نام کاربری :   
کلمه عبور :   
[فراموشی رمز توسط ایمیل]
صفحه اصلی > دانش و فناوری > علوم کاربردی 


  چاپ        ارسال به دوست

بحران جدی در پزشکی هسته ای

با هشداردهنده شدن وضعیت راکتورهای تولید رادیوایزوتوپ های پزشکی، آینده تصویربرداری های پزشکی در ابهام قرار گرفته است.

پزشکان و بیماران در سراسر جهان، به طور فزاینده ای نگران کمبود ایزوتوپ های هسته ای مورد استفاده در تصویربرداری های پزشکی هستند. در چهار پنجم تصویربرداری های پزشکی جهان، از یک رایونوکلاید به نام تکنتیوم۹۹ استفاده می شود. با این حال تامین این ماده هنوز هم به طور مشخصی با مشکل رو بروست. در سال ۲۰۰۷، بسته شدن غیرمنتظره یک راکتور هسته ای در کانادا، انبار ایزوتوپ بیمارستان های آمریکای شمالی را تا ۸۰ درصد خالی کرد. این امر هراس فراوانی به دنبال داشت و باعث شد حدود پنج هزار مورد تصویربرداری پزشکی در طی پنج هفته لغو شود. برخی بیماران ناچار شدند بدون تصویربرداری هایی زیر تیغ جراحی بروند که معمولا پزشکان برای انجام جراحی به آن ها تکیه دارند. درست است که بعد از آن، مجددا ایزوتوپ مورد نیاز در امور پزشکی تامین شد، اما ضعف این سیستم هنوز برطرف نشده است. در سال ۲۰۰۸ نیز کمبود ایزوتوپ مشکلاتی را به دنبال داشت.

مسئله حیرت آور این است که برای حل این مشکل هیچ برنامه روشنی وجود ندارد. برخی، راهکارهای میانه مدت و بلند مدتی پیشنهاد کرده اند که هر کدام برنامه های متفاوتی را می طلبند. اما نکته جالب توجه این است که تمام این راه حل ها، استفاده از شتابدهنده ها را به جای راکتور هسته ای، پیشنهاد می کنند.

پزشکی هسته ای که بعد از جنگ جهانی دوم ایجاد شد، از تزریق ماده ای ترکیبی (که با مواد رادیواکتیو نشا ن دار می شوند) به درون گردش خون استفاده می کند. سپس حسگر ها از سه بعد به شناسایی ماده رادیواکتیو تزریق شده، توزیع آن در بدن و نقشه مسیری که طی می کند می پردازند. هم چنین این علم از آثار تخریبی رادیواکتیو نیز بهره می برد. در ابتدا از این روش در تعیین محل تومورها درون بدن، کنترل عملکرد قلب در پی حمله قلبی، ترسیم نقشه گردش خون در مغز و نیز به عنوان راهنمای جراحی استفاده می شد. روزانه در سراسر جهان حدود هفتاد هزار تصویربرداری تشخیصی انجام می شود.

۸۵ درصد ۹۹mTc که در اروپا و آمریکای شمالی استفاده می شود، از تجزیه مولیبدنیوم۹۹ (۹۹Mo) به دست می آید. اما تنها دو راکتور در جهان این ماده را تولید می کنند، یکی راکتورهای فلاکس در پتن هلند و دیگری راکتور تحقیق ملی جهانی واقع در چاک ریور ایالت اونتاریو کانادا. نیمه عمر تشعشعی رادیوایزوتوپ ۹۹Mo تنها ۶۶ ساعت است، یعنی هر ۶۶ ساعت یک بار، حجم این رادیوایزوتوپ به نصف کاهش می یابد و به همین دلیل؛ ذخیره کردن آن برای مدتی بیش از چند روز غیرممکن است. از این رو این محصول به طور مداوم تولید و به بیمارستان ها فرستاده می شود.

در نوامبر سال ۲۰۰۷ / آبان ۱۳۸۶، راکتور چاک ریور به دنبال منازعاتی بر سر ابقا آن بسته شد. تعطیلی این راکتور و کمبود ایزوتوپ ناشی از آن، منجر به اعتراض عمومی شد؛ چنان که دولت کانادا دستور بازگشائی این راکتور را صادر کرد و رییس کمیسیون امنیت هسته ای ملی که دستور تعطیلی این راکتور را داده بود، از سمتش برکنار شد. بعد از آن، در گوست سال ۲۰۰۸ / مرداد ۱۳۸۷؛ راکتور پتن هلند به دلیل نشت در سیستم خنک کننده تعطیل شد. آن زمان بدترین دوره بود، چرا که چهار راکتور بزرگ دیگر، از جمله چاک ریور کانادا نیز به دلائل نامربوطی کار نمی کردند.

