קרינה רפואית, לצרכי הדמיה או ריפוי: לצד יתרונותיה יש להבין את פגעיה, חלק א`.

פרופ' בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית  וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

יש משהו סמלי בעובדה שפרס נובל הראשון שניתן בפיזיקה בשנת 1901 הוענק לפיזיקאי הגרמני ווילהלם רנטגן, על גילוי שש שנים קודם לכן של קרני X הקרויות על שמו.

אם היינו שואלים היום מדגם אקראי של ביולוגים או של רופאים באיזה תחום זכה רנטגן בפרס היוקרתי מכולם, כשליש מהם היו סבורים שהפרס הוענק בתחום הפיזיקה, כ-10% היו עונים שהפרס הוענק בתחום הכימיה, ומעל מחצית הנשאלים היו מנחשים שרנטגן זכה בפרס נובל ברפואה. והניחוש הלא-נכון האחרון בהחלט לא נראה מופרך: כיום אין אנו יכולים לדמיין את הפענוח של מחלות רבות ללא אמצעי הדמיה הנקראים גם דימות, והאיש ברחוב עדיין מספר לחברו "שמעד, הרגל התעקמה, ועשו לו רנטגן".

הכול החל ב-1895 בגילוי קרני X, ובתחילת המאה ה-20 כבשו בסערה קרניים אלה את עולם הרפואה, כאשר מכשירי רנטגן פרימיטיביים כבר אז סייעו מאוד לגילוי מפגעים בגוף שהיו נסתרים מהעין.

למעלה מ-100 שנה מאז תחילת העידן ההדמייתי, שיתוף הפעולה בין פיזיקאים ורופאים הוליד טכנולוגיות הדמיה מצילות חיים מתקדמות ביותר, אך כמו כל טיפול תרופתי או ניתוחי, יתרונות טכניקות הדמיה אלו באות כאשר "תג מחיר" נסתר צמוד לחלקן, המחיר של פגיעה בדרגת חומרה זו אחרת ברקמות גוף בריאות שאנו נזהרים מלפגוע בהן.

במקרה של צילומי הדמיה תמיד יש חשש של פענוח מוטעה שלהם (misdiagnosis), או של שימוש מוגזם בהם (over-diagnosis), כאשר כל אחד מהשניים עלול להוביל לטיפול מיותר, או מוגזם, ועתים אף לאי-טיפול. אך כמובן שהחשש הגדול מכולם הוא החשש מהקרינה המייננת עצמה והנזק הפיזי שהיא עלולה לגרום לרקמות בריאות.    

הפיזיקאים מספרים לנו שקרינה מייננת מעבירה אנרגיה בצורת פוטונים שיש בכוחם להפשיט אלקטרונים מגרעין האטום.

אנו בחיי היום-יום נחשפים באופן מתמיד לקרינה מייננת של קרניים קוסמיות מהאטמוספרה ושל יסודות רדיו-אקטיביים טבעיים על פני האדמה, ומקבלים את קרינת הרקע הזו כמעט בלי מצמוץ-עין. יחד עם זאת כולנו חוששים חשש אמיתי מהיחשפות למנות קרינה מזיקות מתאונות במתקנים גרעיניים או כמובן מקרינה הקטלנית של נשק גרעיני.

אך אם החשיפה לקרינה שהשתחררה במקומות מרוחקים כמו צ'רנוביל או פוקושימה אינה מדאיגה אותנו במיוחד, אנו תמיד חוששים מהקרינה הנפלטת בעת "צילום פנוראמי" במרפאת השיניים.

החשש העיקרי הוא באופן טבעי מתהליך סרטני שקרינה עלולה לגרום, שכן קרינה מייננת פוגעת ב-DNA של כל תא אליו היא מגיעה.

רוב התאים יודעים לתקן נזק קל ל-DNA בעצמם, אך אם הפגיעה קשה יותר,  יש תאים עלולים להפוך לסרטניים.

נזקי קרינה לא חייבים להגיע ב"מכה אחת" כדי לגרום נזק ביולוגי, ואם יש חזרה על מנות קרינה מתונות היא יוצרת נזק מצטבר: לדוגמה, חשיפה ל-1 milisievert (mSv) בשנה למשך 10 שנים, גורמת ל-DNA את אותו נזק שתגרום חשיפה חד פעמית לקרינה של 10 mSv. יחידת sievert עם הסימון Sv, מוגדרת כיחידת אנרגיה (מבוטאת ב-joule) ליחידת מסה (בק"ג), או 1 Sv=1joule/Kg.

כדי לסבר את העין נעבור כאן אחת לאחת על רמת הקרינה הנוצרת באמצעי הדמיה רפואיים שונים, כאשר קרינה זו מבוטאת ביחידות mSv.

להמחשה נציין שקרינת הרקע שאנו סופגים במשך שנה מהסביבה הטבעית מסתכמת בסך הכול ב-  mSv3, ומכאן לפרוצדורות הרפואיות. סריקת DXA של צפיפות העצם חושפת אותנו ל-0.001 יח' קרינה, כאשר קרני X לצילום דנטאלי תורמות 0.005 יח', צילום X של החזה -0.02 יח', צילום X של צוואר הירך- 0.8 יח', צילום רנטגן של השד (ממוגרפיה)-0.4 יח', ואותו צילום של עמוד השדרה המותני (גב תחתון) שווה ערך ל-1.6 יח'.

