Proton hızlandırıcısı ve sağlığımız

Prof. Dr. Cengiz Yalçın

Fizikte yapılan her keşif tıp alanında yeni tedavi ve teşhis yöntemlerin kapısını ararlar. Röntgen x- ışınlarını keşfedince görüntüleme sistemleri tıp için vazgeçilemez bir teknik olarak benimsendi.

Lazer ışınlarının keşfi hücre cerrahisi gibi yeni bir tıp alanının oluşmasına neden oldu. Artık ameliyatlardan sonra enfeksiyon riski yok denecek kadar azalmış. Elektron mikroskopları hücre yapısındaki bozulmaları saptayarak tümör eğilimlerin erken dönemlerinde belirileme imkânı sağladı, tıp fakültelerinde histoloji bölümleri kuruldu. Süper-iletken Kuantum Girişim cihazları (SQUİP) beyin ve kalp akım şiddetlerindeki en küçük değişimleri dahi saptayarak, bu kritik organların fonksiyonları hakkında tıp doktorlarına güvenilir bilgiler aktardılar. Yüksek frekanslı ses dalgalarına dayanılarak geliştirilen ultrason cihazları, başta elektrokardiyografi olmak üzere iç organlar hakkında üç boyutlu bilgiler verdiler. Yumuşak doku proton yoğunluğundaki farkların ölçümüne dayanan Nükleer Magnetic Rezonans görüntüleme sistemleri geliştirildi. Artık tıp doktorları teşhis koyabilmek için MR raporlarını esas almaktadırlar.

Günümüzde nükleer tıp, yani nükleer tepkime fiziğine dayanan tıp, başta kanser olmak üzere pek çok hastalığın tedavisinde rol oynamaktadır. Bu bağlamda TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU Sarayköy araştırma merkezinde kurmakta olduğu proton siklatron (Proton Hızlandırıcısı) ülkemiz çok önemli hizmet verecektir. Çok sayıda hasta buradan elde edilen izotoplar ile tedavi olacaktır. Bu makalemizde tesisin önemini herkesin anlayacağı bir dil ile sizler ile paylaşacağız. Daha önce teknoloji ekranına yansıttığımız ‘ Kanserde Yeni Umut Proton Tedavisi’  başlıklı makalemiz okuyan çok sayıda hasta ve hasta yakını bu yeni tedavi hakkında benim ile kişisel ilişki kurarak bilgi edinmiştir. Bu makalemizde de amaç kurulmakta olan proton hızlandırıcısının tıp alanında ne işe yarayacağını basit bir dil ile aktarmaktır. Her geçen gün radyoizotopların tıp alanındaki uygulamalarına bir yenisi eklenmektedir.

Ülkemizde de MR görüntüleme sistemleri yaygın olarak kullanılır. Nükleer görüntüleme sistemlerinde en yaygın olarak Mo-99 izotopundan bozunma ile elde edilen Tc-99m radyo izotopunu kullanır. Burada (m)  izotopun kararlı olmadığını gösterir; anlamı enerji yayınlar olmasıdır. Şimdiye değin tüm dünya için yeterli miktarda Mo-99 Kanada ve Finlandiya bulunan iki araştırma reaktörlerinde üretile gelmiştir. Diğer ülkeler bu dönemde Mo-99 gereksinimlerini ithalat ile sağlamışlardır. Pazar genellikle bu iki reaktörün kontrolü altında kalmıştır. Ancak her iki reaktöründe üretim ömrünün sonuna yaklaşmaktadır. Kabaca 50 senedir üretimlerini sürdürmüşlerdir. Yakın gelecekte bu Mo-99 izotopu üretimi talebi karşılayamayacaktır. Talep ise her geçen gün artmaktadır.

 Diğer bir üretim alternatifi ise proton hızlandırıcılarıdır. TAEK (Türkiye Atom Enerji Kurumu)  kurulmakta olan proton hızlandırıcısı bu amaçla planlanmıştır. Dünyadaki çok sayıda ülke, komşumuz İran dâhil, proton hızlandırıcıları kurmuş tıpta teşhis ve tedavi amaçlı radyoizotoplarını bu yöntem ile elde ede gelmişlerdir. İyot-123, İndiyum-111, Flor-18, Galyum-67, Talyum- 201 gibi tıpta yaygın olarak kullanılan radyoizotoplar üretilir. Radyoizotop enerji yayınlayabilen atom çekirdeklerine denir. Enerjiyi kimi zaman gamma ışını, kimi zaman elektron kimi zaman pozitron şeklinde yayarlar, Ülkemizde kullanılan izotoplar ithal edilmektedir. Yerli üretim çok sınırlıdır. Ayrıca hızlandırıcılar, uygun hedef çekirdek ve ona uygun demet enerjisi seçilerek değişik mühendislik uygulamaları için farklı radyoizotop üretirler.

