الطب النووي

Nuclear medicine
A nuclear medicine PET scan
ICD-10-PCS	C
ICD-9	92
MeSH	D009683
OPS-301 code	3-70-3-72, 8-53

الطب النووي Nuclear Medicine هو الفرع الطبي الذي تستخدم فيه النظائر المشعة radioisotopes لتشخيص بعض الأمراض وعلاج البعض الآخر، وقد سمي بالنووي نسبةً إلى نواة الذرة وهي مصدر الإشعاع المنبعث من هذه المواد المشعة ويعتبر الطب النووي من أحدث تطبيقات التكنولوجيا في المجال الطبي. Nuclear medicine imaging, in a sense, is "radiology done inside out" or "endoradiology" because it records radiation emitting from within the body rather than radiation that is generated by external sources like X-rays. In addition, nuclear medicine scans differ from radiology, as the emphasis is not on imaging anatomy, but on the function. For such reason, it is called a physiological imaging modality. Single photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PET) scans are the two most common imaging modalities in nuclear medicine.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 النشاط الإشعاعي للمواد المشعة Radioactivity

النشاط الإشعاعي للمواد المشعة Radioactivity هو التحلل الذاتي لنواة ذرة المادة المشعة وهذا التحلل يختلف من مادة لأخرى ليعطي نوعيات مختلفة من الإشعاعات مثل إشعاع ألفا أو إشعاع بيتا أو إشعاع جاما.

والنواة تحتوي على البروتونات والنيترونات وهي محاطة بالالكترونات التي تدور حول النواة ومن المعروف أن الالكترونات تحتوي على شحنة سالبة وأن البروتونات تحتوي على شحنة موجبة أما النيترونات فهي متعادلة.

والمادة تعرف بعدد البروتونات في نواتها فمثلاً إذا كانت الذرة التي تحتوي نواتها على بروتون واحد تسمي ذرة الهيدروجين والتي تحتوي على بروتونين تسمي ذرة الهيليوم والتي تحتوي على ثلاث بروتونات تسمي ذرة الليثيوم.

أما مجموع عدد البروتونات + عدد النيترونات (وهما مكونات الذرة) يسمي رقم الكتلة وهو مقارب للوزن الذري للذرة فمثلاً اليود131 يعتبر الرقم 131 هو رقم الكتلة الذي يعبر عن أن النواة بها 78 نيوترون و 53 بروتون.

والذرة التي تحتوي على نفس العدد من البروتونات وتختلف في عدد النيترونات هي التي تسمي بالنظير isotope ومنها الثابت ومنها الغير ثابت أو المشع radioactive أو النظير المشع radioisotope. ومثالنا على ذلك اليود الذي سبق ذكره فالذرة الثابتة لليود هي التي تحتوي على 53 بروتون و74 نيوترون (اليود127) أما عدى ذلك فكل نظائره مشعة (اليود131 واليود125). وهناك بعض المواد لا تحتوي على نظير تابت بل كلها نظائر مشعة.

وتقاس كمية الإشعاع بمقياس كيوري Curi، وهناك أيضاً ما يسمي بفترة نصف الحياة half life وهي تعرف بأنها الوقت اللازم لانحلال نصف الذرات من مجموع ذرات النظير المشع وعلى هذا فإن النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة سوف يصل إلى نصف هذا النشاط في خلال فترة نصف حياته، فمثلاً نصف الحياة لمادة التكنتيوم-99 هي ستة ساعات واليود-131 ثماني أيام والسيلينيوم-75 مائه وعشرون يوماً، وهذه الفترة لا تتأثر بأي مؤثرات مثل الحرارة والضغط أو التركيب الكيميائي لمواد أخرى (فترة نصف حياة التكنتيوم هي 6 ساعات سواءً كان في زجاجة في المختبر أو يسري في دم المريض أو مترسب في كبده)

 استخدام المواد المشعة في التشخيص

تستخدم المواد المشعة في تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم كما تستخدم في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء كثيرة في جسم الإنسان وسوف نتطرق إلى ذلك بشيء من التفصيل.

