เหตุที่ต้องฉายรังสีเลือด
การฉายรังสีเลือดหรือส่วนประกอบของเลือด มีจุดประสงค์หลักก็เพื่อป้องกันอันตรายให้กับผู้ป่วยที่ภูมิคุ้มกันบกพร่อง จากการได้รับเม็ดเลือดขาวชนิด lymphocytes ในเลือดบริจาค โดยที่เม็ดเลือดขาวชนิดนี้เป็นเซลล์ที่ไวต่อรังสีมากที่สุดชนิดหนึ่งในร่างกายมนุษย์ ทำให้ปริมาณรังสีที่ใช้ทำลายเซลล์นี้ ไม่ทำลายเม็ดเลือดหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เป็นประโยชน์ของเลือดบริจาค

อันตรายที่อาจเกิดกับผู้ป่วยที่ภูมิคุ้มกันบกพร่องจากการได้รับเม็ดเลือดขาวชนิด lymphocytes เป็นอาการแทรกซ้อนที่เกิดขึ้นได้ยากในผู้ป่วยทั่วไปที่ได้รับเลือด แต่ในผู้ป่วยที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง (immunodeficient patients) โรคนี้สามารถทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิตได้ถึงร้อยละ 90

ชนิดและปริมาณของรังสีที่ใช้ในการทำลายเม็ดเลือดขาวชนิด lymphocytes รังสีที่นิยมใช้ในการทำลายเม็ดเลือดขาวชนิด lymphocytes ในเลือดที่บริจาค ได้แก่ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมาจากโคบอลต์-60 หรือ ซีเซียม-137 ปริมาณ 25 เกรย์

ผลของรังสีต่อเม็ดเลือดหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ของเลือด
เม็ดเลือดแดง เกล็ดเลือด และเม็ดเลือดขาว ชนิดอื่น ๆ ทนรังสีมากกว่า lymphocytes ดังนั้น ปริมาณรังสี 25 เกรย์ที่ใช้จะไม่มีผลต่อองค์ประกอบของเลือดเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้โปรตีนในน้ำเลือด (plasma) แช่แข็งหรือแห้ง จะทนรังสีถึง 10 กิโลเกรย์

แปลและเรียบเรียงจาก IAEA-TECDOC-934 Effects of ionizing radiation on blood and blood components: A survey, IAEA, Vienna, 1997

ในนิวเคลียสของเซลล์มนุษย์ (Homo sapiens sapiens) มีโครโมโซมทั้งหมดสองชุดที่คล้ายคลึงกัน (homologous chromosomes) แต่ละชุดมีโครโมโซมอยู่ 23 แท่ง บนโครโมโซมเหล่านี้มียีนที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ทั้งหมดของ มนุษย์อยู่ประมาณ 25,000 ยีน ยึดเรียงกันอยู่อย่างเป็นลำดับ แล้วยีนเหล่านี้ยึดเรียงกันอยู่เป็นลำดับอย่างไร อยู่ใกล้ไกล กันเพียงใด อยู่บนโครโมโซมเดียวกันหรือไม่ คุณรู้ไหมว่ารังสีช่วยตอบคำถามเหล่านี้ได้

ลองคิดดูว่า หากเราสามารถหักโครโมโซมเป็นท่อนสั้น ๆ โดยที่ตำแหน่งต่าง ๆ ของโครโมโซมมีโอกาสที่จะถูกหักเท่า ๆ กัน จากนั้นเราจึงแยกท่อนโครโมโซมเหล่านั้นออกจากกัน โอกาสที่เราจะพบยีนสองยีนใด ๆ ซึ่งยึดเรียงอยู่ใกล้กันบน ท่อนโครโมโซมเดียวกัน มีมากกว่าโอกาสที่เราจะพบยีนสองยีนซึ่งอยู่ห่างกัน เพราะโอกาสที่เราจะหักโครโมโซม ณ ตำแหน่งระหว่างยีนสองยีนซึ่งอยู่ห่างกันมีมากกว่าโอกาสที่เราจะหักโครโมโซม ณ ตำแหน่งระหว่างยีนสองยีนซึ่งอยู่ ใกล้กัน เพียงใช้หลักการนี้ เราก็จะสามารถบอกได้ว่า ยีนสองยีนใด ๆ ยึดเรียงอยู่ใกล้หรือไกลจากกันบนโครโมโซม

สมมติว่าเราแบ่งโครโมโซมออกเป็นห้าส่วน A ถึง E และหลังจากได้รับรังสี รอยต่อระหว่างส่วนทั้งห้านี้ มีโอกาสแตกหักได้เท่า ๆ กัน ดังนั้น เมื่อผ่านการฉายรังสี โอกาสที่จะพบส่วน A กับส่วน B บนชิ้นโครโมโซมเดียวกัน จึงมีมากกว่าโอกาสที่จะพบส่วน A กับส่วน C หรือส่วน A กับส่วน D หรือส่วน A กับส่วน E อยู่ด้วยกันบนชิ้นโครโมโซมหนึ่ง ๆ

รังสีเข้ามามีบทบาทในการศึกษาการยึดเรียงของยีนโดยเฉพาะในเซลล์มนุษย์และเซลล์สัตว์ชั้นสูง เมื่อเราฉายรังสีเอกซ์ หรือแกมมาแก่เซลล์ในปริมาณที่สูงพอให้เซลล์ตาย (lethal dose) คือ 30-100 Gy รังสีจะทำให้โครโมโซมแตกหักและ ถูกทำลายมากจนเกินกว่าที่เซลล์จะสามารถซ่อมแซมได้ แต่เราไม่สามารถควบคุมขนาดของชิ้นโครโมโซม และตำแหน่ง ของการแตกหักได้ ชิ้นโครโมโซมที่ได้จึงมีขนาดใหญ่หรือเล็กแตกต่างกันไป และเกิดจากตำแหน่งของ การแตกหักต่าง ๆ กัน ในการศึกษาการยึดเรียงของยีน นักวิจัยใช้รังสีเอกซ์ร่วมกับการบังคับให้เซลล์รวมตัวกัน และการวิเคราะห์ ดีเอ็นเอเครื่องหมายเชิงสถิติ ในเทคนิคการทำแผนที่พันธุกรรมที่เรียกว่า Radiation Hybrid Mapping

ในการศึกษาการยึดเรียงยีนมนุษย์ก่อนยุคจีโนมิกส์ เซลล์มนุษย์จะถูกรวมตัวเข้าด้วยกันกับเซลล์หนูให้เป็นเซลล์เดียวกัน ผ่านกระบวนการรวมเซลล์ (cell fusion) โดยอาศัยสารเคมี polyethylene glycol หรืออาศัยไวรัสบางชนิด เซลล์ที่ รวมตัวเข้าด้วยกันในเบื้องต้นจะยังคงนิวเคลียสจากทั้งสองสปีชีส์ไว้ เรียกเซลล์ที่มีลักษณะเช่นนี้ว่าเฮเทอโรแคริออน (heterokaryon) เมื่อมีการแบ่งเซลล์ เซลล์ใหม่ที่ได้จะมีเพียงนิวเคลียสเดียวเรียกเซลล์เหล่านี้ว่าเซลล์ลูกผสมหนู-มนุษย์ (rodent-human hybrid cells) ในเบื้องต้นเซลล์เหล่านี้จะยังไม่เสถียร เนื่องจากโครโมโซมของคนไม่สามารถ จำลองตัวเองได้ดี เมื่อเกิดการแบ่งเซลล์จึงมักเกิดการสูญหายของโครโมโซมคนโดยที่โครโมโซมของหนูยังอยู่ครบ เซลล์ลูกผสมที่เสถียรจะมีโครโมโซมจากคนเหลืออยู่เพียง 3 – 4 โครโมโซมเท่านั้น

เราสามารถรวบรวมเซลล์ลูกผสมที่มีโครโมโซมต่าง ๆ ของคนไว้ด้วยกันเพื่อศึกษาตำแหน่งของยีนบนโครโมโซม จัดเป็นชุดเซลล์ลูกผสม (hybrid cell panel) และหากเรามีดีเอ็นเอเครื่องหมาย (DNA markers) ของยีนที่เราสนใจ ไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบ PCR primers หรือ hybridization probe เราก็จะสามารถตรวจสอบได้ทันทีว่ายีนของเราอยู่บน โครโมโซมใด โดยใช้ชุดเซลล์ลูกผสมดังกล่าว

อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้ชุดเซลล์ลูกผสมในรูปแบบนี้ ทำให้เราทราบแต่เพียงว่ายีนต่าง ๆ อาศัยอยู่บนโครโมโซมใด แต่ไม่สามารถบอกเราได้ว่ายีนเหล่านั้นยึดเรียงกันเป็นลำดับอย่างไรในแต่ละโครโมโซม นักวิจัยจึงต้องสร้างชุดเซลล์ ลูกผสมอันประกอบด้วยเซลล์ลูกผสมที่ได้รับโครโมโซมมนุษย์เพียงโครโมโซมเดียว (monochromosomal hybrids) เมื่อนำไปฉายรังสีที่ปริมาณรังสีถึงตาย ซึ่งทำให้โครโมโซมทั้งของมนุษย์และหนูแตกหักมากเกินกว่าจะซ่อมแซมได้ เซลล์ลูกผสมนั้นจะไม่สามารถดำรงชีพอยู่ต่อไป ในการทำแผนที่พันธุกรรม นักวิจัยจำเป็นต้องเก็บรักษาชิ้นโครโมโซม เหล่านี้ไว้ศึกษา จึงนำเซลล์ที่ผ่านการฉายรังสีนั้นมารวมตัวเข้าเซลล์หนูปกติอีกครั้ง เกิดเป็นเซลล์ลูกผสมผู้ให้-ผู้รับ (donor-recipient hybrid cells) โดยมีเซลล์ monochromosomal hybrid ที่ผ่านการฉายรังสีเป็นเซลล์ผู้ให้ (donor) และเซลล์หนูปกติเป็นเซลล์ผู้รับ (recipient)

นักวิจัยใช้เอนไซม์ที่เซลล์ผู้ให้ผลิตได้ แต่เซลล์ผู้รับผลิตไม่ได้ (selective enzyme) ในการคัดเลือกเซลล์ลูกผสม ที่ได้รับชิ้นโครโมโซมจากเซลล์ผู้ให้ เนื่องจากการฉายรังสีอาจทำลายส่วนของโครโมโซมที่สำคัญต่อการถ่ายทอดโครโมโซมผ่านการแบ่งเซลล์ เช่น เซนโทรเมียร์ (centromere) และเทโลเมียร์ (telomere) นักวิจัยจึงต้องระบุลักษณะเฉพาะของเซลล์ผู้ให้และเซลล์ผู้รับ และคัดเลือกเซลล์ลูกผสมผู้ให้-ผู้รับ ที่มีลักษณะจำเพาะ เซลล์ผู้รับที่นิยมใช้มักขาดความสามารถในการผลิตเอนไซม์ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีพในอาหารเลี้ยงเซลล์สำหรับคัดเลือก (selection medium) เช่น เอนไซม์ hypoxanthine guanine phosphoribosil transferase และ thymidine kinase และเซลล์ผู้ให้ต้องเป็นเซลล์ที่สามารถผลิตเอนไซม์ นี้ได้ โดยมียีนสำหรับเอนไซม์นี้อยู่บนโครโมโซมใดโครโมโซมหนึ่ง จึงเรียกยีนนั้นว่าเป็นเครื่องหมายสำหรับ การคัดเลือก (selection marker) เมื่อนำเซลล์ผู้ให้และเซลล์ผู้รับ มารวมตัวกัน เซลล์ลูกผสมที่ได้จะถูกเลี้ยงบนอาหาร คัดเลือก ดังนั้น เซลล์ลูกผสมที่ได้รับยีนสำหรับเอนไซม์นี้ บนชิ้นโครโมโซมที่สามารถถ่ายทอดได้เท่านั้น จึงจะมีชีวิต อยู่รอดและ ขยายพันธุ์ได้บนอาหารคัดเลือก หากชิ้นโครโมโซมที่มียีนสำหรับการคัดเลือก ขาดเซนโทรเมียร์หรือ เทโลเมียร์ มันจะต้องต่อเข้ากับชิ้นโครโมโซมอื่น ที่มีส่วนสำคัญของโครโมโซมดังกล่าว จึงจะสามารถถ่ายทอดได้ทางพันธุกรรม

เซลล์ลูกผสมผู้ให้-ผู้รับจะถูกแยกเลี้ยงเป็นโคลนเซลล์ลูกผสม (hybrid cell clones) โดยแต่ละโคลนมีโอกาส ที่จะได้รับ ชิ้นส่วนของโครโมโซมมนุษย์ที่แตกต่างกันออกไป ชุดของเซลล์ลูกผสมเช่นนี้ จะถูกนำไปใช้เพื่อศึกษาการยึดเรียงของ ยีนมนุษย์ต่อไป โดย ชุดเซลล์ลูกผสมที่มีขนาดประมาณ 40 – 50 โคลน อาจเพียงพอสำหรับการศึกษาการยึดเรียงของ กลุ่มยีนกลุ่มหนึ่งบนโครโมโซม

ในการศึกษาดังกล่าวเซลล์ลูกผสมผู้ให้-ผู้รับ จะถูกตรวจสอบด้วยดีเอ็นเอเครื่องหมาย ความถี่ของการตรวจพบ ดีเอ็นเครื่องหมายสองเครื่องหมายใด ๆ ในแต่ละโคลนของชุดเซลล์ลูกผสมจะถูกนำมาคำนวณเชิงสถิติ เพื่อให้ได้มา ซึ่งระยะห่างระหว่างตำแหน่งของดีเอ็นเครื่องหมายนั้นบนโครโมโซม ซึ่งข้อมูลนี้จะช่วยให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์หา ลำดับการยึดเรียงของยีนและดีเอ็นเอเครื่องหมายเหล่านั้นได้ในที่สุด ลำดับและกลุ่มการยึดเรียงของยีนหรือ ดีเอ็นเอเครื่องหมายที่ได้จากเทคนิคนี้เรียกว่า radiation hybrid map (RH map)

