معرفی رشته مهندسی پرتوپزشکی (کارشناسی، ارشد، دکترا)

تاریخچه پرتوپزشکی:

یکی از روشهای تشخیصی و درمانی ارزشمند در طب، پزشکی هسته ای می باشد. که تبلور آن از ابتدا تا کنون تلفیقی از کشفیات مهم تاریخی بوده است. اولین جرقه در سال ۱۸۹۵ با کشف اشعه X و در ۱۹۳۴ با کشف مواد رادیواکتیو زده شد. اولین استفاده کلینیکی مواد رادیواکتیو، در سال ۱۹۳۷ جهت درمان لوسمی در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی بود. بعــــــد از آن در ۱۹۴۶ با استــــــفاده از این مواد توانستند در یک بیمار مبتلا به سرطان تیروئـــــید از پیشرفت این بیماری جلوگیری کنند.
البته تا ۱۹۵۰ کاربرد کلینیکی مواد رادیواکتیو بطور شایع رواج نیافت و مسکوت ماند. طی سالهای بعد از آن متخصصین و فیزیکدانان به این واقعیت پی بردند که می توان از تجمع رادیو داروها در ارگان هدف تصاویری از آن تهیه نمود و یا به درمان بافت آسیب دیده کمک نمود. بطوریکه در اواسط دهه ۶۰ مطالعات بسیاری در خصوص طراحی تجهیزات لازم آغاز گشت. در دهه ۱۹۷۰ توانستند با جاروب نمودن از ارگانهای دیگر بدن مانند کبد و طحال، تومورهای مغزی و مجاری گوارشی تصاویری را تهیه نمایند. و در دهه ۱۹۸۰ از رادیو داروها جهت تشخیص بیماری های قلبی استفاده نمودند و هم اکنون نیز با ضریب اطمینان بسیار بالایی از پزشکی هسته ای در درمان و تشخیص و پیگیری روند درمان بیماریها استفاده می گردد.

پرتوپزشکی چیست؟

پرتوپزشکی شاخه‌ای از پزشکی است که در آن تشعشع خواص هسته‌ای نوکلیدهای رادیواکتیو و نوکلیدهای پایدار ، هم برای تشخیص و هم برای درمان امراض بکار می‌روند. این امر می‌تواند یا با پرتودهی مستقیم مریض با یک چشمه تشتعشع خارجی یا با تزریق داروهای نشاندار با رادیواکتیویته به مریض تحقق یابد .

رادیو دارو

داروهای نشاندار رادیواکتیو که به مریض تزریق یا خورانده می‌شوند، به نام رادیو داروها معروف هستند. دارویی هسته‌ای یا رادیو فارماکولوژی روش دارویی خاصی است که با ترکیبات ، آزمایش یا تزریق مناسب رادیو دارو به مریض ارتباط دارد.

کاربرد رادیوداروها

روشهای تشخیص زنده

روشهای تشخیص زنده آن روشهایی هستند که در آنها یک رادیو دارو در سیستم یک مریض زنده ، بطریق خوراندن ، تزریق ، یا با استنشاق وارد می‌گرددم اشعه گامای نشر شده بوسیله رادیو داروها برای تامین اطلاعات مورد نیاز بر روی صفحه کامپیوتر قابل مشاهده هستند.

روشهای تشخیص غیر زنده

روشهای غیر زنده آنهایی هستند که روی نمونه‌های برداشته شده از یک مریض انجام می‌گیرد. تعدادی از این روشها مستلزم بکارگیری رادیو داروها است. ولی مهمترین آنها روش رادیو ایمونواسی (RIA) می‌باشد.

رادیو ایمونواسی و تاثیر آن در پزشکی

رادیو ایمونواسی نوعی تجزیه بطریق رقیق کردن ایزوتوپی (IDA) ، جزو استو کیومتری است که در آن عنصر مورد تجریه نشاندار و غیر نشاندار برای پیوند با مقادیر محدود مولکولی که بطور خاص با عنصر مورد تجزیه پیوند می‌دهد، رقابت می‌کند. RIA بطور گسترده در آزمایشگاههای پزشکی برای تعیین هورمونها ، داروها ، ویروسها ، و دیگر گونه‌های آلی در سطح جهان بکار می‌رود. شروع RIA به سالهای ۱۹۵۰ ، با بررسی S.Berson و R.Yalow برروی متابولیسم انسولین B1I در مریض‌های دیابتی بر می‌گردد.