• 

  A nuclear medicine whole body bone scan. The nuclear medicine whole body bone scan is generally used in evaluations of various bone-related pathology, such as for bone pain, stress fracture, nonmalignant bone lesions, bone infections, or the spread of cancer to the bone.

• 

  Nuclear medicine myocardial perfusion scan with thallium-201 for the rest images (bottom rows) and Tc-Sestamibi for the stress images (top rows). The nuclear medicine myocardial perfusion scan plays a pivotal role in the noninvasive evaluation of coronary artery disease. The study not only identifies patients with coronary artery disease; it also provides overall prognostic information or overall risk of adverse cardiac events for the patient.

• 

  A nuclear medicine parathyroid scan demonstrates a parathyroid adenoma adjacent to the left inferior pole of the thyroid gland. The above study was performed with Technetium-Sestamibi (1st column) and iodine-123 (2nd column) simultaneous imaging and the subtraction technique (3rd column).

• 

  Normal hepatobiliary scan (HIDA scan). The nuclear medicine hepatobiliary scan is clinically useful in the detection of the gallbladder disease.

• 

  Normal pulmonary ventilation and perfusion (V/Q) scan. The nuclear medicine V/Q scan is useful in the evaluation of pulmonary embolism.

• 

  Thyroid scan with iodine-123 for evaluation of hyperthyroidism.

 تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم Radio-immuno-Assay

تستخدم النظائر المشعة في تقدير كمية بعض المواد والأدوية والهرمونات في الدم وذلك باستخدام جهاز يسمي العداد الوميضي Scintillation counter وذلك بسحب عينة من دم المريض وفصل المصل (البلازما) Serum وإضافة النظير المشع الخاص بالمادة المعينة إليه، فمثلاً في تقدير نسبة هرمون الثيروكسين الذي تفرزه الغدة الدرقية يستعمل اليود125 ثم يوضع في جهاز العد الوميضي الذي عن طريق الحاسب الآلي المتصل بهذا الجهاز تتم قراءة نسبة وجود المادة في الدم وبطريقة حسابية وبيانية يتم حساب تقدير كمية هذه المادة في الدم.

ومن أمثلة هذه الهرمونات التي يتم تقديرها في الدم باستخدام النظائر المشعة:

• هرمونات الغدة النخامية مثل هرمون النمو، الهرمون المنشط للغدة الدرقية T.S.H والهرمونات المنشطة للمبيض في الأنثى والخصية في الذكر F.S.H and L.H.
• هرمونات الغدة الدرقية مثل هرمون الثيروكسين T3 & T4 & T7
• هرمون القشرة الكظرية مثل الكورتيزون Corticosteroid
• هرمون الغدة التناسلية الذكرية التستوستيرون Testosterone
• هرمون الغدة التناسلية الأنثوية الإستروجين والبروجيستيرون Oestrogen & Progesterone
• هرمون غدة البنكرياس الأنسولين Insulin

ومن أمثلة المواد الأخرى التي تقدر كميتها في الدم بواسطة المواد المشعة هي:

• الديجوكسين Digoxin الذي يستخدم في أمراض القلب
• فيتامين ب 12
• حامض الفوليك Folic Acid
• الهيستامين Histamine

وتتم هذه التحاليل في مختبر خاص مجهز بأحدث الأجهزة ويسمي بالمختبر النووي.