ในปัจจุบันเทคนิคนี้ได้รับการขยายขอบเขตเพื่อศึกษาโครโมโซมทั้งหมดในคราวเดียว (whole genome studies) เพราะ อาศัยขั้นตอนวิธีเชิงคอมพิวเตอร์ (computer algorithm) สำหรับวิเคราะห์ข้อมูล และเทคโนโลยีดีเอ็นเอเครื่องหมาย (DNA markers) ได้รับการพัฒนาอย่างมาก ช่วยให้สามารถแยกแยะกลุ่มการยึดเรียง (linkage group) ต่าง ๆ ได้แม้จะมี ข้อมูลและกลุ่มการยึดเรียงเป็นจำนวนมาก ปัจจุบันจึงใช้เซลล์มนุษย์ซึ่งไม่ได้ผ่านการรวมตัวกับเซลล์หนูมาก่อน เป็นเซลล์ผู้ให้ที่จะต้องผ่านการฉายรังสี โดยเซลล์ผู้รับยังเป็นเซลล์หนูเช่นเดิม หลังจากกระบวนการรวมเซลล์ ชิ้นส่วน ของโครโมโซมของคนบางชิ้น จะเข้าแทนที่ชิ้นส่วนโครโมโซมของหนูที่มีลำดับดีเอ็นเอคล้ายคลึงกัน โดยผ่าน กระบวนการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโครโมโซมแบบ homologous recombination หรือใช้กระบวนการซ่อมแซม ดีเอ็นเอ เช่น non-homologous end joining โดยแต่ละเซลล์ลูกผสมอาจได้รับชิ้นส่วนจากโครโมโซมต่าง ๆ มากกว่าหนึ่ง โครโมโซม และชิ้นโครโมโซมเหล่านี้จะแตกต่างกันในแต่ละเซลล์ลูกผสม ดังนั้น ในการวิเคราะห์พันธุกรรม ทั้งหมด ในการทดลองชุดเดียว จะต้องใช้ชุดเซลล์ลูกผสม ที่มีขนาดประมาณ 100-200 โคลน เป็นอย่างน้อย

ตัวอย่างขั้นตอนการทำ RH map สำหรับปลา zebrafish (Danio rario) โดยใช้ชุดเซลล์ลูกผสม zebrafish – hamster

นอกจากการยึดเรียงของยีนในเซลล์มนุษย์ ปัจจุบันเทคนิคนี้ยังเป็นที่นิยมใช้กับเซลล์สัตว์ เช่น วัว หมู ไก่ และปลา อีกด้วย สำหรับพืชไม่นิยมใช้เทคนิคนี้ เนื่องจากการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชมีข้อจำกัดที่แตกต่างจากการเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์ และผู้วิจัยก็ยังสามารถทำการผสมพันธุ์และปลูกเลี้ยงพืชต่าง ๆ เพื่อวิเคราะห์การยึดเรียงของยีนได้ พืชที่มีการทำ RH map เช่น ข้าวโพด และข้าวสาลี เป็นต้น

เอกสารเพื่อศึกษาเพิ่มเติม

• Alberts, B. et al. 2002. Molecular Biology of the Cells. 4 th edition. New York; Garland Science.
• Cox, D.R., et al. 1990. Radiation Hybrid Mapping: A Somatic Cell Genetic Method for Constructing High-Resolution Maps of Mammalian Chromosomes. Science 250: 245–250.
• Geisler, R.., et al. 1999. A radiation hybrid map of the zebrafish genome. Nature Genetics 23:86-89.
• Klein, C . Radiation Hybrid Mapping . (On line) http://www.biologyreference.com/Po-Re/Radiation-Hybrid-Mapping.html.
• Riera-Lizarazu, O., M.I. Vales, and S.F. Kianian. 2008. Radiation hybrid (RH) and HAPPY mapping in plants. Cytogenet. Genome Res. 120: 233-240.
• Strachen, T., and A.P. Read. 1999. Human Molecular Genetics. 2 nd edition. New York; Wiley-Liss.

โรคมะเร็งตับ (hepatocellular carcinoma; HCC) เป็นโรคที่พบได้บ่อยในปัจจุบัน จากข้อมูลขององค์การอนามัยโลก รายงานว่าพบมากเป็นอันดับที่ 5 คิดเป็นร้อยละ 5.6 ของมะเร็งทั้งหมด โดยพบในเพศชายมากกว่าเพศหญิงถึงสองเท่า มีปัจจัยเสี่ยงจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบีหรือซีชนิดเรื้อรัง การดื่มสุรา และภาวะตับแข็ง ในช่วงเวลาที่ผ่านมาอัตราการตายของผู้ป่วยมะเร็งตับยังคงเพิ่มขึ้น และการพยากรณ์โรคของผู้ป่วยยังไม่ดี เนื่องจากมะเร็งตับเป็นโรคที่มีลักษณะการแบ่งตัวรวดเร็วในระยะแพร่กระจาย ซึ่งการรักษาที่ได้ผลดีที่สุดคือการผ่าตัดก้อนมะเร็งออกให้หมด แต่โอกาสที่จะผ่าตัดก้อนมะเร็งออกให้หมดได้นั้น มีเพียงร้อยละ 4.5 – 10.2 เนื่องจากผู้ป่วยมะเร็งตับส่วนใหญ่จะมาพบแพทย์เมื่อมีอาการอยู่ในระยะลุกลาม และไม่สามารถตัดก้อนเนื้องอกได้ ดังนั้นวิธีที่นิยมเพื่อควบคุมอาการของผู้ป่วยให้ทรงตัวได้นานที่สุด คือการใช้เคมีบำบัด (chemotherapy) และ การให้ยาต้านมะเร็งร่วมกับการอุดกั้นหลอดเลือดแดงที่ไปเลี้ยงมะเร็งตับ (chemoembolization) ซึ่งค่อนข้างให้ผลดี และในขณะนี้ได้มีการประยุกต์ใช้ไอโซโทปรังสีร่วมกับการอุดกั้นหลอดเลือด เรียกว่า Selective Internal Radiation Therapy (SIRT) ซึ่งวิธีนี้จะใช้เม็ดพอลิเมอร์เห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ (microscopic polymer) ซึ่งขนาดเล็กเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20-30 ไมโครเมตร ที่ด้านในบรรจุสารไอโซโทปรังสีอิตเทรียม-90 (Y-90) ที่มีสมบัติเหมาะสมในการรักษา ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีที่สลายให้เฉพาะรังสีบีตาพลังงานสูง 2.12 MeV ด้วยครึ่งชีวิต 64 ชั่วโมง พอลิเมอร์ชนิดนี้เรียกว่าเอสไออาร์-สเฟียร์ (SIR-sphere) ซึ่งเม็ดพอลิเมอร์นี้เข้ากันได้กับเซลล์ร่างกายมนุษย์ จึงไม่จำเป็นต้องผ่าตัดเพื่อนำออกจากร่างกายเมื่อการสลายของรังสีหมดสิ้นแล้ว จากการรักษาผู้ป่วยมะเร็งตับด้วยวิธีนี้พบว่า ประมาณร้อยละ 70 ตอบสนองต่อการรักษาดีขึ้น ทำให้อัตราการรอดชีวิตเพิ่มมากขึ้น

เมื่อฉีด SIR-sphere เข้าทางหลอดเลือดที่ไปเลี้ยงตับโดยตรง และไปฝังตัวที่ตับ รังสีบีตา จากการสลายของ Y-90 ก็จะถูกส่งไปที่ก้อนมะเร็งโดยตรง อวัยวะปกติส่วนอื่น ๆ ก็ไม่ถูก ทำลายโดยรังสี ซึ่งวิธีนี้ให้ ผลการรักษาค่อนข้างดี ไม่มีผลข้างเคียงที่รุนแรงเช่นเดียวกับ การใช้เคมีบำบัด แต่อาจมี อาการอ่อนเพลียได้ในช่วง 2-3 สัปดาห์ ซึ่งวิธีนี้สำนักงานอาหาร และยาของสหรัฐอเมริกา (USFDA) ได้ให้การรับรองแล้ว

ข้อดีของการรักษาด้วยเทคนิคนี้คือ ไม่ต้องมีการผ่าตัดใหญ่ ผลข้างเคียงน้อย ไม่จำเป็นต้อง นอนโรงพยาบาลหลายวัน จะนอนโรงพยาบาลในขั้นตอนการให้ยา (infusion) และพักฟื้น เพียงคืนเดียว ก็สามารถกลับไปใช้ชีวิตร่วมกับครอบครัวตามปกติได้ทันที

เอกสารอ้างอิง

• Radioembolization Fact Sheet., 2010. page 1-6. Radiological Society of North America, Inc.
• Yttrium-90 Therapy for the Treatment of Liver Cancer. http://northwestchesterhospital.net/
• Y-90 Embology Therapy Extends Life in Inoperable Liver Cancers. Radiology Today. 2010, vol. 11, No. 4, p. 26.

ดังสัจธรรมที่ว่าทุกสิ่งเมื่อขึ้นสู่สูงสุดย่อมกลับคืนสู่สามัญ เช่น เกี่ยวกับสถานภาพของโมลิบดีนัม-99 (Mo-99) ที่เป็นตัว กำเนิดของเทคนีเชียม-99เอ็ม (Tc–99m) ซึ่งใช้อยู่อย่างแพร่หลายในรูปของเภสัชภัณฑ์รังสีสำหรับงานทางด้าน เวชศาสตร์นิวเคลียร์เพื่อการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์เกือบทุกระบบ ข้อเท็จจริงมีอยู่ว่า กว่า 80% ของ 40 ล้าน ครั้งที่ใช้ในทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ในแต่ละปีเป็นการใช้ Tc-99m ซึ่ง มีต้นกำเนิดมาจาก Mo-99 ประมาณการ กันว่า 90% ของ Mo -99 ที่ใช้กันทั่วโลกมาจากแหล่งผลิตหลักคือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีอายุมากแล้ว 2 เครื่อง คือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ NRU ที่ Chalk River เมือง Ontario ของประเทศ แคนาดา ซึ่งใช้งานมาตั้งแต่ ค.ศ. 1957 และอีกเครื่องในเนเธอแลนด์ คือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ HFR Petten ซึ่งใช้งานมาตั้งแต่ ค.ศ. 1961 และกำลังผลิต ที่เหลือมาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อื่น ๆ อีก 3 เครื่อง คือ OSIRIS ของฝรั่งเศส BR-2 ของเบลเยียม และ SAFARI-1 ของแอฟริกาใต้ ซึ่งก็ติดตั้งมาตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ทั้งหมดนี้คือแหล่งผลิตหลักของความต้องการใช้ Mo -99 ทั่วโลก การพึ่งพาแหล่งผลิตหลักซึ่งมีข้อจำกัด โดยเฉพาะอายุของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้งานมานาน ทำให้เกิด ความไม่มั่นคงของลูกโซ่อุปทานที่ละเอียดอ่อนมากและสุ่มเสี่ยง ซึ่งได้แสดงให้เห็นแล้วเมื่อปลายปี 2007 เมื่อเกิด วิกฤตการณ์ทำให้เกิดการขาดแคลน Mo-99 ในอเมริกาเหนือ อันเนื่องมาจากการขยายเวลาปิดการเดินเครื่อง ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ NRU ของแคนาดา ในทำนองเดียวกันกับการปิดการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ HFR Petten ในเดือน สิงหาคม 2008 ก็ทำให้เกิดการขาดแคลน Mo-99 ทั้งในอเมริกาเหนือและยุโรป ซึ่งชัด เจนว่าเป็นสถานการณ์ที่ไม่อาจ ละเลยได้

ด้วยความตระหนักดังกล่าว TRIUMF [ Canada’s national laboratory for particle and nuclear Physics มีที่ตั้งอยู่ใน มหาวิทยาลัย British Columbia ที่นี่มีไซโคลทรอนแบบตัวนำยวดยิ่ง (superconducting cyclotron) ที่ใหญ่ที่สุดในโลก คือเป็นต้นกำเนิดโปรตอน “Luminous” ขนาด 500 MeV. ชื่อ TRIUMF เป็นชื่อดั้งเดิมย่อมาจาก TRI–University Meson Facility] รับหน้าที่เข้ามาดำเนินการในเรื่องนี้โดยร่วมกับบริษัทลูกชื่อว่า Adv anced Applied Physics Solutions และกับมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย (University of British Columbia). โดยเมื่อต้นปี 2008 TRIUMF ได้จัดตั้งคณะทำงานเฉพาะกิจภายใต้การสนับสนุนของกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติของแคนาดา (Canada ‘s Ministry of Natural Resources) เพื่อประเมินทางเลือกเพื่อเป็นหลักประกันที่จะผลิต Mo-99 ตามความต้องการอย่างต่อเนื่อง โดยไม่นานมานี้ทีมงานผู้เชี่ยวชาญประมาณ 24 คน ได้ศึกษาความเป็นไปได้ที่จะใช้เครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูง มาแทนที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพื่อผลิตไอโซโทปรังสีสำหรับใช้ในทางการแพทย์ให้ได้ปริมาณมาก ๆ

ปัจจุบัน Mo-99 ผลิตได้โดยอาศัยปฏิกิริยาของ U-235 กับนิวตรอนจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งทำให้เกิดผลผลิตจาก ฟิชชันทำให้เกิด Mo-99 ประมาณ 6% จากปฏิกิริยา ทั้งนี้มีแหล่งผลิต Mo-99 หลัก ๆ อยู่ 4 ราย ที่ใช้สารตั้งต้นจาก ยูเรเนียมสมรรถนะสูง (HEU = Highly Enriched uranium) แต่ด้วยข้อตกลงในปัจจุบันเกี่ยวกับการไม่แพร่ขยาย อาวุธนิวเคลียร์และความตระหนักทางด้านความปลอดภัย ทั่วโลกจึงหลีกเลี่ยงการใช้ HEU ซึ่งใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์ได้ และมีการควบคุมการใช้อย่างรัดกุมโดยมุ่งมาที่การใช้ยูเรเนียมสมรรถนะต่ำ (LEU: low-enriched uranium) ทดแทน HEU โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ OPAL ของออสเตรเลีย ซึ่งอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายที่จะประจำการ ได้ใช้ LEU เป็นสารตั้งต้นที่จะผลิตไอโซโทปทางด้านการแพทย์อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งระบบการผลิตและการขออนุญาตยังไม่ เสร็จสมบูรณ์

