PET (Positron-Emission Tomography) : เครื่องมือรักษาและวินิจฉัยมะเร็งชิ้นใหม่ของเมืองไทย
ตอบแล้ว:
24
 ภาพแสดงเครื่อง PET (Positron-Emission Tomography) เมื่อเร็วๆนี้ เมืองไทยได้นำเข้าเครื่องวินิจฉัยมะเร็งชนิดหนึ่งที่ชื่อของมันหลายคนอาจไม่ค่อยคุ้นหูนัก เครื่องมือที่ว่านี้มีชื่อว่า PET ซึ่งย่อมาจาก Positron-Emission Tomography อุปกรณ์ชิ้นนี้เพิ่งจะมีในเมืองไทยเป็นครั้งแรก ในขณะที่ทางประเทศสหรัฐและประเทศในแถบยุโรปได้เริ่มใช้กันมานานกว่า 10 ปีแล้ว เนื่องจากราคาที่แพงแสนแพง ทำให้ในประเทศไทยต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ ถึงความเหมาะสมและความพร้อมทั้งด้านการใช้งานให้คุ้มค่าและบุคลากรที่รองรับ ก่อนที่จะนำมาใช้กับงานรักษาและวินิจฉัยมะเร็งในประเทศ PET เป็นเครื่องมือที่มีความสามารถพิเศษกว่าเครื่องมือรักษาและวินิจฉัยมะเร็งอื่นๆ ที่คุ้นหูกัน อย่าง CT scan หรือ MRI ตรงที่ PET ไม่ได้ให้ภาพทางกายวิภาค แต่จะให้ภาพแสดงกระบวนการทางเคมี (metabolism) และกระบวนการทางชีวภาพของเซลล์ เซลล์มะเร็งเป็นเซลล์ที่มีอัตราการเผาผลาญอาหารสูงกว่าเซลล์เนื้อดีอื่นๆ อีกทั้งเซลล์ที่กำลังจะกลายเป็นเนื้อร้าย จะแสดงอาการผิดปกติทางเคมีและชีวภาพก่อนที่จะแสดงความผิดปกติทางกายวิภาค อันเป็นสาเหตุให้ แพทย์สามารถตรวจและวินิจฉัยมะเร็งได้ในระยะเริ่มต้นได้ดีและแม่นยำกว่าการใช้เครื่องมืออื่นๆ หลักการทำงานของเครื่องมือชนิดนี้ค่อนข้างน่าสนใจในแง่การประยุกต์ความรู้ด้านฟิสิกส์บริสุทธิ์มาใช้กับทางการแพทย์ หลายคนที่รักฟิสิกส์ ที่กำลังเรียนฟิสิกส์ หรือที่คิดจะเรียนฟิสิกส์ เมื่อได้อ่านบทความนี้ อาจจะได้ทราบถึง การนำความรู้ทางด้านฟิสิกส์บริสุทธิ์มาประยุกต์ใช้กับสิ่งที่สร้างคุณประโยชน์อย่างมหาศาลอย่างการช่วยชีวิตมนุษย์ ดังเช่นเครื่อง PET ชิ้นนี้ ก่อนที่จะกล่าวถึงหลักการทำงานของเครื่องมือแพทย์ชิ้นนี้ เรามาทำความรู้จักกับคำว่า โพสิตรอน (positron หรือสัญลักษณ์ e+) กันก่อน คำนี้ เป็นชื่อของ ปฏิอนุภาค (antiparticle) ของ อิเล็กตรอน (e-) ซึ่งหมายความว่า มันมีคุณสมบัติทุกอย่างเหมือนอิเล็กตรอน ทั้งมวล และสปิน แต่ประจุจะตรงกันข้าม (ความรู้เพิ่มเติมเล็กน้อย อนุภาคทุกชนิดต่างก็มีปฎิอนุภาคของมัน ที่มีทุกอย่างเหมือนกันยกเว้นประจุ ชื่อของปฎิอนุภาคอื่นๆจะมีคำว่า anti- นำหน้า อย่างเช่น ปฎิอนุภาคของโปรตรอน มีชื่อว่า antiproton ส่วนอนุภาคโฟตอน หรืออนุภาคของแสง ปฎิอนุภาคของมันก็คือตัวของมันเอง เพราะว่าโฟตอนมีประจุเป็นกลาง ปฎิอนุภาคนี้เมื่อมันมีการยึดเหนี่ยวกันก็จะเป็นปฎิอะตอม และเป็นปฎิโมเลกุล จนเป็น ปฎิสสาร (antimatter) ได้เหมือนกับสสาร (matter) รอบๆตัวเรา แต่ที่ทุกวันนี้ ทำไมจักรวาลจึงเต็มไปด้วยสสารและแทบไม่มีปฎิสสารเลย เป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์ขบคิดและกำลังค้นหาคำตอบ ซึ่งเป็นงานวิจัยที่ท้าทายอย่างยิ่งในสาขา High Energy Physics) เมื่ออิเล็กตรอนกับโพสิตรอน (หรืออนุภาคกับปฏิอนุภาคใดๆก็ตาม) มาชนกันแล้ว มันจะเกิดปฎิกิริยาที่เรียกว่า การทำลายล้าง (annihilation) ก่อให้มวลเปลี่ยนเป็นพลังงานและปลดปล่อยออกมา จะมากขนาดไหนขึ้นอยู่กับขนาดของมวลของคู่อนุภาคนั้น ( เป็นไปตามสูตรความสัมพันธ์ของพลังงานกับเวลาที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ E = mc2) ในกรณีของ annihilation ของอิเล็กตรอนและโพสิตรอน พลังงานที่ปล่อย (หรือ Emission) ออกมาจะอยู่ในรูปของโฟตอนพลังงานสูงระดับรังสีแกมมาสองตัวที่วิ่งไปในทิศทางตรงข้ามกัน และเมื่อโฟตอนทั้งสองวิ่งไปในเครื่องตรวจวัดที่อยู่รอบคนไข้ 360 องศา มันจะถูก ผลึกส่องประกาย (scintillation crystal) ที่อยู่ในเครื่องตรวจวัดทำการเปลี่ยนโฟตอนพลังงานสูงพวกนี้ให้เป็นโฟตอนพลังงานต่ำในระดับโฟตอนของแสง ต่อจากนั้น แสงโฟตอนก็จะถูกขยายสัญญาณและเปลี่ยนเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกโดยอุปกรณ์ที่ชื่อ photomultiplier tube และส่งต่อไปให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลและสร้างภาพออกมาให้แพทย์ทำการวินิจฉัย ในการวินิจฉัยเซลล์มะเร็ง แพทย์จะทำการฉีดสารกัมมันตรังสี ที่ไม่เป็นอันตรายอย่าง คาร์บอน-11 ไนโตรเจน-13 ออกซิเจน-15 หรือ ฟลูออรีน-18 ซึ่งเป็นสารพื้นฐานที่เซลล์ต้องใช้ในกระบวนการ metabolism เข้าไปในร่างกายของผู้ป่วย และเมื่อสารนี้ไปจับกับอวัยวะหรือเนื้อเยื่อต่างๆในร่างกาย อนุภาคโพสิตรอนที่ปล่อยออกมาจากสารกัมมันตภาพรังสีเหล่านี้ก็จะไปเกิดปฎิกิริยา annihilation กับอิเล็กตรอนของเซลล์ในอวัยวะหรือเนื้อเยื่อนั้นๆ และก่อให้เกิดโฟตอนพลังงานสูง ที่นำมาสร้างภาพต่อไป กระบวนการสร้างภาพจะทำซ้ำๆกัน เพื่อให้ได้ชุดของภาพเฉือนบางๆ ของส่วนของร่างกายที่ต้องการทำการวินิจฉัย ภาพเฉือนบางๆแต่ละภาพจะถูกนำมารวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพสามมิติของคนไข้ และนี่ก็เป็นที่มาของคำว่า Tomography คำว่า Tomo- นั้นแปลว่าแผ่นเฉือนบางๆ ส่วน -graphy หมายถึงรูปภาพ รวมแล้วก็หมายถึง เครื่องสร้างภาพจากภาพแผ่นเฉือนบางๆโดยใช้อนุภาคกัมมันตรังสีโพสิตรอนนั่นเอง จากวิธีการที่กล่าวมานี้ ทำให้เครื่อง PET สามารถตรวจวัดมะเร็งร้ายได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และทำให้แพทย์สามารถช่วยผู้ป่วยได้ทัน ก่อนที่มะเร็งจะลุกลามเข้าระยะท้ายๆ ซึ่งยากยิ่งต่อการรักษา นอกจากวินิจฉัยมะเร็งแล้ว เครื่อง PET ยังช่วยในการวินิจฉัย โรคทางสมอง อย่าง Alzheimer หรือ Parkinson และโรคทางหัวใจได้อีกด้วย จากคำอธิบายในที่นี้ หวังว่า อาจมีน้องๆ เก่งๆ ที่ได้อ่านและสนใจไปศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมต่อ เผื่อว่า วันหนึ่งเมืองไทยของเราอาจจะสร้างเครื่องแบบนี้หรือดีกว่านี้ขึ้นมาได้เอง ทำให้เราไม่ต้องเสียเงินมากมายซื้อเทคโนโลยีต่างชาติและพึ่งพาเขาตลอดไป ข้อมูลจาก - ศูนย์วิจัยศึกษาและบำบัดโรคมะเร็ง สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ http://www.cccthai.org/th/main/Cyclotron.htm - เว็บต่างๆด้านเครื่อง PET http://www.radiologyinfo.org/content/petomography.htm http://www.petscaninfo.com/ http://www.petscaninfocenter.com/ http://www.nationalpetscan.com/petref.htm ข้อมูลเพิ่มเติม - ข้อวิจารณ์การซื้อเครื่อง PET ของไทยใน manager.co.th http://www.manager.co.th/QOL/ViewNews.aspx?NewsID=9480000104058 |