Berson و Yalow دریافتند که مریض‌های دیابتی موادی در سرم خون دارند که با انسولین پیوند می‌دهند. آنها مشاهده کردند که انسولین نشاندار و غیرنشاندار با این ماده پیوند دهنده رقابت کرده، و این مقدار انسولین غیرنشاندار موجود ، مقادیر انسولین نشاندار را که پیوند داده متاثر می‌کند. آنها در این مطالعه توانایی روش ، جهت ارزیابی انسولین را دریافتند. RIA از آن زمان تا کنون پیشرفتهای گسترده‌ای را در روشهای پزشکی با کاربردهای وسیع برای اندازه گیری مقادیر بسیار کم بسیاری از بیو مولکولهای مهم نموده است.
کاربردهای درمانی تشعشع

کاربردهای درمانی تشعشع و رادیو داروها نسبت به کاربردهای تشخیص محدودتر هستند. زمانی که تشعشع برای درمان بکار می‌رود، مقصود نابود نمودن یک قسمت خاص از نسوج مریض با تشعشع است. چشمه تشعشع می‌تواند داخلی و خارجی باشد.

چشمه‌های مورد استفاده در درمان

چشمه‌های خارجی تشعشع در حال حاضر اساسا در شکل باریکه‌های الکترونی یا اشعه ایکس است. بسیاری از دستگاهها می‌توانند برای تولید این تشعشعات بکار روند. ولی شتابدهندهای خطی کوچک بیشترین کاربرد را دارند. الکترونهای با انرژیهای ۴ تا ۱۵ میلیون الکترون ولت برای درمان سرطانهایی که نزدیک سطح بدن هستند، مانند سرطانهای پوست ، سینه ، سر و گردن بکار می‌روند.

زمانی که نفوذ بیشتری از تشعشع لازم باشد، اشعه گاما از یک چشمه بسته رادیو نوکلید مورد استفاده قرار می‌گیرد. ۶۰Co بطور گسترده‌ای برای این منظور بکار رفته است، ولی در حال حاضر ۱۳۷Cs ترجیح داده می‌شود. علاوه بر تشعشع خارجی یک عضو ممکن است، یک سوزن یا دانه رادیواکتیو را در داخل بدن مریض کاشت و لذا تنها مقاطع خاصی را که باید نابود شوند، پرتودهی نمود. در این رابطه کاشتهای ۱۹۸Au و ۱۲۵I متداول است.

تصویر برداری در پرتوپزشکی

مشکل تصویر برداری از بدن انسان این است که ماده ای کدر و غیر شفاف است، نگاه کردن درون بدن انسان نیز بطور کلی دردناک است. در گذشته روش معمول دیدن درون بدن انسان جراحی بود! اما امروزه با استفاده از انبوهی از روشهای جدید دیگر نیازی به این روشهای وحشتناک نیست. تصویر برداری اشعه X، MRI، تصویر برداری CAT و مافوق صوت برخی از این تکنیک ها هستند. هر کدام از این تکنیک ها مزایا و معایبی دارند که باعث می شود برای شرایط مختلف واعضای مختلف بدن مفید باشند.
تکنیک های تصویر برداری پزشکی هسته ای روشهای جدیدی را برای نگاه کردن به درون بدن انسان برای پزشکان فراهم می کند. این تکنیک ها ترکیبی از استفاده از کامپیوتر، حسگرها و مواد رادیواکتیو است. این روشها عبارتند از:

• توموگرافی با استفاده از تابش پوزیترون (PET)
• اسپکت SPECT
• تصویر برداری قلبی – عروقی
• اسکن استخوان
هر کدام ازاین روشها از یکی از خصوصیات عناصر رادیواکتیو برای تولید یک تصویر استفاده می کنند.
تصویر برداری در پزشکی هسته ای برای شناسایی موارد زیر بسیار مفید است:
• تومورها
• آنوریسم Aneurysms
• نارسایی سلول های خونی و اختلال در عملکرد دستگاههای بدن مثل غده تیروئید و ریه
استفاده از هر کدام از این روشهای خاص یا مجموعه ای از آنها بستگی به علائم بیمار و نوع بیماری دارد.
پرتوپزشکی و درمان بیماریها
پرتوپزشکی از صرف هزینه های سنگین درمان جلوگیری می کند
هم اکنون اغلب مواد اولیه مربوط به تهیه تجهیزات مربوط به پرتوپزشکی وارد کشور می شود ، در صورتی که اگر مواد اولیه هسته ای در مرکز انرژی هسته ای و یا مرکز تحقیقاتی وابسته به دانشگاهها تولید شود می توان از مشکلات اقتصادی بخش درمان جلوگیری کرد.