แต่มีวิธีการอื่นที่จะผลิต Mo-99 โดยไม่ต้องใช้ HEU ซึ่งจัดเกรดเป็นอาวุธนิวเคลียร์โดยใช้กระบวนการจับยึดนิวตรอน (neutron-capture) ตัวอย่างเช่น ใช้ลำนิวตรอนความเข้มสูงเข้าไปเพิ่มนิวตรอน 1 อนุภาคให้กับสารตั้งต้น Mo-98 ทำให้เกิด Mo-99 ในขณะที่กระบวนการ photo-neutron ใช้ลำ Photon เพื่อไปชนนิวตรอน 1 อนุภาค ออกมาจาก สารตั้งต้น Mo-100 ทำให้เกิดเป็น Mo-99 เช่นกัน วิธีการที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่คณะทำงานเฉพาะกิจของ TRIUMF ให้ความสนใจ คือ การแบ่งแยกนิวเคลียสด้วยโฟตอนหรือโฟโตฟิชชัน (photo-fission) โดยใช้ลำ photon ที่เกิดจาก เครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน (electron accelerator) ไปทำให้ U-238 เกิดการแบ่งแยกนิวเคลียส กระบวนการ U-238 Photo-fission จะทำให้เกิด Mo-99 ประมาณ 6 % เท่า ๆ กับกระบวนการที่ใช้นิวตรอนทำให้เกิดการแบ่งแยกนิวเคลียส ของ U-235 กล่าวกันว่าโอกาสที่จะเกิดการแบ่งแยกนิวเคลียสด้วยโฟตอน มีโอกาสเกิดน้อยกว่าด้วยนิวตรอน 3000 เท่าตัว ดังนั้น เพื่อที่จะให้มีอัตราการผลิตเท่ากัน ก็ต้องใช้โฟตอนที่มีฟลักซ์ขีดสูงสุด

ข้อได้เปรียบหลักที่เหนือกว่าของ photo-fission ก็คือสามารถใช้ได้กับสารตั้งต้นที่เป็นยูเรเนียมธรรมชาติหรือยูเรเนียม ด้อยสมรรถนะ (depleted uranium) ทำให้ขจัดปัญหาเกี่ยวกับด้านความมั่นคงในการขนส่ง การเก็บรักษา และการบำบัด HEU นอกจากนี้ยังไม่ต้องพึ่งพาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ด้วยวิธีการของเครื่องเร่งอนุภาคการขออนุญาตต่าง ๆ จะง่ายขึ้น สามารถที่จะเดินเครื่องหรือหยุดเครื่องได้ตามความต้องการ และจะมีค่าใช้จ่ายเมื่อเลิกดำเนินการ (decommission) ที่ต่ำกว่ามากเมื่อหมดอายุใช้งาน แต่ในด้านข้อด้อย สถานประกอบการที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาค มีความต้องการพลังงาน ไฟฟ้าสูงกว่าสถานประกอบการที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอย่างมาก

ต่อมาคณะทำงานเฉพาะกิจได้เขียนรายงานเรื่อง Making Medical Isotopes สรุปว่า จากการคำนวณเบื้องต้นและการ จำลองสถานการณ์ แสดงให้เห็นว่าด้วยกระบวนการ photo-fission ของยูเรเนียมธรรมชาติโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาค สามารถจะผลิต Mo-99 ได้ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ และยังยืนยันด้วยว่า เทคโนโลยีที่มีอยู่สามารถสร้างเครื่องเร่งอนุภาค อิเล็กตรอนที่มีลำพลังงานในระดับเหมาะสม (2-3 เมกะวัตต์) ได้ และคาดว่า Mo-99 ที่ผลิตได้จะมีกรรมวิธีทาง นิวเคลียร์เคมีที่ใช้แยกและทำให้บริสุทธิ์ขึ้น คล้ายคลึงกับวิธีการที่ใช้กับ Mo-99 ที่ผลิตจาก HEU รายงานยังเสนอแนะว่า ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนเครื่องเดียวที่มีระดับพลังงาน “พหุ-เมกะวัตต์”์ (multi-megawatt) สามารถที่จะ ตอบสนองตลาดของแคนาดา หรือตอบสนองตลาดความต้องการ Mo-99 ทั้งหมดของอเมริกาเหนือได้ถึง 5-7 % เพื่อความมั่นใจ ถ้าสร้างเครื่องขนาดระดับพลังงาน พหุ-เมกะวัตต ์สัก 6 เครื่องก็จะสนองความต้องการของตลาด อเมริกาเหนือได้ถึง 30-50 %

ค่าใช้จ่ายการติดตั้งต่าง ๆ ของสถานประกอบการเช่นว่านี้ เป็นหัวข้อหนึ่งที่ต้องพิจารณา ด้วยความไม่แน่นอนทางเรื่อง เงินทุน และค่าใช้จ่ายดำเนินการ (operating costs) สำหรับสถานประกอบการที่ติดตั้งเครื่องเร่งอนุภาคที่วางใจได้ รายงานยังได้ตั้งข้อสังเกตว่า มีความจำเป็นที่ต้องประเมินต่อไปอีก โดยใช้ประสบการณ์จากการทดลองต่าง ๆ ที่ใช้ พลังงานต่ำกว่า ผนวกกับการทดสอบความเป็นไปได้ คณะทำงานเฉพาะกิจกะประมาณการก่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคแบบ photo-fission ว่าจะใช้เวลาประมาณ 3 – 4 ปี ด้วยค่าใช้จ่ายระหว่าง 50 ถึง 120 ล้านเหรียญแคนาดา (40–100 ล้าน ดอลลาร์อเมริกัน) นอกจากนี้ยังต้องรวมถึงงบประมาณในการสร้างขึ้นทดแทนสิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ของวงจร การผลิตไอโซโทปทั้งหมด เช่น การเตรียมประกอบสารตั้งต้นเป้าหมาย การจัดเก็บกากกัมมันตรังสี และระบบตู้ผลิต (hot cell) สำหรับกระบวนการแยก Mo-99 ออกจากสารตั้งต้น และการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งจะมีมูลค่าอย่างน้อยอีก 50 ล้าน ดอลลาร์แคนาดา ในขณะเดียวกันค่าใช้จ่ายดำเนินการทั้งหมดจะตกหนักที่ค่าใช้จ่ายทางด้านพลังงานที่ต้องใช้

หากถามว่าจะฝากอนาคตการผลิต Mo-99 ไว้กับวิธีการ photo-fission อันเป็นเทคนิคใหม่นี้ได้หรือไม่นั้น คณะทำงานเฉพาะกิจไม่ได้กล่าวอย่างเด่นชัด ที่จะเลือกระหว่างการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิต Mo-99 กับเทคนิค ของ Photo-fission แต่ได้สรุปว่าวิธี photo-fission จากเครื่องเร่งอนุภาค “มีคุณลักษณะที่ดึงดูดใจมากพอประกันว่า องค์การภาครัฐและเอกชนจะให้ความสนใจ” ขั้นต่อไปก็คือ การจัดตั้งคณะกรรมการกำหนดแนวทาง (Steering Group) จากหุ้นส่วนองค์การภาครัฐและเอกชนที่จะพัฒนาเทคโนโลยี ควบคุมดูแลการสาธิตการพิสูจน์หลักการ (proof-of-principle) แล้วนำมาประเมินความอยู่รอดเชิงพาณิชย์ (commercial viability) สำหรับการท้าทายที่สำคัญทาง วิทยาศาสตร์ วิศวกรรม ตลอดจนการดำเนินการ นั้น คณะทำงานเฉพาะกิจแนะนำโครงการวิจัยและพัฒนาที่มุ่งเน้น ในภารกิจต่อไปนี้

• การจัดทำรายงานเชิงแนวคิด ( conceptual report ) สั้น ๆ (ใช้เวลาประมาณ 6 เดือนเศษ) อธิบายการออกแบบเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนพลังงานสูงเชิงเส้นที่ใช้ photo-fission สำหรับผลิต Mo-99 ที่เหมาะที่สุด
• การคำนวณงบลงทุนและงบดำเนินการตามรายงานเชิงแนวคิด รวมถึงการพิจารณาคัดเลือกสถานที่ตั้งโครงการ
• การทวนสอบการผลิต Mo-99 โดยวิธีการ photo-fission ว่าเท่าเทียมกับผลิตภัณฑ์ Mo-99 ที่ผลิตอยู่ในปัจจุบัน ทั้งนี้โดยอาศัยการทดลองในห้องปฏิบัติการ
• การออกแบบอุปกรณ์สารตั้งต้น ที่สามารถรองรับกับลำอิเล็กตรอนพลังงาน 2-3 เมกะวัตต์ได้

หลังจากการดำเนินการภารกิจเหล่านี้เสร็จสิ้นแล้ว คาดว่าคณะกรรมการกำหนดแนวทางน่าจะสามารถนำเสนอ ข้อเสนอแนะเทคโนโลยี photo-fission ได้ภายใน 3-4 ปี

ในขณะนี้ TRIUMF เองก็กำลังวางแผนที่จะสร้างเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนเครื่องใหม่สำหรับงานวิจัยทั่วไป ซึ่งมีระดับ พลังงานต่ำกว่าเครื่องเร่งอนุภาคเชิงแนวคิดสำหรับผลิต Mo-99 ปริมาณมาก ๆ (เบื้องต้นในปี 2013 จะมีระดับพลังงาน 100 กิโลวัตต์ และสามารถยกระดับเป็น 0.5 เมกะวัตต์ได้) โดยเครื่องนี้จะใช้เทคโนโลยีพื้นฐานเดียวกัน ทำให้สามารถ ทดสอบความสมเหตุสมผลเชิงห้องปฏิบัติการได้ กับระดับความหนาแน่นของพลังงานที่เทียบเท่ากับเครื่องผลิต Mo-99 ระดับพลังงานเต็มที่ TRIUMF คาดการณ์ว่าเครื่องเร่งอนุภาคนี้จะพร้อมสำหรับการทดสอบการผลิต Mo-99 ที่ระดับ พลังงานต่ำ ๆ ภายใน 2-3 ปี ซึ่งจะทำให้มีตัวอย่าง Mo-99 ที่ผลิตได้ไว้สำหรับตรวจสอบความสมเหตุสมผลต่าง ๆ ได้แก่ ลำพลังงานที่ต้องการ ไอโซโทปที่ผลิตได้ สมรรถนะของสารตั้งต้น การคืนสภาพทางเคมี และการทำให้บริสุทธิ์ตลอดจน ความบริสุทธิ์ของ Mo-99 ที่ผลิตได้

อย่างไรก็ตาม TRIUMF คงไม่สร้างเครื่องเร่งอนุภาคเพื่อการผลิต Mo-99 เป็นของตัวเอง “เนื่องจากโดยหลัก TRIUMF เป็นห้องปฏิบัติการสำหรับการวิจัยพื้นฐาน แต่ก็พร้อมเป็นหุ้นส่วนกับวิสาหกิจใด ๆ ที่สร้างเครื่องเร่งอนุภาคเพื่อผลิต Mo-99 และไม่คิดว่า TRIUMF จะดำเนินการเพียงลำพัง” โดยมีข้อแนะนำคือ การดำเนินการทางห้องปฏิบัติการต่าง ๆ ให้ Canadian radioisotope เป็นผู้รับผิดชอบแล้วส่งต่อให้หน่วยงาน MDS Nordion ในขณะที่ Nordion ยังเป็นเจ้าของและ ดำเนินการเครื่องเร่งอนุภาคไซโคลทรอน (cyclotrons) เล็ก ๆ 3 เครื่องเพื่อผลิตไอโซโทป “เบา” ที่มีครึ่งชีวิตสั้น ๆ ขณะที่ TRIUMF เป็นหน่วยงานควบคุมดูแลด้านความปลอดภัย การให้ใบอนุญาตและด้านการกำกับ ตลอดจนเป็น หน่วยงานกระจายพนักงานเพื่อช่วยเหลือการดำเนินงานของเครื่องไซโคลทรอน

โดยแนวคิดนี้คือรูปแบบที่จะพิสูจน์ถึงอนาคตความเป็นไปได้ของการผลิต Mo-99 โดยวิธี photo-fission ก็คงจะต้อง รอดูกันต่อไปว่าจากสามัญจะขึ้นไปสู่จุดสูงสุดของ Mo-99 เพื่อบรรเทาการขาดแคลน Mo-99 ได้อย่างไร