 استخدام المواد المشعة في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء الجسم Scanning

إن هذا الاستخدام هو الأكثر شيوعاً في مجال الطب النووي وهي عملية مسح وتصوير للعضو المراد فحصه وتتم عن طريق إعطاء المريض المادة المشعة الخاصة لفحص العضو إما عن طريق الفم أو الحقن الوريدي وبالطبع فإن كل عضو يختلف عن الآخر في نوع المادة المشعة المستخدمة أو المادة الكيميائية التي تضاف إلى المادة المشعة قبل إعطائها للمريض ومثال ذلك عند فحص الكبد يعطى المريض التكنزيوم مضافاً إليه مادة غروية تلتقطها خلايا الكبد أما في حالات فحص المخ فيعطي التكنزيوم بدون إضافات أو بإضافة مادة أخرى تسمي DTPA ، وأما في حالات فحص الغدة الدرقية فيعطى المريض اليود131 عن طريق الفم وفي حالات المسح الإشعاعي للرئتين تستخدم مادة الزينون133 عن طريق الإستنشاق.

وبعد أن يتناول المريض المادة المشعة يمتص الجسم هذه المادة وتلتقط بالعضو المراد فحصه من الدم ثم يتم تصوير هذا العضو عن طريق جهاز متصل بكاميرا لالتقاط أشعة جاما ويسمي هذا الجهاز بجهاز المسح الإشعاعي Scintillation Scanner with gamma Camera ومنه يتم الحصول على صورة فوتوغرافية على أفلام بولورويد أو أي نوع خاص من أفلام الأشعة العادية للعضو المراد فحصه. ومن هنا يتضح الاختلاف بين فحص المسح الإشعاعي والفحص بالأشعة العادية (أشعة إكس أو كما تسمى بأشعة رونتجن Roentgen - rays).

ومن الفحوصات التي لا يمكن لأشعة رونتجن القيام بها وقامت بها طريقة المسح الإشعاعي هي مثلاً تصوير أعضاء الجسم مثل الكبد والطحال والغدة الدرقية.

وفيما يلي أهم استعمالات المواد المشعة في المسح الإشعاعي للأعضاء:

 المسح الإشعاعي للغدة الدرقية وقياس نشاطها Thyroid Scan and I131 uptake

وهذا الفحص يعتبر أول فحص استخدم بكثرة في مجال الطب النووي. ومن المعروف بأن الغدة الدرقية تتميز بشراهتها في التقاط مادة اليود ولهذا يستعمل اليود المشع (يود131 ويود125) في قياس نشاط الغدة والمسح الإشعاعي لها، ويأخذ المريض جرعة اليود المشع عن طريق الفم على فترات (ساعتين - 4 ساعات - 8 ساعات - 24 ساعة) تحسب له بطريقة معينة النسبة المئوية لالتقاط الغدة لليود باستخدام جهاز المسح الإشعاعي وفي نفس الوقت تؤخذ صورة للغدة الدرقية عن طريق كاميرا الجهاز وتبين هذه الصورة حجم الغدة وشكلها وانتشار المادة المشعة فيها ويستخدم فحص المسح الإشعاعي للغدة الدرقية ونشاطها في الحالات التالية:

• معرفة حجم الغدة

• اكتشاف حالات تضخم الغدة الدرقية البسيطة والفيزيولوجية

• حالات سرطان الغدة Thyroid Carcinoma

• حالات تضخم الغدة العنقودي والحويصلي Nodular Goitre and Thyroid Cyst

• حالات زيادة نشاط الغدة الدرقية وتضخم الغدة التسممي Thyrotoxic Goitre

• حالات نقص وكسل الغدة الدرقية Hyperthyrodism and Myxoedema

• تحديد المكان لوجود أنسجة غدية في غير مكانها الطبيعي Ectopic Thyroid

• التهابات الغدة الدرقية الحادة والمزمنة Acute ,Subacute and Chronic Thyroiditis

• تقييم وتحديد وضع الغدة الدرقية بعد عمليات الإستئصال Post Operative

 المسح الإشعاعي للكبد Liver Scan

تستخدم كثير من النظائر المشعة في حالات المسح الإشعاعي للكبد ومن أهما التكنزيوم99 TC99 بعد خلطه بمادة رغوية تلتقط بخلايا الكبد ويعطى للمريض عن طريق الحقن الوريدي، ويطلب فحص المسح الإشعاعي للكبد في الحالات الآتية:

تحديد حجم الكبد وشكله وموضعه

تحديد أورام البطن ومعرفة ما إذا كانت في الكبد أو خارجه

اكتشاف نوع وسبب تضخم الكبد مثل حالات خراج الكبد وأورامه وأكياسه أو أي تجمع دموي بالكبد

تحديد مكان أي ورم بالكبد عند أخذ عينة منه

المقارنة بين حالة الكبد فبل وبعد العلاج كما في حالات ثانويات السرطان في الكبد Liver Metastasis

معرفة وتحديد أمراض الكبد المزمنة مثل تليف الكبد Liver Cirrhosis والتهاب الكبد Hepatitis وأمراض التمثيل الغذائي Metabolic Diseases

 المسح الإشعاعي للطحال Spleen Scan

وتستخدم فيه أيضاً مواد مشعة كثيرة منها مخلوط التكنزيوم والمادة الرغوية ويظهر في هذه الحالة في نفس صورة المسح الإشعاعي للكبد ويعطى المخلوط أيضاً عن طريق الوريد والحالات التي تتطلب فيها هذا المسح هي:

تحديد حجم الطحال وشكله

تضخم الطحال وأورامه Splenomegaly

تحديد مكان الطحال عند استعمال الأشعة العميقة والمواد المشعة في علاج سرطان الدم

إصابة الطحال بتهتك خاصةً بعد الحوادث

بعد حالات استئصال الطحال وفي حالات جلطة الطحال

وجود أنسجة للطحال في غير مكانها الطبيعي

 حالات المسح الإشعاعي للمخ Brain Scan

ويستخدم فيه التكنزيوم فقط أو مخلوطاً بمادة تسمى DTPA حيث تعطى بالحقن الوريدي ويستخدم المسح الإشعاعي للمخ في الحالات التالية:

أورام المخ السرطانية والحميدة والثانويات Brain Tumour and Metastasis

التهاب المخ وخراجه Brain Abscess

التجمع الدموي في المخ Brain Heamatoma والنزف بالمخ Intra Cerebral Hemorrhage

أمراض الأوعية الدموية بالمخ وجلطة المخ Cerebro Vascular Accidents

 حالات المسح الإشعاعي للرئتين Lung Scan

ويستخدم فيه مخلوط التكنزيوم ومادة زلالية MAA ويعطى بالوريد أو مادة الزينون133 وهو غاز مشع يعطى عن طريق الاستنشاق. والحالات التي تستدعي استخدام هذا الفحص هي:

حالات جلطة الرئتين وتأثير العلاج فيها

أمراض الرئة الإنسدادية Obstructive Pulmonry Diseases

حالات سرطان الرئة وخراج الرئة

أمراض الرئة المزمنة مثل تمدد الشعب الهوائية Bronchiactesis

العيوب الخلقية في الرئتين

تقدير نسبة التهوية للرئتين

• 

  A nuclear medicine SPECT liver scan with technetium-99m labeled autologous red blood cells. A focus of high uptake (arrow) in the liver is consistent with a hemangioma.

• 

  Maximum intensity projection (MIP) of a whole-body positron emission tomography (PET) acquisition of a 79 kg female after intravenous injection of 371 MBq of 18F-FDG (one hour prior measurement).

 حالات المسح الإشعاعي للعظام والنخاع العظمي Bone and Bone Marrow Scan

ويستخدم فيه التكنتيوم مخلوطاً بمادة فسفورية مثل MDP OR PYP. ويطلب هذا الفحص في الحالات التالية:

استكشاف وتحديد الأورام أو ثانويات الأورام الخبيثة في العظام

تحديد مكان الورم عند أخذ عينة منه

تحديد نشاط النخاع العظمي في حالات أمراض الدم

الحالات المزمنة لفقر الدم

تحديد نمو العظام وعمرها

تحديد أماكن التكلس الزائد في العظام ومواقع تكوين العظام الغير طبيعية ومدى اتساعها