צילומי רנטגן על רקע חומר ניגוד המכיל יוד לצילום מערכת דרכי השתן-3 יחי', או לצורך אנגיוגרפיה של העורקים הכליליים החושפת את הנבדק ל-2 עד 29 יחי' קרינה.

ומה באשר לטכניקות הדמיה "מודרניות" יותר?

נתחיל עם בדיקות CT או טומוגרפיה ממוחשבת: CT  של מערות האף (סינוסים)-0.6 יח', CT של הראש-2 יחי', עמוד השדרה-6 יח', החזה-7.0 יח', הבטן-8 יח', ו-CT של הלב ב-46 ערוצים (צנתור וירטואלי) יחשוף אותנו ל-7-23 יח'. סריקות גרעיניות  (nuclear scan) כגון מיפוי תאליום במאמץ-41 יח', סריקה פוזיטרונית (PET scan)-14 יח', וסריקה של העצם עם היסוד הרדיואקטיבי טכנציום m-99 תחשוף אותנו ל-6.3 יח'. שיטת הדמיה של MRI  או בדיקת על-שמע (אולטרה-סאונד) אינן חושפות אותנו לשום קרינה.

אין כלל להשוות בין כמות הקרינה והשפעת זו על הגוף כ"קרינה" לבין התועלת הרפואית שבעצם ביצוע הפרוצדורות המוזכרות, בחלקן מצילות חיים.

אך יחד עם זאת כדאי להזכיר למטופלים ולרופאים להסתייע ולהשתמש בטכניקות אלה בזהירות ומתוך מודעוּת לעצם הקרינה.

עברה תקופה ממושכת עד שרופאים החלו מכירים בעובדה שקרני X עלולות לגרום לסרטן.

בתחילת המאה ה-20 מספר ניכר של מדענים ורופאים חלו בעצמם בסרטן כתוצאה מחשיפה ניכרת וממושכת לקרינה זו, והסברה היא שווילהלם רנטגן עצמו לקה בסרטן המעי הגס מכמויות הקרינה שספג במשל למעלה מ-25 שנות חשיפה לא זהירה לקרני X.

ידוע לדוגמה על ריבוי של מקרי סרטן בלוטת התריס באמצע המאה הקודמת, כאשר מטופלים רבים הוקרנו באזור הפנים והצוואר בקרינת X לטיפול בבעיות של חטטת הפנים (acne) או אך לטיפול בשקדים מוגדלים ומודלקים, ומטופלים אלה פיתחו בהמשך סרטן התירואיד.

אמנם רופאים למדו למזער את תופעות הלוואי של צילומי רנטגן, אך בעידן בו צילומי X הוחלפו ב-CT, מתברר שכמות הקרינה הניכרת יחסית הכרוכה בביצוע CT מחייבת את אנשי ההדמיה לבחון מחדש את הסיכונים והתועלת בביצוע טכנולוגיה הדמייתית זו.

הבה נסקור את טכניקות ההדמיה השונות המתבססות על קרינה מייננת.

קרני X:

אפילו בעידן של CT ו-MRI עדיין משמשים צילומי רנטגן כלי אבחוני חיוני במקרים של שברי עצמות ואף של דלקת ריאות. מקרינים קרני X דרך גוף הנבדק, כאשר רקמות בעלות מרקם צפוף כגון עצמות, עוצרות את הקרניים מחדירה למעבה הגוף בעוד שרקמות פחות צפופות כגון רקמות שריר או שומן מאפשרות לקרני ה-X לחדור בעדן ולהגיע לסרט צילום המוצב מאחורי הנבדק.

כאשר מפתחים את סרט הצילום, הרקמה הצפופה תיראה בהירה או אף לבנה, בעוד שהרקמות הפחות צפופות תיראינה בדרגות שונות של צבע אפור או אף כהות יותר עד שחורות. שיטות דיגיטאליות חדישות יותר, הצורכות פחות קרינת X  הפכו את צילומי הרנטגן לברורים יותר ובטיחותיים יותר מאשר בעבר.

ניתן לבחון ואף לאחסן באופן אלקטרוני, ולשגרם בזמן אמת לרחבי העולם לבחינה ודיון רב משתתפים בממצאי הצילום.

יחד עם זאת, הטכנולוגיה הדיגיטאלית אינה יכולה להתגבר על מגבלות בסיסיות של קרני X, במובן שהן אינן יכולות לייצר תמונות של רקמות שאינן צפופות, לדוגמה ריאות נורמאליות הנראות בצילום שחורות באופן אחיד כיוון שהן מלאות באוויר, לעומת ריאות בבצקת הנגרמת מאי-ספיקת לב המלאות נוזל או אף מוגלה בדלקת ריאות, ואז האזורים האלה ייראו לבנים על פני לוח הצילום או המסך.