ถอดความและเรียบเรียงจาก MedicalPhysicsWeb

http://medicalphysicsweb.org/cws/article/opinion/36974

จากไอโซโทปมาเป็นยา (สารเภสัชรังสี หรือ radiopharmaceuticals) ได้อย่างไร ผู้คนส่วนใหญ่มักจะไม่ค่อยรู้จักยาประเภทนี้มากนัก แต่คนที่คุ้นเคยมากที่สุดก็คงจะเป็นผู้ป่วยที่มาพบแพทย์เพื่อตรวจ-รักษากลุ่มโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบต่อมไทรอยด์ที่หมอมักจะให้ดื่มน้ำแร่ เพื่อตรวจหรือรักษาอาการผิดปกติบางอย่างของระบบต่อมไทรอยด์ เช่น ตรวจ thyroid uptake หรือรักษาโรคต่อมไทรอยด์เป็นพิษ และน้ำแร่ที่หมอให้ดื่มนี้แหละ ตัวตนที่แท้จริงของเขาคือไอโซโทปรังสีไอโอดีน-131 (I-131) ในรูปของเกลือsodium iodide (I-131) ในสารละลายของด่างเจือจาง เช่น sodium carbonate/sodium bicarbonate buffer มีความเป็นกรด-เบสประมาณ pH 8 ซึ่งเป็นสูตรยา (ยากิน) อย่างง่ายที่สุด จากตัวอย่างยาที่ดูเหมือนง่าย ๆ นี้ แต่กว่าจะมาเป็นยาตัวนี้และยา radiopharmaceuticals ตัวอื่น ๆ ได้ กลับไม่ได้เกิดขึ้นง่าย ๆ อย่างที่คิด นอกจากจะต้องมีกระบวนการผลิตที่ต้องมีทั้งส่วนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ของสารตั้งต้นให้ได้ ไอโซโทปรังสีชนิดที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ หรือเครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูงอย่างเครื่องไซโคลทรอน (cyclotron) ต้องมีอาคารสถานที่ผลิตที่ออกแบบเป็นพิเศษ พร้อมอุปกรณ์และเครื่องมือในกระบวนการผลิตครบสมบูรณ์ และที่สำคัญที่สุดก็คือความรอบรู้ทางวิชาการและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง รวมถึงประสบการณ์และความเชี่ยวชาญของบุคคลากร และเนื่องจากกิจกรรมประเภทนี้จะต้องเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยทางด้านรังสีทั้งในส่วนของผู้ปฏิบัติงานเอง สังคมภายนอกและสภาวะแวดล้อมโดยรวม ซึ่งแต่ละประเทศก็จะต้องมีกฎหมายใช้บังคับเพื่อกำกับดูแลในลักษณะคล้ายคลึงกัน ยังไม่รวมกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตยาที่ยังคงใช้บังคับกับยาทุกประเภท นี่คือสิ่งที่แตกต่างจากกิจการประเภทอื่น ๆ ทำให้กระบวนการผลิตยาประเภทนี้ต้องมีต้นทุนแฝงภายในสูงมากทีเดียว ผู้ที่จะมาทำไอโซโทปรังสีและยาพวกนี้ได้ หากไม่ใช่หน่วยงานของรัฐหรือได้รับการสนับสนุนอย่างแข็งขันจากรัฐก็ยากที่ดำเนินการได้เอง เอกชนรายใดที่คิดจะหากำไรจากการผลิตไอโซโทปรังสีและทำยาradiopharmaceuticals ขายเองก็คงจะเหนื่อยตั้งแต่เริ่มคิดแล้วละ แต่อย่างไรก็ตามในที่นี้เราจะดูเฉพาะประเด็นทางด้านวิชาการและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในภาพรวม ๆ โดยสังเขปเท่านั้น การผลิต primary isotopes ก่อนที่จะได้ radiopharmaceuticals ของไอโซโทปรังสีแต่ละชนิดมาใช้ได้เราจะต้องผลิตไอโซโทปเริ่มแรกหรือ primary isotope ตัวนั้น ๆ ให้ได้คุณภาพตามที่ต้องการเสียก่อน จาก primary isotope 1 ชนิด เราอาจจะนำมาทำยา radiopharmaceuticals ได้นับสิบชนิดหรือมากกว่านั้นก็ได้ ลองมาดูเทคโนโลยีการผลิต primary isotope ที่ใช้กันมากในงานเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (nuclear medicine) สัก 2 ชนิดก่อน Iodine-131 (I-131) I-131 เป็นไอโซโทปรังสีรุ่นแรก ๆ ของโลก nuclear medicine เลยก็ว่าได้ I-131 เป็นที่รู้จักและถูกนำมาใช้ด้านการแพทย์ตั้งแต่ช่วงประมาณ ค.ศ. 1950 หลังจากนั้นก็ได้รับความสนใจและถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อย ๆ ในหลากหลายรูปแบบ ดังที่เห็นในปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงจากเดิม ๆ มากนัก ยังคงใช้ nuclear reactor เป็นหลักที่เป็นแหล่งกำเนิด อนุภาค neutron ที่จะก่อให้เกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ในสารตั้งต้น Tellurium dioxide (130TeO2 target) ดังแสดงในรูปที่ 1 และ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ 1 I-131 ที่ได้ก็ใช่ว่าจะนำออกมาใช้ได้เลย จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แสดงให้เห็นว่าได้ I-131 ก็จริง แต่จะนำมาใช้ได้ก็ต่อเมื่อเรานำ irradiated target TeO2 ที่มี I-131 ปนอยู่ด้วย มาแยกโดยกระบวนการผลิตในห้องปฏิบัติการภายในตู้ผลิตที่มีวัสดุกำบังรังสีสูง (Hot Cell) ได้อย่างดี เพื่อที่จะแยก I-131 ให้ได้ความบริสุทธิ์และคุณภาพได้ตามที่กำหนด โดยในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีที่ใช้แยก I-131 บริสุทธิ์ จาก irradiated target TeO2 ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเทคนิคการกลั่นแห้ง (dry distillation) ที่อุณหภูมิสูงประมาณ 800 ?C แล้วผ่านแก๊สไอโอดีน
(iodine gas) ที่ได้ลงไปในเบสอ่อน เช่น NaOH หรือ Na2CO3/NaHCO3 buffer ซึ่งI-131 จะถูกดักจับไว้อยู่ในรูปของเกลือ NaI ตามที่ต้องการ (รูปที่ 2-3)

I-131 ที่ได้จะต้องผ่านการทดสอบคุณภาพทั้งทางด้าน chemical purity, radiochemical purity, radionucledic purity และด้านอื่นอีก เพื่อให้มั่นใจว่าได้คุณภาพตามมาตรฐานก่อนส่งให้ไปใช้งานต่อได้ I-131 ในขั้นตอนนี้เองที่เรียกว่า primary isotope ที่จะนำมาใช้ทันทีก็ได้ในรูปของสารละลาย (I-131 solution) และแคปซูล (I-131 capsule) สำหรับตรวจ-รักษาโรคที่เกี่ยวกับระบบต่อมไทรอยด์ แทบจะเรียกได้ว่า เพียงแต่ตวงแบ่งใส่ขวดหรือหยอดใส่ capsule ก็ส่งขายได้แล้ว หรือจะนำมาแปรรูปเป็น I-131 radiopharmaceuticals ชนิดต่าง ๆ โดยจะต้องนำมาผ่านขั้นตอนการเตรียมยาแต่ละชนิดไม่ว่าจะเป็น I-131 Hippuran, I-131 MIBG, I-131-Rituximab และอื่น ๆ อีกมากมาย ราคายาก็จะแพงขึ้นมาอีกตามลำดับ Technetium-99m (Tc-99m) Technetium-99m เป็นไอโซโทปรังสีที่ถูกนำมาใช้ทาง nuclear medicine มากที่สุดในบรรดา medical isotope ทั้งหมด และเกือบทั้งหมดเป็นการใช้เพื่อการตรวจวินิจฉัย แต่จะใช้ความแรงรังสีต่อราย (case) ครั้งละไม่มาก ประมาณ 5-20 mCi เท่านั้น การผลิต Tc-99m มีเทคโนโลยีที่ใช้กันอยู่ 2 แบบ คือ แบบดั้งเดิม เรียกว่าการสกัดด้วยของเหลว (solvent extraction) และแบบ Tc-generator แบบ solvent extraction process ขอตั้งชื่อว่าเป็นแบบดั้งเดิม หรือจะเรียกว่าแบบโบราณก็คงไม่ผิด เพราะว่าปัจจุบันนี้ไม่ค่อยมีใครผลิตด้วยเทคนิคแบบนี้กันแล้ว แบบดั้งเดิมนี้ Tc-99m จะผลิตด้วยวิธีการนำสารตั้งต้น molybdenum trioxide (98Mo O3) มาทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ด้วยการ irradiate ด้วย neutron ใน
nuclear reactor เพื่อให้เปลี่ยนเป็น Mo-99 ซึ่งจะสลายกัมมันตรังสีต่อมาให้ Tc-99m ตามลำดับ (ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ 2) หลังจากนั้นจึงนำ irradiated target ที่มี Mo-99 ปนอยู่กับ molybdenum (98) trioxide มาแยกโดยกระบวนการทางเคมีด้วยเทคนิด solvent extraction (รูปที่ 4) โดยใช้ ตัวทำละลาย methyl ethyl ketone (MEK) เป็นตัวแยก Tc-99m ออกมา บางครั้งเราจึงมักจะเรียกเทคนิคการผลิตแบบนี้ว่า MEK extraction process และต้องทำภายใน Hot Cell เช่นกัน ได้ Tc-99m ในรูปของ sodium pertechnetate (NaTcO4) ที่พร้อมใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ ได้

แบบ Tc-generator ด้วยเหตุที่ Tc-99m มีครึ่งชีวิตสั้นเพียง 6 ชั่วโมงและเทคนิคการผลิตแบบเดิมไม่เหมาะกับการใช้งานในหน่วยงาน nuclear medicine ที่ต้องการความสะดวก และทันกำหนดเวลาในขั้นตอนการแพทย์ที่ผู้ป่วยเพิ่มมากขึ้นตลอดเวลา ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิต Tc-generator ออกมาสนองความต้องการได้อย่างเหมาะสมในราคาที่ไม่ต่างจากTc-99m ที่ผลิตจากแบบเดิม ๆ หรือบางครั้งราคาเฉลี่ยต่อหน่วยอาจจะถูกกว่าด้วยซ้ำ Tc-generator มีกระบวนการผลิต 2 ขั้นตอนใหญ่ ๆ ขั้นที่ 1 ผลิต Mo-99 ชนิดกัมมันตภาพจำเพาะ (high specific activity) ที่จำเป็นต้องเป็นชนิด high specific activity ก็ด้วยเหตุที่ต้องการให้ได้กัมมันตภาพ (activity) สูงมาก ๆ แต่มีมวลของเนื้อสารน้อย ๆ เพื่อให้สามารถทำเป็น Tc-generator ขนาดเล็ก ๆ ได้ ถ้าอยากทราบว่าน้อยขนาดไหนก็ขอให้ดูปริมาณการใช้ Mo-99 ของทุกประเทศทั่วโลกที่อยู่ที่ประมาณ 12,000 Ci/สัปดาห์ (ณ เวลาที่ส่งถึงผู้ใช้) หากย้อนกลับไป ณ วันแรกที่ผลิตเสร็จ ซึ่งจะย้อนกลับไปประมาณ 6 วัน ปริมาณ Mo-99 จะอยู่ที่ 54,400 Ci (ข้อมูล NNSA/ANSTO 2007) คิดเป็นน้ำหนักเท่ากับ 0.11 g (หรือ 110 milligram) ก็ลองคิดดูว่า Tc-generator ขนาด 1 Ci จะมีมวลของ Mo-99 น้อยเพียงใด Tc-generator ขั้นตอนเริ่มแรกทีเดียวก็ต้องใช้ nuclear reactor เหมือนกัน แต่สารตั้งต้นหรือ target สำหรับนำไป irradiate จะไม่ใช่ molybdenum trioxide เหมือนแบบแรกแต่จะเป็น uranium-235 (U-235 ตัวเดียวกับที่นำมาทำแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์) ทั้งชนิด HEU หรือ LEUในรูปแบบต่าง ๆ กันเช่น Uranium aluminide/aluminum-alloy dispersion หรือ Uranium aluminum alloy in aluminum-cladding หรือ U-metal foil และแบบ compacted UO2 powder เป็นต้น หลังจากนำไป irradiate ใน nuclear reactor (ประมาณ 7 วัน) ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ให้ผลผลิตการแบ่งแยกนิวเคลียส (fission products) หลาย ๆ ตัวดังแสดงในสมการที่ 3 และรูปที่ 5

รูปที่ 5 แสดง Fission yield ของ fission products ที่มีมวลขนาดต่างๆกัน (Data from Joint Evaluated Fission and Fusion File, Incident-neutron data, http://www-nds.iaea.org/exfor/endf00.htm, October 2, 2006;)

ขั้นที่ 2 ผลิต Tc-generator ขั้นที่ 2 นี้อาจจะผลิตในที่เดียวกัน หรืออยู่คนละที่ หรือคนละประเทศกับสถานที่ผลิตขั้นที่ 1 ก็ได้ เนื่องจาก Mo-99 จากขั้นที่ 1 สามารถบรรจุในภาชนะสำหรับขนส่งโดยเฉพาะ (กันรังสีสูงได้ดี) ส่งไปผลิตต่อที่ไหนก็ได้แต่จะต้องมีระบบขนส่งที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็ว เพราะว่า Mo-99 มีครึ่งชีวิต 66 ชั่วโมง (T1/2 = 66 h) การผลิต Tc-generator ในปัจจุบันจะใช้เทคโนโลยี chromatographic alumina column เกือบทั้งหมด เนื่องด้วย Tc-9m จะต้องถูกนำมาใช้เป็น radiopharmaceuticals ทำให้กระบวนการผลิต Tc-generator จะต้องดำเนินการให้เป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือมาตรฐาน GMP ในส่วนที่เป็นเทคโนโลยีการผลิตก็ไม่ค่อยจะซับซ้อนมากนัก (รูปที่ 8) เริ่มจากการเตรียม alumina column ตามขนาดและชนิด alumina ที่กำหนด ปรับสภาพทางเคมีของ alumina ให้พร้อมที่จะนำมาใช้งาน บรรจุ column พร้อมติดตั้งอุปกรณ์ประกอบ ผ่านกระบวนการปลอดเชื้อ แล้วส่งเข้าตู้ผลิต ส่วน Mo-99 ที่เตรียมไว้จะนำมาปรับสภาพทางเคมีเช่นกัน ผ่านขั้นตอนการปลอดเชื้อและตวงแบ่งตามขนาด activity ที่ต้องการพร้อมที่จะปล่อยเข้าสู่ alumina column ขณะที่ผ่านสารละลาย NaMoO3 เข้าไปใน column ตัว alumina ใน column จะเป็นตัวจับ Mo-99 เอาไว้เกือบทั้งหมด Mo-99 บางส่วนที่เหลือสามารถล้างออกไปได้ด้วยน้ำเกลือ 0.9% NaCl ประมาณ 100 ml.ก็จะล้างได้หมด จากนั้นบรรจุลงในกระปุกตะกั่วและกล่องบรรจุพร้อมที่จะส่งไปใช้งาน (รูปที่ 9) ตัว Mo-99 จะสลายด้วย T1/2 66 h ให้ Tc-99m ในรูปของ NaTcO4 สามารถใช้งานได้ไม่ต่ำกว่า 7 วัน NaTcO4 สามารถถูกชะออกมาจาก generator column ได้ง่าย ๆ ด้วยน้ำเกลือ 0.9%NaCl ด้วยวิธีการใช้ pump หรือใช้ vacuum vial ดูดออกมา ตามที่เราคุ้นเคยกันดีอยู่แล้ว Tc-generator ที่ผลิตเสร็จแล้วจะต้องผ่านการตรวจสอบคุณภาพด้านต่าง ๆ ตามที่กำหนดเสียก่อนจึงจะสามารถส่งไปให้หน่วยงาน nuclear medicineใช้งานได้ ซึ่งสามารถใช้ได้ทั้งในรูปแบบเดิมคือ NaTcO4 หรือนำมาเตรียมเป็น Tc-radiopharmaceutical ชนิดต่าง ๆ เช่น 99mTc-MDP, 99mTc-DTPA, 99mTc-DMSA, 99m Tc-MAA, 99mTc-Phytate, 99mTc-DISIDA หรือชนิดที่มีราคาแพงๆอย่าง 99mTc-MIBI, 99mTc-EC และ 99mTc-ECD สุดท้ายเราก็จะได้ไอโซโทป (isotope) มาเตรียมเป็นยา radiopharmaceuticals ชนิดต่าง ๆ ที่มีคุณภาพได้มาตรฐานมาใช้งานใน nuclear medicine สำหรับตรวจวินิจฉัย หรือใช้เพื่อการบำบัดรักษาโรคต่าง ๆ ได้มากมาย ประเทศไทยมีการใช้ isotope ทั้ง 2 ชนิดนี้ในรูป radiopharmaceuticals มากที่สุด คิดเป็นปริมาณการใช้น่าจะเกิน 90 % ของบรรดา medical isotope ทั้งหมดที่มีใช้ในประเทศ Reference 1.Medical Isotope Production without Highly Enriched Uranium; The National Academies Press, http:www.nap.edu/ 2.J.A. Osso Jr. et.al., Country report of 1ST RCM meeting IAEA- CRP on Development of Radiopharmaceuticals Based on 188Re and 90Y for Radionuclide Therapy,30 June-4July 2008. Wasaw, Poland 3.Irving Kaplan; Nuclear Physics,Second Edition, Addision-Wesley Publishing,INC.London.1964