مطبوعات از این رویداد به عنوان طوفانی اساسی در قابلیت دسترسی به ایزوتوپ یاد می کنند. در دسامبر ۲۰۰۸ / آذر ۱۳۸۷، راکتور چاک ریور مجددا به دلایل عادی برای چند روز تعطیل شد؛ اما مشکلات پیش بینی نشده ای باعث شد که این تعطیلی بیش از مدت پیش بینی شده به طول انجامد و باز بر روی انبارهای ایزوتوپ فشار وارد آمد. از سوی دیگر، به نظر می رسد که راکتور پتن تا ماه های آینده نیز بازگشایی نشود.

هر دوی این راکتورها به نسبت خیلی قدیمی هستند و روشن نیست که تا چند وقت دیگر می توانند به کار خود ادامه دهند. برنامه هایی برای جایگزینی راکتور پتن تا سال ۲۰۱۵ ریخته شده است. مجوز کار راکتور چاک ریور هم سال ۱۳۹۰ / ۲۰۱۱ به پایان می رسد و انتظار می رود که تا سال ۲۰۱۶ بازسازی شود. تا آن زمان هیچ چیز قطعی نیست. مشکلی که در این جا وجود دارد، حساس و بحرانی است. اوایل ماه گذشته، اتحادیه دانشمندان علاقه مند پیشنهاد کرد که برای کمک به تامین امن ایزوتوپ های پزشکی، ظرفیت تولید این ایزوتوپ ها در ایالات متحده آمریکا افزایش یابد.

متاسفانه هنوز هیچ راهکار کوتاه مدت یا حتی بلند مدتی وجود ندارد که بتواند به طور مطمئن و کافی، نیاز کشورهای جهان را به ایزوتوپ های پزشکی تامین کند. قرار بود که گردانندگان راکتور چاک ریور در ساخت دو راکتور تولید رادیونوکلاید جدید کمک کنند که می توانستند جایگزین راکتور های موجود باشند. این پروژه، راکتورهای MAPLE نامیده می شد و ظرفیت تامین ایزوتوپ مورد نیاز را در سراسر جهان داشت؛ اما در ژوئن ۲۰۰۸ / خرداد ۱۳۸۷، در پی مشکلات فنی بسیاری که راه اندازی پروژه را حدود ۸ سال به اخیر می انداخت، متوقف شد.

پروژه جدیدی قرار است امسال در استرالیا افتتاح شود که انتظار می رود در سال های نزدیک بتواند ۱۰ الی ۲۰ درصد نیاز آمریکای شمالی را تامین کند. به علاوه، برنامه هایی هم برای ارتقای راکتور تحقیقاتی دانشگاه میسوری وجود دارد تا این راکتور نیز بتواند ۹۹Mo تولید کند. اما حتی اگر این برنامه های ارتقا طی پنج سال آینده با موفقیت کامل اجرا شوند، باز به احتمال زیاد این راکتور قادر خواهد بود تنها نیمی از نیاز آمریکای شمالی را تامین کند . این مقدار کافی نیست.

موضوعی که مشکل این راکتورها را پیچیده تر می کند، استفاده از اورانیوم بسیار غنی شده است که حدود ۹۳ درصد ایزوتوپ هسته ای اورانیوم ۲۳۵(۲۳۵U) را شامل می شود. این راکتورها از اورانیوم بسیار غنی شده به عنوان سوخت یا ماده اولیه در تهیه ۹۹Mo استفاده می کنند. آژانس بین المللی انرژی هسته ای و اداره امنیت ملی هسته ای آمریکا طی سال ها کوشیده اند که سوخت این راکتورها را به اورانیوم کم غنی شده تبدیل کنند تا از این طریق احتمال خطر دست یابی تروریست ها را به اورانیوم بسیار غنی شده کاهش دهند. به علاوه مشکل دیگری هم با مواد هدف در این راکتورها وجود دارد. تمام راکتورهای بزرگی که در حال حاضر مشغول به کارند، در بمباران ۲۳۵U از نوترون استفاده می کنند تا بتوانند عمل شکافت اتمی را آغاز کنند و ۹۹Mo تولید کنند.