پرتوپزشکی در ایران ریشه قدیمی دارد چون سالهای زیادی است که در ایران با مواردی نظیر اسکن، رادیوتراپی برای درمان بیماران سرطان از آن استفاده می شود.متاسفانه چون تکنیک ها و وسایل موجود در این زمینه قدیمی هستند کشور در مقایسه با کشورهای پیشرفته به لحاظ پزشکی هسته ای فاصله دارد.هم اکنون تعداد دستگاه ها و تجهیزات پزشکی در این زمینه در کشور بسیار اندک است به گونه ای که فقط در تهران و چند شهر دیگر این تجهیزات وجود دارد و این برای بیماران مشکل ایجاد کرده چون باید از نقاط مختلف کشور برای درمان به این چند شهر خاص سفر کنند.

پرتوپزشکی در ایران از جایگاه مطلوبی برخوردار است و فقط در صورتی که وسایل جدید در کشور فراهم شود به گونه ای که برخی از مواد که امکان تولید از طریق هسته ای وجود دارد ساخته شود می توان این زمینه به پیشرفت های مطلوبی رسید.

به طور حتم وسایل جدید مربوط پرتوپزشکی در دنیا وجود دارد اما علاوه بر اینکه تهیه آنها هزینه زیادی در بر دارد طول عمر این وسایل نیز بسیار کم است.

مهندسی پرتوپزشکی چیست؟

رشته مهندسی پرتوپزشکی که را می توان به سه حوزه زیر تقسیم کرد:

:Bionuclear Instrument -1 در این حوزه کلیه ابزارها و دستگاههای تشخیصی (تصویربرداری) و درمانی (پرتودرمانی) از لحاظ ساختار، فیزیک دستگاه و نحوه عملکرد مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرند. شتاب دهنده ها و حفاظهای پرتویی نیز در این حوزه قرار دارند. بطورکلی میتوان این حوزه را سخت افزار رشته پرتوپزشکی نامید.

:Bionuclear Modeling or Processing -2 این حوزه شامل مطالعات و برنامه نویسی نرم افزاری در زمینه مدل کردن پدیده های هسته ای، رادیولوژیکی و رادیوبیولوژیکی می باشد. همچنین نرم افزارهای پردازشی مربوط به بهبود و فشرده سازی سیگنالهای تصاویر پزشکی و استخراج ویژگی های آنها بمنظور طبقه بندی و تشخیص بیماریها و یا ارزیابی نحوه درمان در این حوزه قرار می گیرند.

: Radio Pharmaceutical or Biological -3 این حوزه شامل فیزیک و نحوه تولید رادیو داروها و رادیوایزوتوپها و چگونگی تأثیر پرتوهای مختلف بر بافتهای زنده و بیو لوژیکی می باشد.

تحصیل در رشته پرتوپزشکی:

۱-مقطع کارشناسی:

این رشته در حال حاضر در مقطع کارشناسی فقط در واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی با ظرفیت ۵۰ نفر در هر سال دانشجو می پذیرد.

معاون آموزشی و امور دانشجویی وزارت بهداشت با تشریح اولویتهای آموزش پزشکی در سال تحصیلی جدید، از تاسیس رشته های جدید در زمینه پزشکی هسته ای خبر داده است.

۲-مقطع کارشناسی ارشد:

مهندسی پرتو پزشکی یکی از زیر مجموعه‌های مهندسی هسته‌ای می‌باشد. نام رشته‌های کارشناسی که می‌توانند در آزمون کارشناسی ارشد این رشته شرکت کنند عبارتند از: مهندسی هسته ای ، مکانیک ، مواد ، مهندسی شیمی ، برق ، فیزیک و مهندسی پزشکی.

مواد امتحانی و ضرایب آنها:

* زبان عمومی و تخصصی با ضریب ۱
* ریاضیات با ضریب ۲
* کنترل با ضریب ۳
* فیزیک هسته ای با ضریب ۳
* الکترونیک با ضریب ۳
* الکترو مغناطیس عمومی با ضریب ۳

دانشگاه های صنعتی امیر کبیر،شهید بهشتی،شیراز و واحد علوم و تحقیقات پذیرای دانشجو در مقطع کارشناسی ارشد می باشند.

۳-مقطع دکتری:

دانشگاه صنعتی شریف ،امیر کبیر و واحد علوم و تحقیقات در مقطع دکتری پرتوپزشکی دانشجو می پذیرند.

موقعیت شغلی:

کار فارغ التحصیلان این رشته اغلب در بیمارستان ها،مراکز پزشکی هسته ای و سازمان انرژی اتمی ایران می باشد که با توجه به علاقه و میزان فعالیت فرد به خصوص در زمینه پژوهش،شانس به دست آوردن کار افزایش پیدا می کند.

حقوق:

باز هم بستگی به کاری دارد که انجام خواهید داد که به طور کلی باید گفت حقوق مناسبی در انتظار تحصیل کردگان اید رشته می باشد.به خصوص اگر در زمینه دستگاه های پرتو پزشکی فعالیت کنید.