ไอโซโทปรังสี (radioisotope/radioactive isotope) เป็นชื่อเรียกธาตุต่าง ๆ ที่มีรังสีทั้งที่มีอยู่ในธรรมชาติ และที่ี่เกิดขึ้นจาก กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คำว่า radioisotope/radioactive isotope บางครั้งจะถูกเรียกสั้น ๆ ว่า isotope ก็มี ธาตุบางชนิด อาจจะมีไอโซโทปรังสีย่อย ๆ หลายไอโซโทป เช่น ไอโซโทปรังสี I-123, I-125 หรือ I-131 ของธาตุ ไอโอดีน (iodine) ส่วนไอโอดีนที่เรารู้จักกันในรูปของเกลือไอโอดีน (เช่น Potassium iodide, KI) ซึ่งไม่มีรังสีนั้น คือไอโซโทป I-127 ตัวเลขที่ เราเขียนกำกับอักษรย่อของธาตุเป็นจำนวนเลขมวล (mass number) ของ ไอโซโทปรังสีนั้น ซึ่งจะเห็นว่า mass หรือมวล ของมันแต่ละไอโซโทปแตกต่างกันเล็กน้อยเท่านั้น แต่สิ่งที่น่าทึ่งก็คือ สมบัติทาง ฟิสิกส์นิวเคลียร ์หรือพูดง่าย ๆ คือลักษณะ การแผ่รังสีของแต่ละไอโซโทปนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ขอยกตัวอย่างสมบัตทางฟิสิกส์นิวเคลียร์ของไอโซโทปรังสีของ ไอโอดีน 3 ไอโซโทปแรกที่กล่าวมาดังแสดงใน
จากสมบัติเฉพาะตัวของไอโซโทปรังสีดังที่เห็นในตัวอย่างและของธาตุชนิดอื่น ๆ อีกหลายไอโซโทป ทำให้วงการแพทย์ ให้ความสนใจนำมาประยุกต์ในทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนำมาใช้ในการตรวจวิเคราะห ทางการแพทย์ การตรวจ วินิจฉัยโรค และใช้เพื่อการบำบัดรักษาโรคหลายชนิด ซึ่งเราเรียกกิจกรรมทางการแพทย์สาขานี้ ว่า Nuclear Medicine หรือ ชื่อเรียกในภาษาไทยว่า สาขาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ Nuclear Medicine ต้องใช้ไอโซโทปรังสีอย่างแน่นอน แต่ลักษณะการนำไอโซโทปรังสีแต่ละชนิดมาใช้งาน จะแตกต่าง กันออกไปขึ้นอยู่กับชนิดของไอโซโทปรังสีแต่ละชนิด และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน เราอาจแบ่งไอโซโทปรังสีตาม ลักษณะการใช้งานทางด้านการแพทย์ (medical isotopes) ออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ

กลุ่มที่1 จะเป็นกลุ่มที่ถูกนำ มาใช้เป็น radiation source สำหรับ teletherapy และ brachytherapy สำหรับการบำบัดรักษาเนื้องอกและมะเร็ง หลายประเภท ไอโซโทปรังสีพวกนี้มักจะให้รังสีแกมมาพลังงานสูงและมีครึ่งชีวิตยาว เช่น Co-60 Cs-137

ส่วนกลุ่มที่ 2 จะนำมาใช้ในรูป ของสารเภสัชรังสี (radiopharmaceutical) ชนิดต่าง ๆ ตารางที่ 2 แสดงรายละเอียดคุณลักษณะเฉพาะตัวที่สำคัญของ ไอโซโทปรังสีกลุ่มที่ 1 ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน จะเห็นว่ากลุ่มแรกเกือบทั้งหมดจะใช้งานในลักษณะการแผ่รังสีขนาดที่เหมาะสม เข้าไปทำลายหรือยับยั้งการเจริญเติบโต ของเนื้องอกหรือมะเร็งเป็นส่วนใหญ่ และมักจะเป็นการฉายรังสีจากภายนอกร่างกาย และถึงแม้จะมีบางชนิดที่นำไปสอด หรือฝัง (ในรูป seed/wire) ไว้ในอวัยวะบางตำแหน่งในร่างกาย แต่ตัวไอโซโทปรังสีจะไม่เกี่ยวข้องกับระบบ metabolism ระบบการหมุนเวียนเลือดหรือระบบอื่นใดภายในร่างกายแต่อย่างใด แตกต่างจากไอโซโทปรังสีกลุ่มที่ 2 ที่จะถูกเปลี่ยนสภาพ ให้อยู่ในรูปของ radiopharmaceutical เพื่อบริหารยาเข้าสู่ร่างกายผู้ป่วยเข้าสู่ระบบ metabolism หรือระบบการหมุนเวียน เลือด หรือโดยกลไกหรือเทคนิคการบริหารยาอื่น ๆ เข้าสู่ร่างกายก่อนที่จะเดินทางไปสู่อวัยวะ เป้าหมาย ไอโซโทปรังสี กลุ่มหลังนี้บางชนิดมีสภาพทางเคมี (chemical form) ง่าย ๆ เช่น sodium iodide (NaI-131) 131I-Hippuran 89SrCl 2 แต่มีหลายชนิดที่อยู่ในรูปของสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน เช่น Tc-99m medronate (99mTc-MDP) Tc-99m sestamibi (99mTc-MIBI) 99mTc-Hynic-TOC การใช้ไอโซโทปรังสีในรูปของ radiopharmaceutical ในงาน Nuclear Medicine ในปัจจุบันนั้นจะนำมาใช้เพื่อการตรวจวินิจฉัย (diagnosis) เป็นส่วนใหญ่ ที่เหลือก็เป็นการใช้เพื่อการ
บำบัดรักษา (radionuclide therapy) และการตรวจวิเคราะห์ทางการแพทย์ (laboratory tests) เฉพาะในส่วนของการตรวจวินิจฉัยทาง ด้าน Nuclear Medicine นั้น ไอโซโทปรังสีที่ใช้มากที่สุดคือ ประมาณ 80% ของการตรวจวินิจฉัยจะใช้ไอโซโทปรังสี Technetium-99m (Tc-99m) ในหลายรูปแบบ ที่เหลือ นอกจากนั้นก็จะใช้ไอโซโทปรังสีอื่น ๆ เช่น I-123 In-111 Tl-201 F-18 บางชนิดสามารถใช้ได้ทั้งเพื่อการตรวจวินิจฉัย และใช้บำบัดรักษาได้ด้วยเช่น I-131 ในตารางที่ 3 จะแสดง ไอโซโทปรังสีที่สำคัญ ๆ ที่นำมาใช้ในรูปของ radiopharmaceutical ชนิดต่าง ๆ และรูปแบบทางเคมีที่นำมาใช้งานนั้น จะแตกต่างกันออกไป โดยจะนำมาเป็นตัวอย่าง เฉพาะไอโซโทปรังสีที่มีใช้กันอยู่ในหน่วยงาน Nuclear Medicine ทั่ว ๆ ไปทั้งในประเทศไทยและในต่างประเทศ โดยแต่ละไอโซโทปจะแสดงรายละเอียดการใช้งานที่สำคัญ ๆ เท่านั้น
จากตัวอย่างการนำไอโซโทปรังสีใช้งานทางด้าน Nuclear Medicine จะเห็นว่าไอโซโทปรังสีเหล่านี้ได้ถูกนำมาประยุกต์ ใช้งานได้หลากหลายมาก เท่าที่เคยมีการรวบรวมไว้พบว่า ในจำนวนไอโซโทปรังสี กว่า 3,000 ชนิดที่มีอยู่นั้น จะมี ไอโซโทปรังสีที่ถูกนำมาใช้ในงาน Nuclear Medicine จำนวนประมาณ 140 ชนิด และในจำนวนนี้มีเพียงประมาณ 10 ชนิดเท่านั้น ที่ถูกนำมาใช้ในรูปของ radiopharmaceuticals หากมาดูภาพรวมของการใช้ไอโซโทปรังสี ในงาน Nuclear Medicine ในประเทศไทยพบว่าไอโซโทปรังสีที่ใช้มากที่สุดคือ Tc-99m และ I-131 ตามลำดับ ส่วนไอโซโทโทปอื่น ๆ นั้นเช่น F-18 I-125 In-111 Tl-201 Sr-89 Y-90 Sm-153 หรือ Re-188 มีการใช้บ้างเป็นส่วนน้อย และเกิน 50% ของ ความต้องการใช้ไอโซโทปรังสีในงาน Nuclear Medicine ในประเทศเป็นการนำเข้าจากต่างประเทศ จะมีเพียงบางชนิด ที่ผลิตได้เองภายในประเทศ (ต้องนำเข้าเครื่องจักร วัตถุดิบ และเทคโนโลยีจากต่างประเทศอยู่ดี) เช่น I-131 Sm-153 หรือ F-18 จากข้อมูลสรุปของการใช้ไอโซโทปรังสีในงาน Nuclear Medicine ก็คงจะพอมองเห็นภาพรวมของการใช้ไอโซโทปรังสี ประเภทนี้ในวงการแพทย์บ้านเราและในต่างประเทศกันพอสมควร โดยเฉพาะสำหรับประเทศไทยแล้วถือว่างานทาง ด้านนี้มีความสำคัญในระดับต้น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ของประเทศ Reference 1. IAEA Technical Report Series no.458, iaea, vianna, 2007 2. Handbook of Radioactivity Analysis, ACADEMIC PRESS USA , copyright 1998 3. Carey L.Larsson; Avialability and Use of Medical Isotopes in Canada, Technical Memorandum DRDC – Ottawa,2004

สารเภสัชรังสี (radiopharmaceuticals) เป็นกลุ่มยาพิเศษกลุ่มหนึ่ง ที่นำมาใช้ทางการแพทย์ด้านเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (nuclear Medicine) ทั้งด้านการตรวจวินิจฉัย และด้านการบำบัดรักษาตามแต่ละชนิดของยาแต่ละตัว ยากลุ่มนี้จะมีความพิเศษอยู่ที่มีสารรังสีหรือเรียกตามภาษาวิชาการว่า ไอโซโทปรังสีติดอยู่กับตัวยาด้วย หากใช้เป็นยาเภสัชรังสีสำหรับตรวจวินิจฉัย ก็มักจะใช้ไอโซโทปรังสีที่ให้รังสีแกมมา เช่น technetium-99m หรือ iodine-123 หากเป็นยาเภสัชรังสีสำหรับบำบัดรักษา ก็มักจะใช้ไอโซโทปรังสีที่ให้รังสีที่เป็นอนุภาคที่มีประจุ เช่น iodine-131 rhenium-188 หรือ yttrium-90 และมีหลายตัวที่มีสมบัติทั้ง 2 อย่างคือ ให้รังสีแกมมาด้วย ขณะเดียวกันก็ให้รังสีที่เป็นอนุภาคที่มีประจุด้วย อย่างกรณีของ iodine-131 และ rhenium-188 เมื่อนำมาใช้งานที่เกิดประโยชน์ 2 ต่อในคราวเดียวกัน
สารเภสัชรังสีถูกนำมาใช้ในทางด้านการแพทย์อย่างแพร่หลาย ในหน่วยงานเวชศาสตร์นิวเคลียร์ต่าง ๆ ทั่วโลก รวมถึงในประเทศไทยด้วย ที่มีศูนย์บริการทางการแพทย์เวชศาสตร์นิวเคลียร์แล้วถึง 25 ศูนย์ ยาเภสัชรังสีทุกตัวที่ใช้อยู่ในขณะนี้ ได้ผ่านการคิดค้นวิจัยพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง บางตัวใช้เวลาเป็นสิบ ๆ ปี กว่าจะเป็นที่ยอมรับ และได้รับการรับรองให้ใช้ได้อย่างเป็นทางการ