تحديد اتساع ونشاط التهاب المفاصل Arthritis

 حالات المسح الإشعاعي للقلب والأوعية الدموية Myocardial and Heart Scan

ويستخدم في تحديد واتساع جلطة القلب وحالات اختلال سريان الدم في الأوعية الدموية والقلب

وهناك أعضاء أخرى تستخدم فيها المواد المشعة ويتم مسحها وبيان أمراضها مثل الكلية والبنكرياس والغدد اللعابية والغدد الدمعية للعين والحويصلة المرارية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 استخدام المواد المشعة في العلاج

تستخدم المواد المشعة في حالات كثيرة وتأتي بنتائج مشجعة مثل استخدامها في علاج بعض الأورام الخبيثة وعلاج تسمم الغدة الدرقية ومن أمثلة المواد المشعة الآتي:

الكوبالت وهو من المواد المشعة المستخدمة منذ وقت بعيد ويستخدم في علاج بعض الأورام السرطانية مثل سرطان الحنجرة وسرطان المثانة البولية وسرطان المخ والعظام والرحم.

السيزيوم المشع الذي يستخدم في علاج سرطان الثدي ومرض هودجكن

الراديوم المشع ويستخدم على هيئة بذور أو إبر تزرع في مكان المرض في حالات مثل سرطان اللثة وسرطان عنق الرحم

الذهب المشع ويستخدم في حالات سرطان وأورام الغدة النخامية

اليود المشع وهو نظير مشع يستعمل بكثرة في تشخيص أمراض الغدة الدرقية وأيضاً في علاج بعض منها

Common nuclear medicine (unsealed source) therapies

Substance	Condition
Iodine-131-sodium iodide	hyperthyroidism and thyroid cancer
Yttrium-90-ibritumomab tiuxetan (Zevalin) and Iodine-131-tositumomab (Bexxar)	refractory lymphoma
131I-MIBG (metaiodobenzylguanidine)	neuroendocrine tumors
Samarium-153 or Strontium-89	palliative bone pain treatment

In some centers the nuclear medicine department may also use implanted capsules of isotopes (brachytherapy) to treat cancer.

Commonly used radiation sources (radionuclides) for brachytherapy

Radionuclide	Type	Half-life	Energy
Caesium-137 (137Cs)	γ-ray	30.17 years	0.662 MeV
Cobalt-60 (60Co)	γ-ray	5.26 years	1.17, 1.33 MeV
Iridium-192 (192Ir)	β--particles	73.8 days	0.38 MeV (mean)
Iodine-125 (125I)	γ-rays	59.6 days	27.4, 31.4 and 35.5 keV
Palladium-103 (103Pd)	γ-ray	17.0 days	21 keV (mean)
Ruthenium-106 (106Ru)	β--particles	1.02 years	3.54 MeV

 التاريخ

The history of nuclear medicine contains contributions from scientists across different disciplines in physics, chemistry, engineering, and medicine. The multidisciplinary nature of nuclear medicine makes it difficult for medical historians to determine the birthdate of nuclear medicine. This can probably be best placed between the discovery of artificial radioactivity in 1934 and the production of radionuclides by Oak Ridge National Laboratory for medicine-related use, in 1946.

The origins of this medical idea date back as far as the mid-1920s in Freiburg, Germany, when George de Hevesy made experiments with radionuclides administered to rats, thus displaying metabolic pathways of these substances and establishing the tracer principle. Possibly, the genesis of this medical field took place in 1936, when John Lawrence, known as "the father of nuclear medicine", took a leave of absence from his faculty position at Yale Medical School, to visit his brother Ernest Lawrence at his new radiation laboratory (now known as the Lawrence Berkeley National Laboratory) in Berkeley, California. Later on, John Lawrence made the first application in patients of an artificial radionuclide when he used phosphorus-32 to treat leukemia.

