مشکل روبرو می شوند. در اینحالت باید از پرتوهایی با انرژی بالاتر و نفوذپذیری بیشتر بهره گرفت. در این تحقیق هدف ساخت یک دستگاه CT اسکن بمنظور تهیه تصویر مقطعی از اجسام چگال با بهره گیری از دانش موجود در تجهیزات CT اسکن پزشکی بود تا بتوان از اجسام چگال نیز تصویر تهیه کرد و بعنوان یک روش آزمون غیر مخرب در امور صنعتی یا تهیه تصویر از بعضی نمونه های چگال زیستی از آن استفاده کرد. بدین منظور از پرتوهای g مربوط به چشمه 137CS که دارای پرتوهای گاما با انرژی KeV662 هستند استفاده شد و بکمک آشکارساز NaI (Tl) این پرتوها آشکار شدند. بدین منظور علاوه بر طراحی و ساخت سیستم مکانیکی برای حرکت دادن نمونه در جهات دلخواه، طراحی و ساخت شیلدهای مربوطه، نرم افزار مناسب نیز تهیه گردید و برنامه نویسی بکمک زبان C++ انجام شد و اطلاعات بدست آمده بکمک روش بازسازی تصویر فیلتر بک پروجکشن، بازسازی شدند و تصاویری از یک فانتوم مشخص تهیه شد.

این دستگاه قابلیت تهیه تصویر از نمونه های چگال از قبیل فلزات، سنگ و غیره ... را با رزولوشن حداقل یک میلیمتر داراست و در آزمایشگاه برای نمونه های تا قطر 7 سانتیمتر بخوبی آزمایش شده است و قابلیت بکارگیری در آزمونهای غیر مخرب را دارد و برای تهیه تصویر از درون اجسام مشکوک، یا اجسام بسیار گرانقیمت که برای اطلاع از درون آنها نمی توانیم آنها را باز کنیم کاربرد مناسبی دارد. همچنین می توان برای نمونه های زیستی چگال یا بزرگ نیز استفاده کرد.

-طراحی و ساخت دستگاه اندازه گیری جذب تیروئید

یکی از تجهیزات مفید مورد نیاز در بخشهای پزشکی هسته ای تشخیصی دستگاه شاخص اندازه گیری جذب ید می باشد که بکمک تنها یک دتکتور سنتیلاسیون قادر به شمارش پرتوهای خارج شده از تیروئید بیماران مبتلا به بیماری است و می تواند در زمان خیلی کوتاه جذب ید بیمار را اندازه گیری و در تشخیص افتراقی بیماریهای تیروئید کمک بسیار نماید. از آنجائیکه بعضی مراکز بدین منظور گاه از دستگاههای دوربین گاما استفاده می کنند که مستلزم هزینه و وقت بیشتری است بکارگیری دستگاه ذکر شده به صرفه اقتصادی نیز هست.

بدین منظور در این پروژه سعی شد با بررسی نمونه های مختلف این دستگاه و با بررسی دقیق کلیة اجزاء این سیستم ها و شناسایی کلیه پارامترهای مهم در این دستگاه که شامل قسمتهای مختلف مکانیکی، نرم افزاری و الکترونیکی می باشد، نمونه این دستگاهها را با هزینه کمتر در داخل کشور مونتاژ نمائیم.

با انتخاب آشکارساز مناسب از نوع آشكارساز یدید سدیم (NaI(Tl بهمراه سیستم تحلیلگر بس كاناله با 2048 كانال و دقت بالا ( 11- بیتی)  و تهیه آن از منابع معتبر (لازم به ذکر است که تولید آشکارسازهــای هسته ای نیازمنـد تکنولوژی بالایی است و در حـال حاضر در داخل کشور ممکن نمی باشد) سعی شد علاوه بر طراحی و ساخت قسمتهای مکانیکی که خود از اهمیت زیادی برخوردار است با بهره گیری از نرم افزارهایی که توسط شرکت سازنده برای دستگاه تهیه شده است و بکمک برنامه نویسی تحت ویندوز 98 با برقراری ارتباط بین نرم افزار تحت ویندوز و برنامه های خود سیستم که از نوع MS-DOS می باشند بتوانیم کنترل سیستم آشکارساز را از محیط ویندوز به دست بگیریم و شمارشهای لازم را انجام داده و اطلاعات حاصل از شمارش پرتوهای خروجی بیمار را در محیط ویندوز گردآوری و ذخیره نمائیم و سپس کلیه پردازشها را انجام داده، نتایج را در فایل بیمار ذخیره یا توسط چاپگر، چاپ و در اختیار بیمار قرار دهیم.

بدین ترتیب علاوه بر صرفه جویی ارزی و کسب دانش فنی، زمینه مناسبی برای ایجاد چندین شغل فراهم و زمینه گسترش این نوع فعالیتها جهت ساخت سایر وسایل نیز فراهم گردید. بعلاوه، تستهای کلینیکی انجام شده نیز علاوه بر کمک به رفع نواقص و کاستیهای سیستم در کل نشان داد که سیستم از قابلیت بسیار خوب و قابل رقابتی برخوردار و قابل عرضه و رقابت با محصولات مشابه خارجی می باشد.

- طراحی و ساخت دستگاه تصویربرداری حرارتی

دستگاه تصویر برداری حرارتی به صورت آرایه‌ای از سنسورهای حرارتی ساخته شده است این سیستم مراحل تكوین خود را در چند مرحله به انجام رساند. در اولین مرحله آرایه 8 عدد از سنسورها از نوع آی سی AD590  ساخته شدند و دارای یك جعبه مجزا قرار گرفت كه به كمك باتری، اطلاعات را جمع آوری نموده و از طریق پورت پرینتر، این اطلاعات به کامپیوتر منتقل می شود. این مدل قابلیت تهیه تصاویر به صورت استاتیك در مدت حدود 30 ثانیه را دارد.

مدل بعدی آرایه ای 16i6 بود. این مدل قابلیت تهیه تصاویر زنده را داراست و با ساخت یك كارت مخصوص كه بر روی اسلایت كامپیوتر قرار می گیرد، اطلاعات سنسورها را مستقیماً به كامپیوتر می‌فرستد. این اطلاعات دمایی سپس در یك ماتریس تصویر به صورت سطوح رنگی نشان داده می‌شود و می‌توان محدوده ای از رنگها را برای هر محدوده دمایی انتخاب كرد و تصویری از توزیع حرارتی جسم قرار گرفته بر روی سطح سنسورها را به صورت رنگی نشان داد. نمونه دیگری نیز به كمك نوعی از مقاومتهای PTC ساخته شد كه به علت كوچكی سنسورها  رزولوشن بیشتری دارند.

این سیستم قابلیت اندازه گیری دما را در سطح اجسام با دقت یک درصد درجه سانتیگراد و با رزولوشن زمانی حدود چند ثانیه (30 ثانیه زمان برای تعادل دمایی) را داراست و در آزمونهای كنترل كیفی پلیت الكتروكوتر در مركز تحقیقات نیز مورد استفاده واقع شد و نتایج مفیدی ارائه داد.

تهیه کننده: مژده اصولی

تنظیم برای تبیان: محسن مرادی