สิ่งเหล่านี้หมายถึงค่าใช้จ่ายหรือต้นทุนของยาแต่ละตัว ที่กว่าจะวิจัยพัฒนามาได้สำเร็จ นำมาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยอาจจะต้องลงทุนนับพันล้านบาท ข้อมูลเหล่านี้ผู้ป่วยหรือผู้รับบริการหรือแม้แต่ผู้ที่เกี่ยวข้องกับวงการเวชศาสตร์นิวเคลียร์โดยตรงก็มักจะไม่ทราบ เพียงแต่หลายคนอาจจะสงสัยว่าทำไมยาเภสัชรังสีบางตัวจึงมีราคาแพงมาก
ถ้าหากจะดูตัวเลขต้นทุนของยาเภสัชรังสี เราจะเห็นตัวเลขชัดเจนจากผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมการผลิตยา เช่น Shering หรือ Amershan ซึ่งจากการเปิดเผยของ Adrian D. Nunn สถาบันวิจัย Bracco Research USA ในวารสาร The Journal of Nuclear Medicine (Feb. 2007) พบว่า ในปัจจุบันค่าใช้จ่ายในการพัฒนายาเภสัชรังสี จะต้องใช้เงินลงทุนสูงมาก และมีแนวโน้มว่าจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะในช่วงระยะเวลาประมาณ 10 ปีมานี้ ค่าใช้จ่ายในการพัฒนายา 1 ตัว จะตกประมาณ 100-200 ล้านดอลลาร์อเมริกันสำหรับยาเภสัชรังสีตรวจวินิจฉัย และประมาณ 800-1,700 ล้านดอลลาร์อเมริกันสำหรับยาเภสัชรังสีบำบัดรักษา และจากข้อมูลล่าสุดพบว่า ช่วงปี 1999-2004 ทั้ง 2 บริษัทดังกล่าวต้องจ่ายเงินไปแล้ว รายละประมาณ 150 ล้านดอลลาร์อเมริกัน โดยที่ยังไม่มีวี่แววว่าจะได้ยาตัวใหม่ หรือการได้รับการรับรองจาก FDA แม้แต่ตัวเดียว จากรายงานยังพบอีกว่า ต้นทุนหลักของการพัฒนายาเภสัชรังสี จะอยู่ในช่วงของการคิดค้นยาตัวใหม่ ช่วงการทดสอบทางการแพทย์ระยะ 2 (phase II) ระยะ 3 (phase III) และในขั้นตอนการยื่นขอขึ้นทะเบียนยากับ FDA ทั้งนี้ยังไม่นับรวบตัวยาที่ได้รับการวิจัยพัฒนา โดยหน่วยงานวิจัยของรัฐ หน่วยงานวิจัยอิสระ หรือสภาบันการศึกษา ซึ่งจะมีความซับซ้อนยุ่งยากต่อการประเมินค่าใช้จ่าย

ในแง่มูลค่าทางการตลาดพบว่ามีเพียงสารเภสัชรังสีสำหรับการบำบัดรักษาเท่านั้น ที่มีมูลค่าทางการตลาดที่เป็นที่น่าสนใจของผู้ประกอบการ เนื่องจากผู้บริโภคหรือผู้ป่วยจะเป็นกลุ่มที่มีกำลังซื้อสูง แต่กลุ่มยาเภสัชรังสีที่ใช้สำหรับตรวจวินิจฉัยนั้น แม้ว่าจะมียอดขายสูงพอสมควร กลับมีมูลค่าที่ไม่สูงพอเมื่อเทียบกับต้นทุนค่าใช้จ่ายทั้งหมด ตัวอย่างเช่น สารเภสัชรังสีสำหรับตรวจวินิจฉัย ตัวที่ขายดีที่สุดสามารถทำเงินได้เพียงปีละประมาณ 400 ล้านดอลลาร์อเมริกันเท่านั้น จากทั้งหมดที่ขายอยู่ประมาณ 10 ตัวยา ในจำนวนนี้มีอยู่ 3 ตัวยาที่เป็นยาเก่า ที่เคยได้รับการรับรองมานานเกิน 10 ปีขึ้นไป

ถ้าเทียบกับต้นทุนค่าใช้จ่ายของเภสัชรังสี สำหรับตรวจวินิจฉัยแล้ว หากขายในราคา 100-200 ดอลลาร์อเมริกันต่อโดส ผู้ผลิตจะต้องขายให้ได้ปีละประมาณ 1 ล้านโดส จึงจะพอมีทางทำกำไรได้บ้าง โดยที่ยังไม่นับรวมความเสี่ยง จากการถูกแย่งตลาดจากยาตัวใหม่ ๆ สถานการณ์ของผู้ประกอบการผลิตยาเภสัชรังสี สำหรับตรวจวินิจฉัยขณะนี้คือ ทำอย่างไรให้สามารถดำเนินธุรกิจต่อไปได้ โดยอาจจะหาวิธีการลดต้นทุน หรือไม่ก็ขายในราคาที่ทำกำไรได้บ้าง หรือต้องทำควบคู่กันไป ในแง่ของต้นทุนที่มองได้ง่ายที่สุดคือค่าใช้จ่ายในส่วนการทดสอบทางการแพทย์ และการขอขึ้นทะเบียนยา ซึ่งจะต้องเกี่ยวข้องกับกฎระเบียบข้อบังคับของรัฐ จะปรับปรุงอย่างไร ที่จะสามารถดำเนินการได้อย่างรวดเร็ว และเกิดความประหยัด หากทำได้จะมีส่วนช่วยลดค่าใช้จ่ายได้ส่วนหนึ่ง ในด้านการกำหนดราคาขายให้เหมาะสมมากขึ้นนั้น ถ้ามีการแข่งขันทางตลาดมาก ๆ ก็ใช่ว่าจะทำได้ง่าย ๆ หากจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนก็ต้องทำความเข้าใจให้ถูกต้องว่า การที่ผู้ใช้บริการหรือผู้ป่วยได้ซื้อยา หรือรับบริการทางการแพทย์เวชศาสตร์นิวเคลียร์ ที่มีคุณภาพสูงในราคาต่ำกว่ามูลค่าแท้จริงนั้น จะส่งผลร้ายต่อกระบวนการคิดค้นพัฒนายาตัวใหม่ ๆ ที่มีคุณภาพ ประสิทธิภาพดีกว่าเดิม หากผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมผลิตยาเภสัชรังสี ไม่สามารถขายยาในราคาที่สะท้อนต้นทุนที่แท้จริงได้ พวกเขาก็อาจจะต้องเลิกราจากธุรกิจนี้ไปทีละรายสองราย ซึ่งมีแนวโน้มเป็นไปได้สูงยิ่ง

ดีเอ็นเอ (Deoxyribonucleic acid) เป็นสารพันธุกรรมที่กำหนดลักษณะต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ และควบคุมการทำงานของเซลล์ทั้งหลาย ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับดีเอ็นเอจึงเป็นปัจจัยเสี่ยงอันสำคัญที่มีผลกระทบโดยตรงต่อการดำรงชีพ และกระบวนการทำงานของเซลล์ในร่างกาย หากไม่ได้รับการซ่อมแซมที่เหมาะสม

สิ่งใดบ้างที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อดีเอ็นเอ

ความเสียหายต่อดีเอ็นเอเกิดขึ้นได้ทั้งจากกระบวนการทำงานตามปกติของเซลล์ และจากปัจจัยแวดล้อมภายนอก ในแต่ละวัน เราสามารถพบความเสียหายในโมเลกุลดีเอ็นเอได้ถึง 1,000 – 1,000,000 จุดต่อเซลล์ ความเสียหายจากปัจจัยภายในมักเกิดจากอนุมูลอิสระของออกซิเจน ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากเมแทบอลิซึม (metabolism หรือกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ประกอบด้วยการสร้างและสลายสารต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีพ) ของเซลล์ และมีสภาพไวสูงต่อการเกิดปฏิกิริยา อนุมูลอิสระนี้เข้าทำลายโมเลกุลดีเอ็นเอ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของนิวคลีโอไทด์ (nucleotide) ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของดีเอ็นเอ

ปัจจัยภายนอกที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อดีเอ็นเอ มีทั้งสิ่งที่จับต้องหรือมองเห็นได้ เช่น พิษจากพืชบางชนิด สารก่อกลายพันธุ์ที่พบในธรรมชาติและที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้น อีกทั้งสิ่งที่จับต้องไม่ได้และไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์โดยเฉพาะในช่วงความยาวคลื่น 200-300 nm รังสีชนิดก่อไอออนชนิดต่าง ๆ เช่น รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาที่ใช้ในการบำบัดและวินิจฉัยโรค

รังสีก่อให้เกิดความเสียหายอย่างไรบ้างต่อดีเอ็นเอ

รังสีสามารถชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของนิวคลีโอไทด์ เป็นผลให้โครงสร้างและองค์ประกอบของโมเลกุลดีเอ็นเอเปลี่ยนแปลงไป และรังสียังสามารถก่อให้เกิดการแตกหักของโมเลกุลดีเอ็นเอได้อีกด้วย นักวิจัยพบว่า รังสีอัลตราไวโอเลตมีผลกระตุ้นการสร้างพันธะโคเวเลนซ์ระหว่างเบส cytosine หรือ thymine ของนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ติดกันบนสายดีเอ็นเอเดียวกัน ก่อให้เกิด pyrimidine dimer ซึ่งส่งผลให้โมเลกุลของดีเอ็นเอบิดเบี้ยวไปจากเดิม และทำให้พันธะไฮโดรเจนระหว่างสายเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ ณ จุดนั้นอ่อนกำลังลง จึงทำให้โอกาสเกิดความผิดพลาดในการจำลองดีเอ็นเอระหว่างการแบ่งเซลล์มีสูงมากขึ้น และอาจนำไปสู่การกลาย (mutation) ในที่สุด

รังสีชนิดก่อไอออน ทั้งรังสีเอกซ์ รังสีแกมมา และรังสีคอสมิก มักก่อให้เกิดการแตกหักของโมเลกุลดีเอ็นเอ โดยรังสีก่อไอออนทำให้น้ำภายในเซลล์แตกตัวเกิดอนุมูลอิสระ เข้าทำลายพันธะฟอสฟอไดเอสเตอร์ (phosphodiester bond) ที่ยึดระหว่างนิวคลีโอไทด์บนสายดีเอ็นเอ เป็นผลให้สายดีเอ็นเอขาดออกจากกัน การแตกหักหรือการขาดของสายดีเอ็นเอนั้น อาจเกิดขึ้นกับสายหนึ่งสายใดของโมเลกุลดีเอ็นเอซึ่งมีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ (double helix) เรียกว่า single strand break หรืออาจเกิดขึ้นกับดีเอ็นเอทั้งสองสายที่ตำแหน่งใกล้เคียงกัน เรียกว่า double strand break ทั้งสองอุบัติการณ์นี้สามารถนำมาซึ่งการกลายพันธุ์ได้เช่นกัน

เมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2010 รัฐบาลแคนาดาได้ประกาศโครงการมูลค่า 35 ล้านดอลลาร์อเมริกัน ภายใต้ชื่อ Non-reactor Isotope Supply Contribution Program (NISP) เพื่อสนับสนุนการวิจัยทางเลือกวิธีการต่าง ๆ สำหรับการผลิตไอโซโทปรังสีเพื่อใช้ในการแพทย์ อันเป็นผลมาจากการขาดแคลน เทคนีเชียม-99 เอ็ม (Tc-99m) ในแคนาดา ซึ่งสืบเนื่องมาจากปัญหายุ่งยากที่เกิดขึ้น ที่จะดำเนินการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อเนกประสงค์ NRU (National Research Universal reactor) ที่ถูกระงับการดำเนินการชั่วคราว มีข้อนำเสนอของ Canadian Light Source Inc (CLS) ภายใต้ NISP เพื่อศึกษาตรวจสอบความเป็นไปได้ทางด้านเทคนิค และด้านเศรษฐกิจ ของการใช้ เครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนเชิงเส้น ในการผลิต โมลิบดีนัม-99 (Mo-99) ไอโซโทปแม่ (นิวไคลด์แม่) ของ Tc-99m จากไอโซโทปเสถียรโมลิบดีนัม-100 (Mo-100)
ไอโซโทปคืออะตอมของธาตุเดียวกันแต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกันในอะตอม ไอโซโทปเสถียรของธาตุจะไม่มี การเปลี่ยนแปลงใด ๆ เกิดขึ้นในอะตอมเมื่อเวลาผ่านไป อะตอมของไอโซโทปที่ไม่เสถียรหรือเรียกว่า ไอโซโทปรังสี จะมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นธาตุอื่นโดยการสลายทางรังสีตลอดเวลา ไอโซโทปรังสีใช้ในการถ่ายรูปตรวจวินิจฉัย ทางการแพทย์ โดยมีการใช้ Tc-99m เพื่อทดสอบตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์ถึง 80% ของการใช้ไอโซโทปรังสีทั้งหมด ทางการแพทย์ทั่วโลก เฉพาะในแคนาดา จะมีการใช้ Tc-99m เพื่อการถ่ายรูปวินิจฉัยประมาณ 5500 กรณีต่อวัน
ในวันนี้ไอโซโทปรังสีส่วนมากที่ใช้ในการแพทย์ ผลิตมาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีอายุใช้งานมานาน และมีจำนวนเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลก โดยผลิตมาจากผลพลอยได้จากการแบ่งแยกนิวเคลียส (ปฏิกิริยาฟิชชัน) ของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงที่มาจากอาวุธนิวเคลียร์ ในกรณีของ Tc-99m นิวไคลด์แม่ คือ Mo-99 จะถูกแยกออกมาจากปฎิกริยาฟิชชันของอะตอมยูเรเนียม แล้วนำมาเตรียมอยู่ในรูปของตัวกำเนิด Mo-99/Tc-99m ส่งไปให้โรงพยาบาลทั่วโลกใช้งาน Mo-99 มีครึ่งชีวิต 66 ชั่วโมง สลายเป็น Tc-99m ซึ่งมีครึ่งชีวิต 6 ชั่วโมง
การใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการผลิตไอโซโทปรังสีในทางการแพทย์ต้องเผชิญกับความท้าทาย ทั้งนี้เพราะ อายุของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้งานมานาน มีความไม่น่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นและการถูกระงับการดำเนินการชั่วคราว ดังเช่นกรณีของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ NRU ที่ Chalk River ที่ต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อซ่อมบำรุงที่ยาวนาน ไม่เป็นไปตามแผน ด้วยเหตุผลทางด้านความปลอดภัย และอายุใช้งานอันยาวนาน ทำให้มีผลกระทบต่อการขาดแคลน ไอโซโทปรังส ทางการแพทย์ คือ Tc-99m การใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงจะถูกควบคุมทางด้านความปลอดภัย ที่เข้มงวด และความกังวลที่มุ่งเน้นทางด้านการไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ ซึ่งหลาย ๆ ประเทศ รวมทั้งสหรัฐอเมริกาได้ร่วมมือกันอย่างแข็งขัน ที่จะกำจัดการใช้ประโยชน์ทางด้านพลเรือน ด้วยปริมาณครึ่งหนึ่งของ Mo-99 จะสลายไปทุก ๆ 66 ชั่วโมง ไปเป็น Tc-99m โดยระหว่างการขนส่งจากส่วนผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ไปยังบริษัทผลิตประกอบเครื่องกำเนิด Mo-99/Tc-99m และสุดท้ายปลายทางที่โรงพยาบาล ก็จะมีการสูญเสียปริมาณรังสีไปจากการสลายอย่างมาก การผลิตไอโซโทปรังสีด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จากยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง จะต้องเผชิญกับปัญหาที่ตามมาก็คือ ผลผลิตฟิชชันอื่น ๆ นอกจาก Mo-99 ที่มีอายุยาวนานและเป็นกากกัมมันตรังสี