Many historians consider the discovery of artificially produced radionuclides by Frédéric Joliot-Curie and Irène Joliot-Curie in 1934 as the most significant milestone in nuclear medicine. In February 1934, they reported the first artificial production of radioactive material in the journal Nature, after discovering radioactivity in aluminum foil that was irradiated with a polonium preparation. Their work built upon earlier discoveries by Wilhelm Konrad Roentgen for X-ray, Henri Becquerel for radioactive uranium salts, and Marie Curie (mother of Irène Curie) for radioactive thorium, polonium and coining the term "radioactivity." Taro Takemi studied the application of nuclear physics to medicine in the 1930s. The history of nuclear medicine will not be complete without mentioning these early pioneers.

Nuclear medicine gained public recognition as a potential specialty when on May 11, 1946, an article in the Journal of the American Medical Association (JAMA) by Massachusetts General Hospital's Dr. Saul Hertz and Massachusetts Institute of Technology's Dr. Arthur Roberts, described the successful use of treating Graves' Disease with radioactive iodine (RAI) was published. Additionally, Sam Seidlin. brought further development in the field describing a successful treatment of a patient with thyroid cancer metastases using radioiodine (I-131). These articles are considered by many historians as the most important articles ever published in nuclear medicine. Although the earliest use of I-131 was devoted to therapy of thyroid cancer, its use was later expanded to include imaging of the thyroid gland, quantification of the thyroid function, and therapy for hyperthyroidism. Among the many radionuclides that were discovered for medical-use, none were as important as the discovery and development of Technetium-99m. It was first discovered in 1937 by C. Perrier and E. Segre as an artificial element to fill space number 43 in the Periodic Table. The development of a generator system to produce Technetium-99m in the 1960s became a practical method for medical use. Today, Technetium-99m is the most utilized element in nuclear medicine and is employed in a wide variety of nuclear medicine imaging studies.

Widespread clinical use of nuclear medicine began in the early 1950s, as knowledge expanded about radionuclides, detection of radioactivity, and using certain radionuclides to trace biochemical processes. Pioneering works by Benedict Cassen in developing the first rectilinear scanner and Hal O. Anger's scintillation camera (Anger camera) broadened the young discipline of nuclear medicine into a full-fledged medical imaging specialty.

By the early 1960s, in southern Scandinavia, Niels A. Lassen, David H. Ingvar, and Erik Skinhøj developed techniques that provided the first blood flow maps of the brain, which initially involved xenon-133 inhalation; an intra-arterial equivalent was developed soon after, enabling measurement of the local distribution of cerebral activity for patients with neuropsychiatric disorders such as schizophrenia. Later versions would have 254 scintillators so a two-dimensional image could be produced on a color monitor. It allowed them to construct images reflecting brain activation from speaking, reading, visual or auditory perception and voluntary movement. The technique was also used to investigate, e.g., imagined sequential movements, mental calculation and mental spatial navigation.

By the 1970s most organs of the body could be visualized using nuclear medicine procedures. In 1971, American Medical Association officially recognized nuclear medicine as a medical specialty. In 1972, the American Board of Nuclear Medicine was established, and in 1974, the American Osteopathic Board of Nuclear Medicine was established, cementing nuclear medicine as a stand-alone medical specialty.

In the 1980s, radiopharmaceuticals were designed for use in diagnosis of heart disease. The development of single photon emission computed tomography (SPECT), around the same time, led to three-dimensional reconstruction of the heart and establishment of the field of nuclear cardiology.

More recent developments in nuclear medicine include the invention of the first positron emission tomography scanner (PET). The concept of emission and transmission tomography, later developed into single photon emission computed tomography (SPECT), was introduced by David E. Kuhl and Roy Edwards in the late 1950s. Their work led to the design and construction of several tomographic instruments at the University of Pennsylvania. Tomographic imaging techniques were further developed at the Washington University School of Medicine. These innovations led to fusion imaging with SPECT and CT by Bruce Hasegawa from University of California, San Francisco (UCSF), and the first PET/CT prototype by D. W. Townsend from University of Pittsburgh in 1998.

