Kerngeneeskunde

Die beenflikkergram van 'n jong vrou.

Kerngeneeskunde is 'n tak van geneeskunde wat die kerneienskappe van materie vir diagnose en terapie gebruik. Baie prosedures in kerngeneeskunde gebruik farmaseutiese middels wat met radionukliede gemerk is. In diagnose word radioaktiewe stowwe aan pasiënte toegedien en die straling wat uitgestraal word gemeet. Die meeste van die diagnostiese toetse behels die vorm van 'n beeld deur 'n gammakamera. Die proses staan ook as flikkergrafie of sintografie bekend. Ander diagnostiese toetse gebruik toetspenne om metings van liggaamsdele te bekom, of tellers vir die metings van monsters wat van 'n pasiënt afkomstig is. In terapie, word radionukliede toegedien om siektetoestande te behandel of vir pynverligting. Toediening van Jodium-131 word byvoorbeeld baie keer gebruik vir die behandeling van hipertireose (oormatige skildklierwerking) en skildklierkanker.

Opsomming

Sedert die ontdekking daarvan in 1896 deur Henri Bequerel, word radioaktiwiteit deur die meeste mense met agterdog bejeën en geassosieer met kernbomme en die nadelige effekte van bestraling. Wat dikwels uit die oog verloor word, is dat die vreedsame gebruik van radioaktiwiteit tot groot voordeel van die mensdom ingespan kan word.

Agtergrond

Die Hongaarse chemikus, Charles de Hevesy, het gedurende die eerste helfte van die twintigste eeu ontdek dat radioaktiewe isotope (radionukliede) in die menslike liggaam as sogenaamde spoorders gebruik kan word om fisiologiese prosesse in die liggaam na te speur. Hierdie ontdekking, wat in 1934 aan De Hevesy die Nobel-prys besorg het, het aanleiding gegee tot die geboorte van die vakgebied Kerngeneeskunde.

Wat is kerngeneeskunde?

Kerngeneeskunde is dié vertakking van die Geneeskunde waarin gebruik gemaak word van radionukliede vir die diagnose en, in 'n mindere mate, ook die behandeling van siektes. In teenstelling met radiologie (X-strale), wat hoofsaaklik gemoeid is met die bestudering van die struktuur van organe, toon kerngeneeskunde afwykings in orgaanfunksie aan. Die ontwikkeling van kerngeneeskunde Behalwe vir die ontdekking van radioaktiwiteit deur Henri Bequerel in 1896 was daar 'n aantal ander belangrike mylpale wat tot die ontwikkeling van die vakgebied gelei het, insluitend:

• Die eerste gebruik van die term radioaktiwiteit, asook die ontdekking van die radionukliede radium en polonium deur Marie Curie in die vroeë 1900's.
• Die beskrywing van isotope (elemente met dieselfde atoomgetal, maar verskillende massagetalle) deur F Soddy in 1910.
• Die eerste gebruik van 'n radionuklied as 'n spoorder deur George de Hevesy in 1911.
• Die eerste kliniese kerngeneeskundige studie in 1926, toe H Blumgart bismut-214 gebruik het om die vloeitempo van bloed in die omloopstelsel te bepaal.
• Die ontwikkeling van die siklotron ('n partikelversneller waarmee radionukliede kunsmatig vervaardig kan word) deur Ernest Lawrence in 1931.
• Die produksie van die eerste "mensgemaakte" radionuklied deur Irene Curie (dogter van Marie) en Frederick Joliot in 1934.
• Die eerste terapeutiese toepassing van radionukliede (fosfor-32) deur J Lawrence in 1936.
• Die vervaardiging van jodium-131 deur Seaborg en Livingood. Hierdie radionuklied word vandag nog dikwels in kerngeneeskunde gebruik, onder andere vir die behandeling van 'n ooraktiewe skildklier.
• Die vervaardiging van tegnesium-99m (Tc-99m) in 1938 deur Seaborg en Segrè. Hierdie radionuklied het uitstekende chemiese en fisiese eienskappe vir gebruik in kerngeneeskunde en word vandag vir die meeste diagnostiese kerngeneeskundige studies gebruik.
• Die ontwikkeling van die kernreaktor deur Enrico Fermi in 1942. Saam met die siklotron is die kernreaktor verantwoordelik vir die produksie van alle radionukliede wat in Kerngeneeskunde gebruik word.
• Die ontwikkeling van die gammakamera deur Hal O Anger in 1958. Hierdie apparaat word in kerngeneeskunde gebruik om beelde te verkry van die verspreiding van 'n radionuklied in die liggaam.