การดำเนินงานเป็นอย่างไร ?
โครงการที่ Canadian Light Source Inc (CLS) เสนอ เพื่อผลิต Mo-99 ใช้กระบวนการที่เรียกว่า Photoneutron Reaction เป็นการแสดงให้เห็นโดยการทำงานร่วมกันที่ National research Council Canada (NRC) :

• เครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้นเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนจนใกล้เคียงกับความเร็วของแสง อิเล็กตรอนพลังงานสูงนี้ไปชนกับโลหะที่เป็นตัวกรอง (metal filter) ทำให้เกิดรังสีเอกซ์ที่มีความเข้มอย่างมาก
• รังสีเอกซ์จะไปชนกับตัวเป้าหมายโลหะ Mo-100 ทำให้นิวตรอนหลุดออกมาหนึ่งอนุภาค จากอะตอมสองหรือสามอะตอม ทำให้เกิดเป็น Mo-99
• ตัวเป้าหมายโมลิบดีนัม ซึ่งมีทั้ง Mo-100 และ Mo-99 จะถูกทำให้เป็นของเหลว เพื่อที่จะจัดส่งไปที่โรงพยาบาลที่ใช้งาน Mo-99 จะสลายเป็น Tc-99m ผสมอยู่ในของเหลวนี้
• ด้วยเครื่องมือที่เป็นตัวแยกไอโซโทป จะแยกเอาเฉพาะ Tc-99m ออกมาจากของเหลวนี้ เพื่อที่จะนำไปประกอบเป็นยาฉีดให้คนไข้ เพื่อการทดสอบถ่ายภาพในการวินิจฉัยโรค
• หลังจากปล่อยให้ Mo-99 สลายไปแล้ว Mo-100 ที่ยังเหลืออยู่ในของเหลวนี้ ก็จะถูกนำไปเข้ากระบวนการ หมุนเวียนเป็นตัวสารเป้าหมายใช้ได้ต่อไป

ใครคือผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการนี้ ?
โครงการนี้เป็นการร่วมมือกันของ Canadian Light Source / NRC / U.S.-based North Star Medical Radioisotopes / Heart Institute ของ University of Ottawa และ University Health Network ในเครือมหาวิทยาลัยโทรอนโต โดย CLS จะเป็นผู้ออกแบบ และเป็นเจ้าภาพเกี่ยวกับ อุปกรณ์อำนวยความสะดวกที่ใช้ทดสอบ การออกแบบและข้อมูลด้านเทคนิคจะได้รับการสนับสนุนจาก NRC และ North Star จะจัดหาชุดอุปกรณ์การแยกไอโซโทปรังสี ท้ายที่สุดนักวิจัยร่วมจาก Heart Institute และ Health Network จะรับผิดชอบการศึกษาทางด้านคลินิกการตรวจสอบของ Tc-99m

ไดอะแกรมแสดงข้อเสนอกระบวนการ คือ ลำของอิเล็กตรอนจากเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้น ใช้เพื่อผลิตรังสีเอกซ์พลังงานสูง รังสีเอกซ์จะไปกระทบเป้าหมายที่ประกอบด้วย โมลิบดีนัม-100 (Mo-100) ลักษณะเป็นแผ่นบางกลม วางเรียงกันตามแนวตั้ง รังสีเอกซ์ชนกับนิวเคลียสของอะตอม Mo-100 ทำให้นิวตรอนกระเด็นออกมาหนึ่งอนุภาค ทำให้เกิดเป็ นMo-99 ซึ่งต่อมาสลายให้ Tc-99m ตัวแยกไอโซโทปรังสีจะแยก Tc-99m

ออกจาก Mo-100 ที่สามารถนำไปประกอบเป็นยาฉีดกับคนไข้เพื่อการวินิจฉัยทดสอบ ทางการแพทย์ Mo-100 สามารถที่จะหมุนเวียนนำมาใช้เพื่อเป็นตัวตั้งต้นเป้าหมายได้ใหม่

โครงการอะไรที่มีส่วนเกี่ยวข้อง ?
โครงการจะเกี่ยวข้องกับการติดตั้ง การขอใบอนญาต และการทดสอบเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้นเครื่องใหม่ และอุปกรณ์ในการกู้คืนไอโซโทปที่รวมอยู่ในชั้นใต้ดินของห้องโถงการทดลอง ที่แรกเริ่มเป็นส่วนหนึ่งของ Saskatchewan Accelerator Laboratory ซึ่งเป็นส่วนบุกเบิกของ CLS สถานที่นี้จะใช้ในการทดสอบ ความเป็นไปได้ทางด้านเทคนิค ของการกำเนิดและการแยกไอโซโทป

โครงการนี้จะแก้ปัญหาการขาดแคลนไอโซโทปอย่างไร ?
ถ้าโครงการพิสูจน์ถึงความเป็นไปได้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ก็จะมีการตั้งเป็นศูนย์รวมเพื่อการผลิต Mo-99 หนึ่งหรือสองแห่งในแคนาดา ที่ซึ่งจะมีการจัดการส่ง Mo-99 ไปที่โรงพยาบาล เพื่อที่จะแยกเอาเฉพาะ Tc-99 ด้วยชุดแยกไอโซโทปรังสีไปใช้งาน คาดการณ์ว่าถ้ามีระบบแบนี้สามหรือสี่แห่ง ก็จะสนองความต้องการได้เพียงพอ ในแคนาดา

โครงการนี้จะแก้ข้อบกพร่องอื่นๆ ของการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการผลิตไอโซโทปได้อย่างไร ?
Mo-99 เป็นไอโซโทปรังสีแม่ของ Tc-99m จะสามารถผลิตได้โดยตรงจาก Mo-100 โดยการนำเอา นิวตรอนหนึ่งอนุภาค ออกมาจากอะตอมของ Mo-100 แทนที่จะทำให้เกิดปฏิกริยาฟิชชันของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง แบ่งแยกนิวเคลียสออกเป็นไอโซโทปต่าง ๆ ที่มี Mo-99 รวมอยู่ด้วย การที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง ทำให้ข้อกังวลเกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัย การไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ และกากกัมมันตรังสีที่มีอายุยาว ๆ ถูกขจัดออกไปโดยสิ้นเชิง