על ידי שימוש בחומרי ניגוד שהם צפופים בצילום (radiodense), וכך ניתן לקבל תמונות של רקמות שהיו מאפשרות לקרני X לחלוף דרכם בקלות לקבלת תמונה כהה, שאינה ניתנת לפענוח.

כדוגמאות ניתן להביא אנגיוגרפיה של כלי דם, חוקן בריום לצורך בחינה של המעי הגס, וכן פיילוגרפיה תוך ורידית (IVP או Intravenous Pyelography ) להערכת הכליות, המערכות המאספות, השופכנים וכיס השתן.

הבדיקה האחרונה משמשת לגילוי של אבנים בדרכי השתן, וכן להערכה של חסימה בדרכי השתן. במהלך הבדיקה, מוזרק חומר ניגוד המכיל יוד לווריד ומבוצעים צילומים עוקבים המדגימים את תהליך קליטת היוד ע"י הכליות והפרשתו לדרכי השתן.

יחד עם זאת, למרות שהטכניקות האחרונות שיפרו את יכולת האבחון והטיפול, הם כרוכים במנת קרינה מייננת גבוהה יותר מאשר בבדיקת X רגילה.

הטכנולוגיה המתקדמת של CT:

סריקה של טומוגרפיה ממוחשבת עלתה בזינוק נחשוני על בימת ההדמיה הרפואית עוד בתחילת שנות ה-70.

שכלולים בטכנולוגיית CT שהפכו את ההדמיה ברורה ומדויקת יותר מאשר אי-פעם,  כרוכה גם בחשיפה לקרינה רבה יותר.

ב-CT משתמשים לצילום לא פולשני של הגוף שיתרונו במתן תמונה תלת ממדית של פנים הגוף.

מקור קרינה הנע סביב החולה, מעביר קרני X דרך הגוף בזוויות שונות, וגלאים הקולטים קרינה זו משגרים אותות למחשב המעבד את נתוני הצילומים ויוצר הדמיה תלת ממדיף של הגוף, או תמונות דו-ממדיות של חתכים ספציפיים.

מכאן שככל שמספר זוויות השיקוף גדול יותר כן גדל דיוק התמונה. מכאן היתרון העצום של CT ברפואה, בכך שניתן לאבחן נגעים, או להנחות טיפול פולשני, באופן שאנו בר-ביצוע בצילום רנטגן רגיל. 

גם כאן ניתן לשפר את איכות התמונה של רקמות רכות, כלי דם או איברים חלולים בעזרת הזרקת חומר ניגוד כמו בשתיית בריום, או בהזרקת יוד לווריד.

במכשירי CT מהדור הראשון, הידועים כ-CT אקסיאלי או צירי, השולחן עליו מונח הנבדק נע מרחק קצר עד ליצירת התמונה, ותהליך זה חוזר על עצמו עד שהסריקה (scan) מושלמת.

במכשירים של הדור השני הידועים כספיראליים או הֶליקאליים, התהליך מעט שונה: הנבדק עוצר את נשימתו והשולחן עליו הוא שוכב מעביר אותו דרך ליבת הסורק ללא עצירה כאשר סורק נע סביב הנבדק בצורה ספיראלית באופן רצוף. 

המערכת הממוחשבת יוצרת תמונות יותר מפורטות, ממה שניתן היה להשיג בטומוגרפיה מהדור הראשון, והנבדק אינו נחשף ליותר קרינה ממה שהוא מקבל בשיטת ה-CT השגרתית, ואף זמן הליך מהיר בהרבה.

CT  ספיראלי יכול לספק תמונות מפורטות של מערכת העצבים, החזה, והמעיים, במערכת דרכי השתן, משתמשים בשיטה זו לגלות אבני כליות, אך יחד עם זאת שיטה זו אינה טובה לקבל תמונה של בלוטת הערמונית, אם כי היא יכולה לגלות סרטן ערמונית שהתפשט לקשרי לימפה בחלל הבטן.

ובתחום טכנולוגיית CT ישנם כעת כבר מכשירי הדור השלישי, או טומוגרפיה ממוחשבת רב-פרוסתית: מכשירי הדור הראשון והשני השתמשו בשורת גלאים אחת לקלוט את קרני X שעברו דרך גופו של הנבדק; לעומתם סורק רב-ערוצי או רב-פרוסתי, קולט את קרני ה-X במספר רב של שורות, ויש לו גם תוכנה משופרת. כתוצאה מכך, מכשיר זה מהיר באופן מיוחד, יכול לסרוק את כל בית החזה, בטן, ואגן הירכיים בשעה שהנבדק עוצר נשימתו, לשניות ספורות בלבד.

בהתרכזות על שטח גוף מצומצם יותר הרופא מסוגל בשניות בודדות לקבל חתכים או פרוסות הרבה יותר עדינות המספקות פרטים מדויקים להפליא של הגוף בפרוסות בעובי של מילימטר אחד. 

נמשיך ונדון בנושאי קרינה בבדיקות הדמיה במאמר ההמשך.

בברכה, פרופ' בן-עמי סלע