● شکافت اتمی در آینده

با این حال، گزینه دیگری هم وجود دارد. به جای این که نوترون را در راکتور به اورانیوم ۲۳۵ شلیک کنیم، می توان در یک شتاب دهنده به اورانیوم ۲۳۸ که یکی از ایزوتوب های نسبتا ثابت اورانیوم است، فوتون های پر انرژی شلیک کرد. این کار عمل شکافت اتمی مورد نیاز را نیز فراهم می کند. درست است که در این روش برای تولید ۹۹Mo نیاز به کاهش شدت انرژی است، اما امتیاز مهم تر آن استفاده از مواد امن تر است.

بنابراین، مسئله جدید، ایجاد باریکه نیرومندی از فوتون است که بتواند معادل تولید راکتورهای فعلی، تولیدی عملی و اقتصادی داشته باشد. طی سال های گذشته، علم و مهندسی ماشین های شتاب دهنده الکترون پرشدت بسیار پیشرفت کرده است. قیزیکدانان معتقدند اکنون امکان ساخت ماشین های مناسب برای تبدیل الکترون های شتاب داده شده به نور، وجود دارد.

دولت کانادا به حدی به یافتن جایگزینی برای ۹۹Mo تولیدی در راکتور، مشتاق است که در اکتبر ۲۰۰۸ کارگاهی آموزشی در این زمینه ترتیب داد. در این کارگاه که با مشارکت وزارت منابع طبیعی کانادا و آزمایشگاه ملی فیزیک اتمی کانادا (TRIUMF) برگزار شد، امکان طراحی و ساخت خط شتابدهنده الکترون بررسی شد. نتیجه کارگاه این بود که اصولا این شتابدهنده ها می توانند ساخته شوند و به طور منظم کار کنند و نیز این که باید پروژه های تحقیقاتی بسیاری برای بررسی و بازبینی آن ها طراحی شوند.

حالا که تولید شتابدهنده مورد توافق دولت کانادا قرار گرفته است، طی پنج سال آینده، احداث این شتابگر نیاز به زمانی حدود سه سال و هزینه ای بین ۵۰ تا ۱۲۵ میلیون دلار آمریکا خواهد داشت. محاسبات حاکی از آنند که این شتابدهنده قادر به تامین نیاز کل کانادا به ۹۹Mo خواهد بود. این رقم در حدود ۱۰ درصد نیاز آمریکای شمالی و ۵ درصد نیاز کل دنیاست. بنابراین برای جانشینی راکتورهای موجود، ماشین های شتابدهنده بسیار زیادی مورد نیاز است. البته این شتابدهنده ها نسبت به راکتورهایی که بین ۵۰۰ میلیون تا یک میلیارد دلار آمریکا هزینه دارند، ارزان ترند. به علاوه نگرانی های مربوط به محدودیت سطح هسته ای را ندارند. از بین بردن یا حذف یک شتابدهنده هم به پیچیدگی راکتور نیست. زمانی که امکان پذیری آن ها اثبات شود، به راحتی تعداد زیادی از آن ها ساخته خواهند شد.

به طور حتم در دراز مدت شتابدهنده های متفاوت، سهم رو به رشدی در تصویربرداری پزشکی خواهند داشت. با این که در حال حاضر ۹۹mTc ایزوتوپی است که بیشترین استفاده را در تصویربرداری های پزشکی دارد، اما این وضعیت در حال تغییر است.

تصویربرداری ای که در آن از ۹۹mTc استفاده می شود، پرتونگاری کامپیوتری با استفاده از انتشار فوتون(SPECT) نامیده می شود. اما نوع دیگری از تصویربرداری با نام پرتونگاری با استفاده از انتشار پوزیترون (PET) در حال پیشی گرفتن است. هر دو روش از مولکول های زیستی فعال استفاده می کنند که با رادیونوکلایدها نشانه گذاری می شوند. آن چه در این دو روش متفاوت است، نحوه از بین رفتن رادیونوکلایدهاست.

روش PET امکان تصویربرداری واضح تری را فراهم می کند و این برتری را مدیون رادیونوکلایدی است که در آن به کار می رود. این رادیونوکلاید به دو ماده دیگر تجزیه می شود که به طور همزمان در دو جهت مخالف به حرکت خود ادامه می دهند. سیستم با دنبال کردن این دو ماده حاصل می تواند با دقت تعیین کند که مواد نشانه دار شده با رادیواکتیو در کجای بدن هستند و در آن ناحیه چه تراکمی دارند. اما در مقابل، حس گرهای سیستمSPECT تنها یک ماده برای تعقیب کردن دارند. به علاوه این سیستم نمی تواند تشخیص دهد که وقتی تشعشع دریافتی از ذره ای کم می شود، این امر نتیجه تضعیف ماده رادیواکتیو است یا این که ذره به ناحیه ای عمیق تر در بدن وارد شده است. در نتیجه تصویر حاصل محو و مبهم می شود.