PET and PET/CT imaging experienced slower growth in its early years owing to the cost of the modality and the requirement for an on-site or nearby cyclotron. However, an administrative decision to approve medical reimbursement of limited PET and PET/CT applications in oncology has led to phenomenal growth and widespread acceptance over the last few years, which also was facilitated by establishing 18F-labelled tracers for standard procedures, allowing work at non-cyclotron-equipped sites. PET/CT imaging is now an integral part of oncology for diagnosis, staging and treatment monitoring. A fully integrated MRI/PET scanner is on the market from early 2011.

 مصادر النيوكليدات المشعة، مع ملاحظات على بعض العقاقير المشعة

انظر أيضاً: Radiopharmacology

^99mTc is normally supplied to hospitals through a radionuclide generator containing the parent radionuclide molybdenum-99. ⁹⁹Mo is typically obtained as a fission product of ²³⁵U in nuclear reactors, however global supply shortages have led to the exploration of other methods of production. About a third of the world's supply, and most of Europe's supply, of medical isotopes is produced at the Petten nuclear reactor in the Netherlands. Another third of the world's supply, and most of North America's supply, was produced at the Chalk River Laboratories in Chalk River, Ontario, Canada until its permanent shutdown in 2018.

The most commonly used radioisotope in PET, ¹⁸F, is not produced in a nuclear reactor, but rather in a circular accelerator called a cyclotron. The cyclotron is used to accelerate protons to bombard the stable heavy isotope of oxygen ¹⁸O. The ¹⁸O constitutes about 0.20% of ordinary oxygen (mostly oxygen-16), from which it is extracted. The ¹⁸F is then typically used to make FDG.

النظائر الشائعة المستخدمة في الطب النووي

Isotope		Z	T1/2	Decay mode	Gamma energy (keV)	Maximum β energy (keV) / Abundance
Name	Symbol
Imaging
fluorine-18	18F	9	109.77 m	β+	511 (193%)	634 (97%)
gallium-67	67Ga	31	3.26 d	ec	93 (39%), 185 (21%), 300 (17%)	-
krypton-81m	81mKr	36	13.1 s	IT	190 (68%)	-
rubidium-82	82Rb	37	1.27 m	β+	511 (191%)	3381 (81.8%) 2605 (13.1%) 1906 (0.14%) 1209 (0.32%)
nitrogen-13	13N	7	9.97 m	β+	511 (200%)	1198 (99.8%)
technetium-99m	99mTc	43	6.01 h	IT	140 (89%)	-
indium-111	111In	49	2.80 d	ec	171 (90%), 245 (94%)	-
iodine-123	123I	53	13.3 h	ec	159 (83%)	-
xenon-133	133Xe	54	5.24 d	β−	81 (31%)	346 (99.1%) 267 (0.9%)
thallium-201	201Tl	81	3.04 d	ec	69–83* (94%), 167 (10%)	-
Therapy
yttrium-90	90Y	39	2.67 d	β−	-	2279 (99.98%)
iodine-131	131I	53	8.02 d	β−	364 (81%)	807 (0.4%) 606 (89.4%) 334 (7.2%) 248 (2.1%)
lutetium-177	177Lu	71	6.65 d	β−	113 (6.6%) 208 (11%)	498 (79.3%) 385 (9.1%) 177 (11.6%)
Z = atomic number, the number of protons T1/2 = half-life decay = mode of decay photons = principal photon energies in kilo-electron volts, keV, (abundance/decay) β = beta maximum energy in kilo-electron volts, keV, (abundance/decay) β+ = β+ decay; β− = β− decay; IT = isomeric transition; ec = electron capture * X-rays from progeny, mercury, Hg

A typical nuclear medicine study involves administration of a radionuclide into the body by intravenous injection in liquid or aggregate form, ingestion while combined with food, inhalation as a gas or aerosol, or rarely, injection of a radionuclide that has undergone micro-encapsulation. Some studies require the labeling of a patient's own blood cells with a radionuclide (leukocyte scintigraphy and red blood cell scintigraphy). Most diagnostic radionuclides emit gamma rays either directly from their decay or indirectly through electron–positron annihilation, while the cell-damaging properties of beta particles are used in therapeutic applications. Refined radionuclides for use in nuclear medicine are derived from fission or fusion processes in nuclear reactors, which produce radionuclides with longer half-lives, or cyclotrons, which produce radionuclides with shorter half-lives, or take advantage of natural decay processes in dedicated generators, i.e. molybdenum/technetium or strontium/rubidium.

