Uppsala universitet
Hoppa över länkar
In English

Linné on line arrow Fysikens kosmos arrow Mikrokosmos arrow Atomkärnan – en ny värld med nya krafter arrow Medicinska tillämpninar i kärnfysik

Medicinska tillämpninar i kärnfysik

De kärnfysikaliska tillämpningarna inom medicinska sektorn kan delas in i två grupper, diagnostik och behandling. De flesta av oss har erfarenhet av diagnostiken medan endast en mindre andel har erfarenhet av terapi.

Vad gäller diagnostik är det främst röntgenundersökningar som varit allmänt förekommande och bl.a. använts inom tandvården och vid frakturer.

Under senare år har även mer avancerade tekniker börjat användas. Dessa är vanligen baserade på att ett radioaktivt ämne (eller ett ämne som kan aktiveras genom bestrålning) injiceras i kroppen. Ämnet är av sådan typ att det uppsöker de delar av kroppen som man önskar studera eller deltar i speciella processer. De ämnen som används är normalt desamma som naturligt deltar i processer i kroppen men där någon av atomerna är utbytt mot en radioaktiv atom av samma slag. Detta är t.ex. fallet med PET (Positron Emission Tomography) som kommit till stor användning vid studier av aktiviteten i hjärnan. Principen är här att en atom av den stabila isotopen 12C byts ut mot en atom av 11C i det aktuella ämnet. Vid sönderfallet av 11C bildas en positron, och eftersom den är elektronens antipartiklel kan den lätt förintas genom växelverkan med en elektron. Eftersom det finns många elektroner i positronens närhet kommer den snabbt att annihileras (förintas), varvid det bildas två energetiska gammakvanta (fotoner). Dessa fotoner går ut ur kroppen och kan detekteras. Genom att båda fotonerna detekteras kan man spåra varifrån de kom. Genom att mäta under en längre tid kan man också studera hur det intagna ämnet omsätts tidsmässigt.


Bild av PET-kameran på PET-centret vid Akademiska sjukhuset i Uppsala.

Inom behandling har kärnfysik kommit till anvädning på två sätt, dels genom direkt bestrålning av t.ex. cancertumörer och kärlmissbildningar med partikelstrålar samt genom behandling med radioaktiva isotoper (eller aktiverbara isotoper) av i huvudsak cancertumörer.

Vad gäller behandling av t.ex. cancertumörer är tekniken densamma som vid diagnostik, d.v.s. man använder ämnen som har vissa atomer utbytta mot radoiaktiva isotoper. Dessa ämnen är vanligen vad man kallar målsökande ämnen, d.v.s. de söker sig till speciella organ eller typer av celler i kroppen. På detta vis kan frisk vävnad i större utsträckning skonas än vid bestrålning eller kirurgi. En isotop som är speciellt lämplig för sådan behandling är 10B, den kan lätt bakas in i en målsökande substans och eftersom den inte är radioaktiv är den den ofarlig att hantera. Efter att den har ansamlats i cancertumören kan den dock lätt förvandlas till en radioaktiv isotop genom bestrålning med neutroner. När sedan den nya isotopen sönderfaller avges hela energin lokalt och förhoppningsvis så dör cellen.

Behandling kan också ske genom direkt bestrålning. Detta har traditionellt gjorts med gammastrålning, vilket har nackdelen att även frisk vävnad får höga doser. Man kan minimera skadan hos den friska vävnaden genom att bestråla tumören från flera håll, men frisk vävnad kan dock inte skonas helt. Detta beror helt enkelt på hur gammastrålning växelverkar med materia, vilket leder till att energin avges nästan likformigt i all vävnad som den passerar.

Ögon-behandling vid TSL. Att använda strålning bestående av partiklar (protoner) ger andra förutsättningar. Detta beror på att protonerna avger sin mesta energi just innan de stannar. Således kan man avge en stor dos på ett djup utan att utanpå liggande vävnad behöver få stor dos. Denna behandlingsmetod är dock ännu endast på försöksstadiet. Här deltar en Uppsalagrupp aktivt i ett samarbete mellan Akademiska sjukhuset och The Svedberg-laboratoriet. Detta samarbete hat lett till att ett tiotal personer har kunnat behandlas för bl.a. ögon-melanom, tumörer nära skallbasen och kärlmissbildningar i hjärnan.