Radionukliede in kerngeneeskunde gebruik

'n Verskeidenheid radionukliede word in moderne kerngeneeskunde vir diagnostiese toepassings gebruik. Hierdie radionukliede word óf deur 'n kernreaktor (soos dié van die Kernenergie-korporasie van Suid-Afrika by Pelindaba naby Pretoria) óf deur 'n partikelversneller (soos die siklotron by Faure in die Kaap) vervaardig. Die radionuklied wat die algemeenste in kerngeneeskunde gebruik word, is tegnesium-99m (Tc-99m). Ander sluit in: jodium-123 (I-123), jodium-131 (I-131), gallium-67 (Ga-67), tallium-201 (Tl-201), kripton-81m (Kr-81m), xenon-133 (Xe-133) en indium-111 (In-111). Al hierdie radionukliede straal gedurende die radioaktiewe vervalproses gammastrale uit die kern uit.

Beginsels en tegniek

Die onderliggende beginsel van kerngeneeskunde behels die toediening van 'n radionuklied aan 'n pasiënt om sodoende die opname daarvan in 'n spesifieke orgaan of organe waar te neem deur waarneming van die gammastrale wat deur die betrokke radionuklied vanuit die orgaan uitgestraal word. Die opname in die orgaan is gewoonlik verwant aan die funksie van die orgaan en 'n abnormale opname verteenwoordig 'n afwyking in die funksie van die betrokke orgaan. Die eerste vereiste is dus dat die radionuklied by die orgaan waarin ons belangstel, gekry moet word. Om dit te bewerkstellig, moet die radionuklied gewoonlik aan 'n spesifieke nieradioaktiewe molekule gekoppel word, wat dit na die betrokke orgaan sal vervoer. Hierdie verbinding van 'n radionuklied en 'n nieradioaktiewe stof word 'n radiofarmaseutikum genoem. 'n Groot verskeidenheid radiofarmaseutika is vandag beskikbaar, wat die bestudering van feitlik al die organe in die liggaam moontlik maak. So kan ons byvoorbeeld Tc-99m koppel aan 'n fosfaatkompleks soos metileendifosfonaat (MDP) wat beelding van die skelet moontlik maak.

Tc-99m, gekoppel aan klein albumien-mikrosfeertjies, stel ons in staat om die bloedvloei na die longe te bepaal. Indien ons die Tc-99m aan 'n imidodiasynsuur-verbinding koppel, stel dit ons in staat om die galuitskeidingsfunksie van lewerselle te beoordeel. Ander radiofarmaseutika maak dit moontlik om stoornisse in nier-, bynier-, hart-, brein-, skildklier- en dermkanaalfunksie te diagnoseer. Sekere radiofarmaseutika, byvoorbeeld Ga-67- en Tc-99m-gemerkte witbloedselle, maak dit selfs moontlik om verskuilde kanker en infeksies op te spoor. Die betrokke radiofarmaseutikum word gewoonlik deur 'n binneaarse inspuiting aan die pasiënt toegedien. Die hoeveelheid radioaktiwiteit word vooraf sorgvuldig afgemeet en slegs 'n baie geringe hoeveelheid word toegedien. Die stralingsdosis wat die pasiënt ontvang, is in feitlik alle gevalle net soveel of minder as wat met 'n gewone X-straal-ondersoek verkry word. Die volgende stap is om die verspreiding van die radiofarmaseutikum in die betrokke orgaan waar te neem. Hiervoor word 'n instrument gebruik wat as 'n gammakamera bekend staan. Hierdie apparaat neem die gammastrale waar wat vanuit die orgaan uitgestraal word en verander dit in elektronpulse wat 'n X-straalfilm belig om sodoende 'n beeld te verskaf van die verspreiding van die radiofarmaseutikum in die orgaan. Hierdie beeld word 'n flikkergram genoem en die tegniek staan as flikkergrafie bekend.

Diagnostiese toepassings van kerngeneeskunde

Enkele diagnostiese gebruike van kerngeneeskunde sluit die volgende in (dit is geensins 'n volledige lys nie):

• Brein. Die diagnose van 'n verskeidenheid siektes wat slegs stoornisse in breinfunksie veroorsaak en dus nie met ander tegnieke opgespoor kan word nie (byvoorbeeld Alzheimer-siekte, sekere vorme van epilepsie, en psigiatriese siektes soos depressie en skisofrenie).
• Skildklier (tiroïed). Die diagnose van die oorsake van oormatige funksie van die skildklier (hipertiroïdisme).
• Longe. Die diagnose van bloedklonte na die long (pulmonale embolisme) en die lokalisering van longbloedings. Ander toepassings sluit die diagnose van aktiewe tuberkulose, die komplikasies van Vigs en longinfeksies in.
• Hart. Die tegniek stel geneeskundiges in staat om kroonaarsiekte en stoornisse in hartfunksie te diagnoseer.
• Lewer. Kerngeneeskunde kan gebruik word om byvoorbeeld uitsaaiings van kanker na die lewer en ontsteking van die galblaas akkuraat te diagnoseer.
• Skelet. Skeletflikkergrafie bied die vermoë om kankeruitsaaiings, infeksie, stresfrakture, ligamentbeserings, gewasse, ens vroegtydig en akkuraat op te spoor.