علاوه بر این ها، ماده رادیواکتیو استفاده شده درPET خیلی راحت تر به مولکول ها متصل می شود. این مولکول ها از موادی خاص در بدن، مانند نوعی هورمون هستند. این نوع تصویربرداری در تشخیص بیماری ها بسیار کارایی دارد.

در تصویربرداری به روش PET از ایزوتوپ هایی استفاده می شود که به جای راکتور، در شتاب دهنده ها تولید می شوند. اما نیمه عمر تشعشعی آن ها از رادیوایزوتوپ های مورد استفاده در SPECT کوتاه تر است به همین دلیل بیمارستان ها باید دستگاه شتاب دهنده خودشان را داشته باشند یا به منابع محلی دسترسی داشته باشند. نیمه عمر تشعشعی بهترین رادیونوکلاید برایPET، یعنی کربن۱۱ تنها ۲۰ دقیقه است. نیمه عمر فلورین ۱۸ هم که متداول ترین نشان گر مورد استفاده در تومورشناسی با روش تصویربرداری PET است، ۱۱۰ دقیقه است. این شرایط در حال حاضر PET را نسبت به SPECT پرهزینه تر می سازد.

امروزه از ۱۲۵۰۰ موسسه پزشکی هسته ای در ایالات متحده، تنها دو هزار موسسه به سیستم تصویربرداری PET مجهزند و دسترسی به رادیوایزوتوپ های مورد نیاز، هنوز هم محدود است. طی یک دوره کوتاه در اواخر سال ۲۰۰۷، برخی از مراکزی که به سیستم PET دسترسی داشتند، این سیستم را جایگزین سیستم SPECT در تشخیص غدد سرطانی کردند و این اقدام موفقیت آمیز بود. به طور ایده آل همه بیمارستان ها را باید به همین نحو مجهز ساخت. برای این که این ایده آل به تحقق بپیوندد، باید شتاب دهنده ها و سیستم های تصویربرداری PET از لحاظ اقتصادی به صرفه تر شوند و دولت ها نیز از این روند حمایت کنند. برای مثال، دولت چین در تلاش است SPECT را مرحله به مرحله کنار بگذارد و بر روی PET سرمایه گذاری کند. هزینه های تصویربرداری با سیستم PET به سرعت در حال کاهش است و با گذشت زمان، شتاب دهنده ها هم اقتصادی تر می شوند. اما جایگزینی کامل سیستم SPECT با PET احتمالا یک دهه طول خواهد کشید.

● زمان عمل

هنوز هم بازارهای عمده در جهان به ۹۹Mo/۹۹mTc نیاز دارند. برای این که معلوم شود آیا رویکرد موافق با شتاب دهنده ها، پایدار خواهد ماند و این که آیا شتاب دهنده ها بر راکتورها برتری دارند، باید بسیاری تصمیم ها سریع تر گرفته شوند. در همین زمان هم تجهیزات مورد نیاز برای جایگزینی کامل می شوند.

در حال حاضر، راکتور چاک ریور دچار نشت شده و این امر به معنای تعطیلی این راکتور برای تعمیرات است. راکتور های چاک ریور و پتن هر دو بسیار قدیمی اند و چنین مشکلاتی در آن ها دور از انتظار نیست. تا چه زمانی این راکتورهای قدیمی می توانند با امنیت و کارامدی به کار خود ادامه دهند؟

دولت کانادا هنوز هم فرصت دارد که میراث پیشتازی در عرصه هسته ای را برای خود حفظ کند. با این که تولید و توزیع رادیوایزوتوپ ها جزو بخش خصوصی است، اما سلامت ساکنین سراسر دنیا نیازمند مشارکت بخش خصوصی و دولت ها در هم سطوح است. باید قبل از این که خیلی دیر شود، دست به عمل زد.

آفتاب


١١:١٤ - 1391/01/04    /    شماره : ١٩٩١    /    تعداد نمایش : ٨١٥



خروج





   مطالب مرتبط
بازدیدها
امروز :2062
کل بازديدها :17220550
بازديدکنندگان آنلاين :13
بازديدازاین صفحه :179843