زمینه های پژوهشی:

دستگاه های پزشکی هسته ای،رادیوداروها،دوزیمتری ها و شتابدهنده ها زمینه های رایج هستند که پژوهشگران ایرانی و خارجی بر رویی آنها کار می کنند.

* به طور کلی می توان گفت بهترین خصوصیت این رشته زمینه ویژه پژوهشی در آن است.
* کار بر روی راکتورهای هسته ای ،زمینه ای از تحقیقات می باشد که برای خانم ها توصیه نمی گردد.
* از لحاظ کاری در سازمان انرژی اتمی ایران،هم اکنون فارق التحصیلان راکتور را به خوبی جذب می کنند.

رشته پرتوپزشکی از لحاظ پژوهشی جایگاه کار مناسبی دارد ولی علاقه به ساخت و داشتن دید مهندسی لازمه موفقیت در این رشته را فراهم خواهد نمود.

از مواد رادیواکتیو به عنوان ردیاب رادیواکتیو استفاده می شود. این مواد از طریق بلعیدن و یا تزریق وارد جریان خون می شود. یکی از روشهای ردیابی به این شکل است که مواد ردیاب در خون حرکت می کنند و امکان می دهند که ساختار رگهای خونی مشاهده شود. این روش مشاهده به پزشکان این امکان را می دهد که لخته و دیگر ناهنجاریهای رگهای خونی را به راحتی تشخیص دهند. علاوه بر این، برخی اعضاء بدن هستند که نوع خاصی از مواد شیمیایی را در خود جمع می کنند . برای مثال غده تیروئید ، ید را در خود جمع می کند بنابراین با بلعیدن ید رادیواکتیو ( به صورت مایع یا به صورت قرص ) می توان تومورهای تیروئید را تشخیص داد و درمان کرد. به همین ترتیب تومورهای سرطانی نیز، فسفات را در خود جمع می کنند. بنابراین با تزریق ایزوتوپ رادیواکتیو فسفر – ۳۲ در جریان خون می توان تومورهای سرطانی را، به دلیل افزایش رادیو رادیواکتیوشان، شناسایی کرد.
در تصویر برداری، آزمایش یا درمان به وسیله پزشکی هسته ای، مواد رادیواکتیوی که بلعیده یا تزریق می شوند به بدن آسیب نمی رسانند. رادیو ایزوتوپ هایی که در پزشکی هسته ای استفاده می شوند به سرعت در عرض چند دقیقه تا حداکثر یک ساعت واپاشیده می شوند. سطح تابش های رادیواکتیو آنها هم نسبت به اشعه X یا CT اسکن بسیار پایین تر است.
برخلاف درمان از طریق پزشکی هسته ای، رادیوتراپی ( که کاملاً با آن متفاوت است ) از این مزیت بهره می گیرد که برخی سلولها با شدت بسیار بیشتری تحت تأثیر تابش های یونیزه یعنی تابش های آلفا، بتا و گاما و X قرار می گیرند. سلولها با سرعت های متفاوتی تقسیم می شوند و سلولهایی که با سرعت بیشتری تقسیم می شوند به دو دلیل، بیشتر تحت تأثیر تابش های یونیزه قرار می گیرند:
- سلولها دارای مکانیسمی هستند که به آنها این امکان را می دهد تا DNA آسیب دیده را ترمیم کنند.
- وقتی که یک سلول در حال تقسیم متوجه شود که DNA آسیب دیده است خودش را از بین می برد.
سلولهایی که به سرعت تقسیم می شوند زمان کمتری برای مکانیسم ترمیم و شناسایی خطاهای DNA قبل از تقسیم شدن دارند، بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که پس از قرار گرفتن در معرض تابش های هسته ای از بین بروند.
از آنجایی که در اکثر انواع سرطان، سلولهای سرطانی به سرعت تقسیم می شوند در برخی موارد می توان به وسیله رادیوتراپی سرطان را درمان کرد. معمولاً مواد رادیواکتیو اطراف یا کنار تومور قرار می گیرند. در تومورهایی که در عمق بدن یا نواحی غیر جراحی قرار گرفته اند پرتو X با شدت بالایی روی تومور تابانیده می شود.
اما تنها مشکلی که این نوع از درمان دارد این است که دیگر سلولهای سالم که به سرعت تقسیم می شوند نیز، همراه سلولهای سرطانی تحت تأثیر پرتوها قرار می گیرند. به همین دلیل کسانی که تحت درمان سرطان هستند دچار حالت تهوع و ریزش موی شدید می شوند.

امیر حکیمی
منبع : مهندسی هسته ای و پرتوپزشکی