Kerngeneeskunde en radiologie (X-strale)

Kerngeneeskunde is maar een van vele moderne diagnostiese beeldingsmetodes. Die vraag kan met reg gevra word of daar vir elkeen hiervan 'n plek is en op watter basis besluit word welke ondersoekmetode die beste vir 'n spesifieke toestand is. Die belangrikste verskil tussen kerngeneeskundige ondersoeke en die meeste radiologiese ondersoeke, insluitend gewone X-strale, rekenaartomografie (sogenaamde "CAT"-skanderings) en magnetiese resonansiebeelding (MRI), en ultraklank (sonar) lê opgesluit in die kerngeneeskunde se vermoë om stoornisse in orgaanfunksie eerder as struktuur waar te neem. In hierdie opsig verskaf kerngeneeskundige en radiologiese ondersoeke dikwels komplementêre inligting en mag beide nodig wees om die mees akkurate diagnose moontlik te maak. 'n Goeie voorbeeld is die diagnose van die hormoonproduserende gewas bekend as feochromositoom. Rekenaartomografie is 'n uitstekende tegniek om die gewas waar te neem en ook gedetailleerde anatomiese inligting daaroor te verskaf. Hierdie inligting is essensieel vir die chirurg in die beplanning van die operasie. Dit kan egter nie bevestig dat die gewas wel 'n hormoon produseer nie. Die kerngeneeskundige ondersoek vir feochromositoom berus egter juis op die gewas se vermoë om hormone te produseer en 'n positiewe flikkergram lewer bewys daarvan. As algemene reël behoort geneeshere, wanneer hulle 'n pasiënt vir enige diagnostiese ondersoek verwys, hulself te vergewis van die mees koste-effektiewe gebruik van sulke toetse. 'n Goeie voorbeeld sou die diagnose van 'n stresfraktuur in 'n atleet wees. Gewone X-strale is gewoonlik nutteloos vir hierdie diagnose, maar omdat dit so goedkoop is, en soms wel die antwoord kan gee, word voorgestel dat dit altyd as eerste ondersoek uitgevoer word. Indien negatief, is die baie akkurate beenflikkergram die volgende voorkeurondersoek. MRI is net so akkuraat as die beenflikkergram vir die diagnose van 'n stresfraktuur, maar dit is veel duurder en behoort nooit die eerste ondersoek vir hierdie toestand te wees nie, maar gereserveer te word vir daardie uitsonderlike gevalle waar selfs die beenflikkergram negatief is.

Terapeutiese toepassings van kerngeneeskunde

Radionukliede kan ook gebruik word om 'n aantal goedaardige sowel as kwaadaardige toestande te behandel. Een van die mees algemene terapeutiese toepassings behels die mondelingse toediening van radioaktiewe jodium-131 (gewoonlik in kapsule-vorm) vir die behandeling van 'n ooraktiewe skildklier (hipertiroïdisme) – 'n baie koste-effektiewe en doeltreffende behandelingstrategie. Verskeie kankergewasse kan behandel word met behulp van radiofarmaseutika, wat onder andere I-131 as radionuklied bevat. 'n Ander belangrike terapeutiese toepassing behels die behandeling van beenpyn in pasiënte met kankeruitsaaiings (metastases) na die skelet.

Kerngeneeskunde in Suid-Afrika

Die beoefening van die kerngeneeskunde is 'n ware spanpoging. Die lede van die span sluit in: geneeshere, radiograwe, geneeskundige fisici, radiofarmaseute en verpleegsters. Kerngeneeskunde word deur die Professionele Raad vir Gesondheidsberoepe in Suid-Afrika erken as 'n aparte spesialiteitsrigting vir geneeshere. Radiograwe volg 'n driejaar-diploma of graadkursus, met moontlikhede vir nagraadse opleiding. In Suid-Afrika bestaan die vakgebied reeds sedert die 1950's. Tans is daar Kerngeneeskunde-departemente by sewe van die Universiteitshospitale en by twee nie-akademiese hospitale. Daar is ook 'n groot aantal privaatpraktyke in die land wat kerngeneeskunde beoefen.