ΜΑΘΗΜΑ: ΡΑΔΙΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΜΑ: ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ: ΡΑΔΙΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΜΑ: ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ

2 ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ ΚΑΙ ΡΑΔΙΟΝΟΥΚΛΙΔΙΩΝ ΣΤΙΣ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Η χρήση ακτίνων-χ και ραδιοϊχνηθετών συνηθίζεται: Στην Ιατρική: Σε διαγνώσεις, θεραπείες, και έρευνα Στη Βιολογία: Σε έρευνα Ακτινογραφία χεριού συνεργάτη του W.C. Röntgen (1896), που φυλάσσεται στο Πανεπιστήμιο του Würtzburg της Βαυαρίας. Η τεχνική της αυτοραδιογραφίας χρησιμοποιείται για να γίνουν αντιληπτά θραύσματα DNA επισημασμένου με 3 Η-Θυμιδίνη.

3 Ακτίνες-Χ ΠΑΡΑΓΩΓΗ-ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ Οι ακτίνες-χ είναι ιοντίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μήκους κύματος ~1Å, και με ενέργειες φωτονίων από μερικά kev μέχρι πολλά MeV. Παράγονται με πρόσκρουση ταχέως κινούμενων ηλεκτρονίων (από κάθοδο) σε μεταλλικό στόχο μεγάλου μαζικού αριθμού π.χ. W (άνοδο), ως αποτέλεσμα: φαινoμένου Bremsstrahlung (ακτινοβολίας πεδήσεως) και "K-shell emission" (εκπομπής στιβάδας Κ). + - Άνοδος e - Κάθοδος Ακτίνες-γ Ακτίνες-Χ UV IR Ραδιοκύματα Λυχνία παραγωγής ακτίνων-χ Ορατό φως Φάσμα Η/Μ ακτινοβολίας Μήκος κύματος (m)

4 Χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των ατομικών δομών κρυσταλλικών υλικών, π.χ. ινσουλίνης, DNA, πενικιλλίνης, Β12 κ.ά. (με περίθλαση ακτίνων-χ) ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ Βοηθούν στην κατανόηση δομής των ατόμων που τις εκπέμπουν ή τις απορροφούν ( H.G.J. Moseley-ατομικός αριθμός στοιχείων περιοδικού πίνακα). λ Προσπίπτον κύμα (Ζ Κ 2 σ) Όπου Κ και σ είναι σταθερές για δεδομένη φασματική γραμμή Σχηματική παράσταση της δομής του βιολογικού μακρομορίου βακτηριοροδοψίνη στο χώρο βάσει των ατομικών συντεταγμένων από μελέτη με ακτίνες-χ. (Sass et al Nature, 406: ). Η βακτηριοροδοψίνη είναι πρωτεΐνη του μικροοργανισμού Halobacterium που αντλεί πρωτόνια από το κυτταρόπλασμα προς τον εξωκυτταρικό χώρο ξοδεύοντας ενέργεια ορατών φωτονίων

5 ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ (ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ, ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ) Η Ακτινολογία διακρίνεται: 1) στην «Κλασσική» Ακτινοδιαγνωστική, που ασχολείται µε την απεικονιστική διάγνωση και 2) στην Επεµβατική Ακτινολογία, που ασχολείται µε τις απεικονιστικά καθοδηγούµενες διαγνωστικές και θεραπευτικές πράξεις, για την εκτέλεση των οποίων είναι απαραίτητη η παρέµβαση μέσα στο ανθρώπινο σώµα. Οι ακτίνες-x διαπερνούν το ανθρώπινο σώμα διέρχονται από τους μαλακούς ιστούς και σταματούν (απορροφώνται) στα πυκνότερα οστά αποτελούμενα κυρίως από άλατα 20 Ca Οι μαλακοί ιστοί μπορούν να ανιχνευθούν με ακτίνες-χ μόνο: (α) με αλλαγή μήκους κύματος της ακτινοβολίας («μαλακές» και «σκληρές» ακτίνες-χ) και (β) με χρήση εκ των προτέρων, «σκιαγραφικών» ουσιών, είτε από το στόμα του ασθενούς για τη σκιαγράφηση π.χ. του γαστρεντερικού σωλήνα (π.χ. εναιώρημα 56 BaSO 4 ), είτε ως ενέσιμα (ενδοφλεβίως), για τη σκιαγράφηση π.χ. του ουροποιητικού συστήματος ή των αγγείων (π.χ.

6 ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΛΗΨΗΣ ΑΚΤΙΝΟΓΡΑΦΙΩΝ-Χ

7 ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ-Χ (ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ) Στην κλασική ακτινολογία, η τρισδιάστατη ανθρώπινη ανατομία προβάλλεται και καταγράφεται σαν εικόνα δύο διαστάσεων σε ακτινολογικό φιλμ με χρήση δέσμης ακτίνων-χ, ενέργειας kev. Ψηφιοποιητής Προκειμένου να δέχεται ο ασθενής ελάχιστη ακτινοβολία, τοποθετείται το φιλμ ανάμεσα σε δύο φθορίζουσες οθόνες που ενισχύουν την εικόνα, μετατρέποντας την ενέργεια των ακτίνων-χ σε πολύ περισσότερα φωτόνια της ορατής περιοχής. Τα τελευταία χρόνια τη θέση της κλασικής ακτινογραφίας έχει πάρει η ψηφιακή ακτινογραφία. Video κάμερα Ανιχνευτής Ασθενής Η ακτινοβολία-χ χρησιμοποιείται και στην ηλεκτρονική υπολογιστική τομογραφία (Η.Α.Τ. ή C.T. ), ευρύτερα γνωστή ως αξονική τομογραφία, μια σχετικώς πιο σύγχρονη μέθοδο απεικονίσεων που χρησιμοποιείται από τη σύγχρονη ακτινοδιαγνωστική. Λυχνία ακτίνων-χ Ακτινοσκοπική διάταξη:με μονάδα σάρωσης (Gantry) με λυχνία παραγωγής ακτινών-χ και ανιχνευτές, τραπέζι ασθενή, Consola χειρισμού και Η.Υ.(computers).