The most commonly used intravenous radionuclides are technetium-99m, iodine-123, iodine-131, thallium-201, gallium-67, fluorine-18 fluorodeoxyglucose, and indium-111 labeled leukocytes. The most commonly used gaseous/aerosol radionuclides are xenon-133, krypton-81m, (aerosolised) technetium-99m.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 السياسات والإجراءات

 جرعة الإشعاع

A patient undergoing a nuclear medicine procedure will receive a radiation dose. Under present international guidelines it is assumed that any radiation dose, however small, presents a risk. The radiation dose delivered to a patient in a nuclear medicine investigation, though unproven, is generally accepted to present a very small risk of inducing cancer. In this respect it is similar to the risk from X-ray investigations except that the dose is delivered internally rather than from an external source such as an X-ray machine, and dosage amounts are typically significantly higher than those of X-rays.

The radiation dose from a nuclear medicine investigation is expressed as an effective dose with units of sieverts (usually given in millisieverts, mSv). The effective dose resulting from an investigation is influenced by the amount of radioactivity administered in megabecquerels (MBq), the physical properties of the radiopharmaceutical used, its distribution in the body and its rate of clearance from the body.

Effective doses can range from 6 μSv (0.006 mSv) for a 3 MBq chromium-51 EDTA measurement of glomerular filtration rate to 11.2 mSv (11,200 μSv) for an 80 MBq thallium-201 myocardial imaging procedure. The common bone scan with 600 MBq of technetium-99m MDP has an effective dose of approximately 2.9 mSv (2,900 μSv).

Formerly, units of measurement were:

• the curie (Ci), equal to 3.7 × 10¹⁰ Bq, and also equal to 1.0 grams of radium (Ra-226);
• the rad (radiation absorbed dose), now replaced by the gray; and
• the rem (Röntgen equivalent man), now replaced by the sievert.

The rad and rem are essentially equivalent for almost all nuclear medicine procedures, and only alpha radiation will produce a higher Rem or Sv value, due to its much higher Relative Biological Effectiveness (RBE). Alpha emitters are nowadays rarely used in nuclear medicine, but were used extensively before the advent of nuclear reactor and accelerator produced radionuclides. The concepts involved in radiation exposure to humans are covered by the field of Health Physics; the development and practice of safe and effective nuclear medicinal techniques is a key focus of Medical Physics.

 Regulatory frameworks and guidelines

Different countries around the world maintain regulatory frameworks that are responsible for the management and use of radionuclides in different medical settings. For example, in the US, the Nuclear Regulatory Commission (NRC) and the Food and Drug Administration (FDA) have guidelines in place for hospitals to follow. With the NRC, if radioactive materials aren't involved, like X-rays for example, they are not regulated by the agency and instead are regulated by the individual states. International organizations, such as the International Atomic Energy Agency (IAEA), have regularly published different articles and guidelines for best practices in nuclear medicine as well as reporting on emerging technologies in nuclear medicine. Other factors that are considered in nuclear medicine include a patient's medical history as well as post-treatment management. Groups like International Commission on Radiological Protection have published information on how to manage the release of patients from a hospital with unsealed radionuclides.

 انظر أيضاً

• American Osteopathic Board of Nuclear Medicine
• American Board of Nuclear Medicine
• Nuclear medicine physician
• List of Nuclear Medicine Societies
• Radiopharmaceutical
• Radiation therapy
• Radiographer
• Radiologist
• Radiology
• Background radiation
• Human subject research
• Medical Physics

 المصادر ووصلات خارجية

• موقع صحة