Şimdi bu radyoizotoplarının ülkemizde üretilmesinin hastalara ve tıp doktorlarına sağlayacağı yararların ne olduğu üzerinde durulacaktır. Radyo izotopları vaz geçilmez yapan bir dış etki olmaksızın enerji yayabilme özellikleridir. Her radyoizotopun enerji yayabilme süresi bellidir. Buna yarı ömür denir. Yani bir radyo izotop sonsuza kadar enerji yayamaz. Zaman geçtikçe yayınladığı enerjinin şiddeti düşer. Belli bir süre sonra enerji yayını durur. Bu andan itibaren izotopun kullanım ömrü bitmiştir. Genelde MR aletlerinde kullanılan izotopların yaydıkları enerjinin şiddeti ne kadar yüksek ise,  sisteminin manyetik alan şiddeti gibi teknik özelliklerinin dışında, görüntü kalitesi o kadar yüksek olur. Örneğin F-18 izotopunun yarı ömrü 110 dakikadır. Bu izotop beyin fizyolojisi ve patolojisinde, koroner arter ve özellikle kanser de tanı amacı ile kullanılır. F-18 görüntülemesinden kalite elde edebilmenin en önemli koşulu izotopun elde edilmesinden sonra geçen 110 dakika içinde kullanılmış olmasıdır. Daha uzun zaman geçerse alet güvenilir bir tanı bilgisi sağlayamaz. Bu izotopu uçakla dahi getirseniz 110 dakikadan daha fazla zaman geçer. Bu tesisi kurulduğunda Sarayköy ve hastaneler arasında kısa süreli ulaşım veya Sarayköy’ün içersinde kurulacak bir tanı birimi ile güvenilir tanı elde etmek mümkün olacaktır.

İyot-123 izotopu: beyin, tiroit, böbrek ve miyokardial görüntülemelerde, kan akış hızının tespitinde ve beyin hastalıklarının tanısında kullanılır. Yarı ömrü 13 saattir. Yani bu izotop 13 saat geçtikten sonra güvenilir sonuçlar vermez. İthal edildiğinde bu yarılanma ömrü göz önüne alınarak kullanılma zorunluluğu vardır.
Galyum-67: lenf kanserinin ve İndiyum-111 ile birlikte yumuşak doku enfeksiyonlarının tespitinde kullanılır. Yarı ömrü 78 saattir.
İndiyum-111: organ nakillerinde, bağışıklık siteminde, kemik iliği iltihaplarının tespitinde, beyaz yuvarların izlenmesinde, Lösemide, tümör eğilimlerinin tespitinde kullanılır. Yarı ömrü 67 saattir.

Talyum-201: kardiyolojide ve kalp görüntülemelerinde kullanılır. Yarı ömrü 73 saattir.

Karbon-11, Azot-13, Oksijen-15: PET (Pozitron Emiting Tomography) Görüntüleme sistemlerinde kullanılır. Bunların yarı ömürleri çok kısadır. Dolayısıyla şayet pozitron yayınlayan bir radyoizotop kullanmak zorunluluğu var is bu noktaya dikkat edilmesi gerekir. İzotop ancak kısa süre içinde kullanılırsa güvenilir veri sağlar.

Görüldüğü gibi, TAEK Sarayköy nükleer araştırma merkezinde 30 MeV enerjili proton hızlandırıcısı kurulduğunda, ülkemizdeki görüntüleme kalitesi çok artacak ve ithalat yolları kesilecektir.  Görüntüleme merkezleri radyoizotopların yarı ömürlerini hesaba katarak uygulama yaptıklarında, güvenilir sonuç elde edebilirler. Özellikle kısa ömürlü radyoizotoplar ile görüntüleme yapan sistemler izotopların bu özelliğini göz önüne almalıdırlar.                         Prof. Dr. Cengiz Yalçın