ถอดความเรียบเรียงจาก http://www.lightsource.ca/medicalisotopes/

โพสต์เมื่อ : 16 กันยายน 2554

• เวชศาสตร์นิวเคลียร์ใช้ประโยชน์จากรังสีเพื่อการวินิจฉัยเกี่ยวกับการทำงานที่เฉพาะเจาะจงของ อวัยวะต่าง ๆ ของบุคคล หรือใช้เพื่อการบำบัดรักษา ในปัจจุบันการตรวจวินิจฉัยโดยวิธีการของ เวชศาสตร์นิวเคลียร์ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย เป็นงานประจำของโรงพยาบาลต่าง ๆ ที่มีแผนก เวชศาสตร์นิวเคลียร์
• การรักษาโดยวิธีการใช้รังสี รักษาโรคต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคมะเร็ง โดยการใช้รังสีไปทำให้ เซลล์เป้าหมายที่เป็นมะเร็งลดลงหรือถูกทำลายไป
• ในแต่ละปีได้มีการใช้วิธีการทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์หลายสิบล้านกระบวนการวินิจฉัย และมีปริมาณ การใช้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (Nuclear Medicine)             เวชศาสตร์นิวเคลียร์เป็นสาขาหนึ่งในทางเวชกรรมที่ใช้ประโยขน์จากรังสี ในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับการทำงาน ของอวัยวะที่เฉพาะเจาะจงของบุคคล หรือเพื่อใช้ในการบำบัดรักษาโรค โดยข้อมูลที่ได้มา จะช่วยให้แพทย์สามารถ วินิจฉัยอาการป่วยของคนไข้ได้อย่างรวดเร็ว ถูกต้อง และแม่นยำ รังสีช่วยในการสร้างภาพของต่อมไทรอยด์ กระดูก หัวใจ ตับ และอวัยวะต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งสามารถแสดงผลของการผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ได้ ในบางกรณี รังสียังสามารถใช้เพื่อการรักษาโรคของอวัยวะต่าง ๆ และเนื้องอก ผู้ได้รับรางวัลโนเบลห้าท่านได้มีส่วนร่วมอย่างใกลชิด กับการใช้งานของสารกัมมันตรังสี เพื่อใช้เป็นตัวแกะรอย (tracer) ในทางการแพทย์           มีโรงพยาบาลมากกว่าหมื่นแห่งทั่วโลกใช้ไอโซโทปรังสีในทางการแพทย์ และประมาณ 90% ของการใช้งาน เพื่อการวินิจฉัยโรค สารไอโซโทปรังสีที่ใช้กันมากเพื่อการวินิจฉัยโรค คือ เทคนีเชียม–99 m (Tc-99m) ซึ่งมีการใช้งาน ประมาณ 30 ล้านกระบวนการวินิจฉัย (procedure) ต่อปี ทั้งนี้คิดจาก 80% ของกระบวนการวินิจฉัยที่มีการใช้โดย กระบวนการวินิจฉัยทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ทั่วโลก           ในประเทศที่พัฒนาแล้ว (26% ของประชากรโลก) มีความถี่ของการใช้เวชศาสตร์นิวเคลียร์เพื่อการวินิจฉัยโรค คือ 1.9% ต่อปี และมีความถี่ของการใช้สารไอโซโทปรังสีเพื่อการบำบัดรักษาประมาณหนึ่งในสิบของจำนวนนี้ ในสหรัฐอเมริกามีการใช้กระบวนการวินิจฉัยทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ประมาณ 18 ล้านกระบวนการวินิจฉัยต่อปี จากจำนวนประชากร 305 ล้านคน และในยุโรปประมาณ 10 ล้านกระบวนการวินิจฉัยจากประชากร 500 ล้านคน ในออสเตรเลีย 560,000 กระบวนการวินิจฉัยจากประชากร 21 ล้านคน ในจำนวนนี้ 470,000 กระบวนการวินิจฉัย ใช้ไอโซโทปรังสีที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การใช้เภสัชภัณท์รังสีเพื่อการวินิจฉัยโรคมีปริมาณเพิ่มขึ้นมากกว่า 10% ต่อปี           เวชศาสตร์นิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1950 โดยกลุ่มแพทย์ที่เน้นทางด้านต่อมไร้ท่อ เริ่มแรก โดยการใช้ไอโอดีน–131 (I-131) เพื่อการวินิจฉัยโรคต่อมไทรอยด์ ต่อมาก็ใช้เพื่อการบำบัดรักษาโรคของต่อมไทรอยด์ ด้วย ปัจจุบันนี้ วิชาการว่าด้วยเอกซเรย์ แพทย์ได้มีการใช้วิธีการควบคู่ของ CT/PET ในการวินิจฉัยโรค           วิธีการถ่ายภาพโดยใช้เอกซเรย์คอมพิวเตอร์และเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ทำให้ปริมาณรังสีที่ประชากรสหรัฐอเมริกา ได้รับคิดเป็น 36% ของปริมาณรังสีที่ได้รับทั้งหมด และคิดเป็นปริมาณรังสีในทางการแพทย์อย่างเดียวก็มากถึง 75% อ้างถึงรายงานของ US National Council on Radiation Protection & Measurement ในปี 2009 ประชากร สหรัฐอเมริกาได้รับปริมาณรังสีเพิ่มขึ้นจาก 3.6 mSv เป็น 6.2 mSv ต่อปี ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 อันเป็นผลเชื่อมโยง มาจากการใช้วิธีการทางด้านรังสีทางการแพทย์ที่เพิ่มขึ้นโดยตลอด (การได้รับปริมาณรังสีที่มาจากทางอุตสาหกรรม รวมทั้งจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ จะมีปริมาณน้อยกว่า 0.1% ของปริมาณรังสีโดยรวมของประชากรที่ได้รับ) เทคนิคการตรวจวินิจฉัยในเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (Diagnostic Techniques in Nuclear Medicine)             เทคนิคการตรวจวินิจฉัยในเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ใช้สารกัมมันตรังสีแกะรอยซึ่งแผ่รังสีแกมมาจากภายในร่างกาย ตัวแกะรอยโดยทั่วไปจะเป็นสารไอโซโทปรังสีที่มีครึ่งชีวิตสั้น ๆ นำมาติดฉลากกับสารประกอบทางเคมี ที่มีความเฉพาะ เจาะจงทางกระบวนการสรีรวิทยาของอวัยวะที่จะตรวจวินิจฉัย โดยการนำเข้าสู่ร่างกายอาจจะโดยวิธีการ ฉีด สูดดม หรือรับประทาน ประเภทแรกของการวินิจฉัยก็โดยการใช้กระบวนการของการแผ่รังสีแกมมา ซึ่งจะมีการตรวจวัด โฟตอนเดี่ยว (single photon) และสร้างภาพในมุมต่างกันด้วยกล้องแกมมา (gamma camera) ของอวัยวะต่าง ๆ โดยกล้องจะสร้างภาพจากจุดที่มีการปลดปล่อยรังสีแกมมาออกมา ซึ่งคุณภาพของภาพที่ได้จะใช้คอมพิวเตอร์เข้ามา ช่วยเสริมและแสดง ดูได้โดยแพทย์บนจอภาพ สำหรับการชี้บ่งถึงสภาพผิดปกติต่าง ๆ ของอวัยวะ           การพัฒนาล่าสุดคือ วิธีการ PET (Positron Emission Tomography) ซึ่งเป็นเทคนิคที่แม่นยำและซับซ้อน โดยใช้สารไอโซโทปรังสีที่ผลิตได้จากเครื่องเร่งอนุภาค มาเป็นไอโซโทปรังสีที่ปลดปล่อยอนุภาคโพซิตรอน โดยการนำไอโซโทปนี้ฉีดเข้าสู่ร่างกาย และเกิดการสะสมในอวัยวะเป้าหมายที่ต้องการตรวจวินิจฉัย โดยหลักการคือ ไอโซโทปรังสีนี้เกิดการสลายกัมมันตรังสีให้โพซิสิตรอนออกมา และเกิดการรวมตัวกันทันทีกับอิเล็กตรอนรอบ ๆ ข้าง กลายเป็นรังสีแกมมาพลังงานเท่ากันเคลื่อนที่ออกมาในทิศทางที่ตรงกันข้าม ที่สามารถตรวจวัดได้ ซึ่งตรวจจับได้ ด้วยกล้อง PET ที่มีความแม่นยำในการตรวจสอบถึงตำแหน่งกำเนิดของรังสีแกมมาที่เกิดจากกระบวนการนี้ PET มีบทบาทอันสำคัญในด้านวิทยามะเร็ง (oncology) โดยการใช้ไอโซโทปรังสีฟลูออรีน–18 (F-18) ซึ่งผลิตได้จาก เครื่องเร่งอนุภาค มาเป็นตัวแกะรอย ซึ่งมีการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการที่ไม่รุกราน (non-invasive) ที่มีความแม่นยำที่สุด ในการตรวจสอบและประเมินผลการเกิดมะเร็ง นอกจากนี้ยังใช้เพื่อการสร้างภาพการเต้นของหัวใจและภาพสมอง           ได้มีวิธีการใหม่ที่ได้รวมเอาเทคนิคของ PET และ X-ray tomography (CT) เข้าด้วยกัน สร้างภาพของสอง เทคนิครวมกัน (PETCT) ช่วยให้การการวินิจฉัยโรคดีขึ้นกว่า 30% ของวิธีการสร้างภาพด้วยเทคนิคของกล้องแกมมา อย่างเดียว จึงเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังมาก และที่สำคัญ ได้ข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันในความหลากหลายของโรคจากภาวะ สมองเสื่อมหลงลืม จนถึงการเกิดโรคหลอดเลือดหัวใจ และมะเร็ง (oncology)           ตำแหน่งของแหล่งกำเนิดรังสีที่อยู่ในร่างกายทำ ให้เห็นความแตกต่างระหว่างการถ่ายภาพด้วยเวชศาสตร์และวิธี การถ่ายภาพอื่น ๆ เช่น เอกซเรย์ การถ่ายภาพโดยการใช้รังสีแกมมา จะอธิบายได้ถึงรายละเอียดของตำแหน่งและ ความเข้มข้นของไอโซโทปรังสี ที่อยู่ภายในร่างกาย ความผิดปกติของอวัยวะสามารถบ่งบอกได้จาก การที่อวัยวะนั้น มีไอโซโทปรังสีอยู่บางส่วน (cold spot) หรือมีไอโซโทปรังสีอยู่เกินปริมาณ (hot spot) ถ้ามีการถ่ายภาพออกมาเป็นชุด ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง พบความผิดปกติไม่เป็นตามรูปแบบที่ควรจะเป็น หรืออัตราของการเคลื่อนไหวของ สารไอโซโทปรังสี ก็สามารถบอกถึงความผิดปกติของอวัยวะได้           ประโยชน์ของการถ่ายภาพโดยการใช้เทคนิคจากนิวเคลียร์ที่เหนือกว่าเทคนิคเอกซเรย์ คือ สามารถบอกได้ถึง ความแตกต่างอย่างชัดเจน ระหว่างกระดูกและเนื้อเยื่ออ่อน จึงได้มีการใช้เทคนิคนี้โดยทั่วไปในประเทศที่พัฒนาแล้ว ซึ่งทำให้มีการใช้กันอย่างกว้างขวางและเพิ่มขึ้น           ค่าเฉลี่ยของปริมาณรังสีที่ได้รับคือ 4.6 mSv ต่อหนึ่งครั้งที่มีการใช้เวชศาสตร์นิวเคลียร์ในการวินิจฉัยโรค การใช้ไอโซโทปรังสีเพื่อการบำบัดโรค (radionuclide therapy, RNT) อาศัยหลักการที่ว่า เซลล์ที่มีการเจริญเติบโตแบ่งตัวอย่างรวดเร็ว จะไวต่อการถูกทำลายด้วยรังสี ด้วยเหตุผลนี้ เซลล์มะเร็งที่มีการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว จึงสามารถควบคุมหรือกำจัดได้ โดยการฉายรังสีในบริเวณที่พบการเจริญ เติบโต           การฉายรังสีจากภายนอก (teletherapy) สามารถดำเนินการได้ โดยการใช้ลำรังสีแกมมาจากแหล่งกำเนิดของ ไอโซโทปรังสีโคบอลต์-60 (Co-60) ในประเทศที่พัฒนาแล้ว ได้ใช้เทคนิคที่มีความคล่องตัวมากกว่าของวิธีการ เครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้น (linear accelerator) เพื่อทำให้ได้รังสีเอกซ์พลังงานสูง (รังสีแกมมากับรังสีเอกซ์มีลักษณะ เหมือนกัน) ขั้นตอนการการฉายรังสีจากภายนอกที่รู้จักกันในชื่อการผ่าตัดด้วยมีดแกมมา (gamma knife) ก็คือ การรวมเอารังสีแกมมาจากแหล่งกำเนิด 201 แหล่งของโคบอลต์–60 เน้นเฉพาะจุดบนพื้นที่อย่างแม่นยำของบริเวณ สมองที่เป็นเนื้องอกมะเร็ง โดยทั่วโลกผู้ป่วยมากกว่า 30,000 ซึ่งเป็นผู้ป่วยนอก ไดัรับการบำบัดรักษาด้วยวิธีการนี้เป็น ประจำทุกปี           การใช้ไอโซโทปรังสีเพื่อการบำบัดรักษาแบบภายใน ก็โดยการวางหรือฝังแหล่งกำเนิดรังสีเล็ก ๆ โดยทั่วไป จะใช้ไอโซโทปรังสีที่สลายกัมมันตรังสีให้รังสีแกมมาหรือบีตา โดยวางหรือฝังลงในบริเวณเป้าหมาย การบำบัดรักษานี้ เรียกว่า รังสีรักษาระยะใกล้ (brachytherapy) และเป็นวิธีการหลักของการรักษา ไอโอดีน–131 (I-131) เป็นที่นิยมใช้ ในการรักษามะเร็งต่อมไทรอยด์ และอาจจะเป็นชนิดที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดของการรักษาโรคมะเร็ง นอกจากนี้ ยังใช้รักษาความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ที่ไม่ใช่มะเร็ง การฝังอิริเดียม–192 (Ir-192) ใช้ได้โดยเฉพาะที่ศีรษะและ เต้านม โดยทำเป็นรูปแบบของเส้นลวด เข็ม หรือแบบเม็ด และนำผ่านโดยหลอดสวน (catheter) เข้าไปยังบริเวณ เป้าหมาย หลังจากฝังแล้วได้ปริมาณรังสีตามที่ต้องการ ก็จะนำออกมาเก็บไว้ในภาชนะกำบังรังสี รังสีรักษาระยะใกล้ แบบนี้ทำให้การได้รับปริมาณรังสีในส่วนอื่นของร่างกายน้อยลง และกำหนดจุดเป้าหมายของส่วนที่เป็นเนื้องอกได้ แน่นอน ราคาก็ไม่แพงมาก           การรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวอาจเกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายไขกระดูก ซึ่งในกรณีนี้ ไขกระดูกที่บกพร่องจะถูก ฉายรังสีเพื่อทำลายส่วนที่บกพร่องนี้ให้ได้มากที่สุด ก่อนที่จะถูกแทนที่ด้วยไขกระดูกที่ดีของผู้บริจาค           วิธีการรักษาประคับประคองบรรเทาอาการปวด เช่น สตรอนเชียม–89 (Sr–89) ซาแมเรียม–153 (Sm–153) ใช้บรรเทาอาการปวดมะเร็งกระดูก และไอโซโทปรังสีชนิดใหม่ที่นิยมใช้แบบเดียวกัน คือรีเนียม-186 (Re–186)           การบำบัดรักษาแบบเจาะจงเป้าหมายด้วยรังสีแอลฟา (targeted alpha therapy) หรือ alpha radioimmunotherapy [targeted therapy อาจแปลได้ว่า เป็นการรักษาแบบเจาะจงเป้าหมาย เป็นวิธีการรักษาด้วยยา อย่างหนึ่ง โดยใช้ยาที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง ด้วยวิธีการไปทำปฏิกริยากับโมเลกุลเป้าหมาย (targeted molecule) ที่จำเป็นต่อการเจริญของเซลล์มะเร็ง แทนที่จะไปยับยั้งการเจริญของเซลล์ที่มีการแบ่งตัวเร็วอย่าง เคมีบำบัดทั่วไป ทางทฤษฎีแล้วการรักษามะเร็งแบบ targeted therapy น่าจะได้ประสิทธิภาพดีกว่า และเป็นอันตรายต่อ เซลล์ปกติน้อยกว่าการรักษาในปัจจุปัน] ใช้เป็นการเฉพาะในการควบคุมการแพ่รกระจายของมะเร็ง รังสีแอลฟาจะ เคลื่อนตัวทะลุทะลวงได้ระยะใกล้ ๆ ในเนื้อเยื่อ แต่สามารถปลดปล่อยพลังงานส่วนมากไปทำลายเซลล์มะเร็งได้อย่าง ตรงเป้าหมายที่กำหนด สารภูมิต้านทานโมโนโคลน (monoclonal antibody) ที่นำมาติดฉลากกับไอโซโทปรังสีที่ สลายกัมมันตรังสีปลดปล่อยให้รังสีแอลฟา จะเป็นตัวนำพาที่ดีให้รังสีแอลฟาไปสู่เป้าหมายอย่างถูกต้อง ได้มีการศึกษา ทดลองโดยวิธีการนี้เพื่อการรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวเรื้อรัง มะเร็งผิวหนังที่สร้างเม็ดสีผิดปกติ (leukaemia, cystic glioma and melanoma) ยังมีการศึกษาถึงความเป็นไปได้ที่จะนำวิธีการนี้โดยเปลี่ยนมาใช้ไอโซโทปรังสีตะกั่ว–212 (Pb–212) สำหรับการรักษามะเร็งตับอ่อน มะเร็งรังไข่ และมะเร็งผิวหนัง           ได้มีการพัฒนาเพื่อการรักษามะเร็งเนื้องอกในสมอง โดยวิธีการ Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) โดยการฉีดโบรอน-10 (B–10) ซึ่งจะไปสะสมอยู่ในส่วนเนื้องอกมะเร็งสมอง แล้วนำคนไข้ไปฉายรังสีนิวตรอนจาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ บริเวณส่วนที่เป็นเนื้องอก นิวตรอนจะถูกจับยึดด้วยโบรอน–10 ทำให้ได้รังสีแอลฟาพลังงานสูง ไปฆ่าเซลล์มะเร็ง เทคนิคนี้มีข้อจำกัดที่ต้องนำตัวผู้ป่วยไปฉายรังสีนิวตรอนที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แทนที่จะใช้ ไอโซโทปรังสีฉีดให้ผู้ป่วยโดยตรง           ไอโซโทปรังสีที่ใช้เพื่อการบำบัดรักษา ได้กลายเป็นความก้าวหน้าที่ประสบความสำเร็จในการรักษาโรคอย่าง ยั่งยืน และยังมีความเป็นพิษของผลกระทบข้างเคียงต่ำ จุดมุ่งหมายของขั้นตอนการรักษาคือ การจำกัดขอบเขต การได้รับปริมาณรังสีของผู้ป่วยให้ได้รับต่ำที่สุด โดยการรักษาแต่ละครั้งจะได้รับปริมาณรังสีประมาณ 20–60 เกรย์ (Gy) การวิเคราะห์ทางชีวะเคมี (Biochemical Analysis) เป็นการง่ายที่จะตรวจสอบสถานะของวัสดุกัมันตรังสี ถึงการมีอยู่หรือไม่มี แม้จะมีความเข้มข้นที่ต่ำมาก ๆ สารไอโซโทปรังสีจึงสามารถนำมาติดฉลาก กับโมเลกุลของตัวอย่างชีวภาพในหลอดทดลอง (in vitro) (ภายนอก ร่างกาย) นักพยาธิวิทยาสามาถใช้วิธีการแบบนี้ ที่เรียกกันว่า radioimmuno–assays เพื่อตรวจสอบส่วนประกอบของ เลือด ปัสสาวะ ซีรัม ฮอร์โมน แอนติเจน และยาต่าง ๆ โดยวิธีการที่เอาไอโซโทปรังสีมาใช้ร่วมในการหาปริมาณ ส่วนประกอบต่าง ๆ ถึงแม้ว่าทางชีวเคมีจะมีความซับซ้อน จะมีชุดที่ผลิตสำเร็จ เพื่อใช้ในห้องปฏิบัติการทดลอง ใช้งานง่ายและให้ผลที่แน่นอนแม่นยำ ในยุโรปจะใช้วิธีการ in vitro นี้ในแต่ละปีเพื่อการวิเคราะห์ไม่ต่ำกว่า 15 ล้านครั้ง ในการวิเคราะห์ เภสัชภัณฆ์รังสีเพื่อการวินิจฉัยโรค (Diagnostic Radiopharmaceuticals)             ทุกอวัยวะของร่างกายมนุษย์จะมีความเฉพาะในการดูดซึมสารเคมีที่แตกต่างกัน แพทย์และนักเคมีมีการระบุ จำนวนของสารเคมี ที่จะถูกดูดซึมโดยอวัยวะที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น ต่อมไทรอยด์ดูดซึมไอโอดีน สมองต้องการ ปริมาณของน้ำตาลกลูโคส และอื่น ๆ จากความรู้นี้ทำให้นักนิวเคลียร์เภสัช สามารถที่จะนำเอาไอโซโทปรังสีมาติดฉลาก กับสารประกอบเคมี ที่มีความเฉพาะเจาะจงของอวัยวะ เมื่อสารประกอบไอโซโทปรังสีนี้เข้าสู่ร่างกาย ก็จะรวมอยู่ใน กระบวนการทางชีวะเคมีปกติ และถูกขับถ่ายออกมาตามรูปแบบปกติ           เภสัชภัณฆ์รังสีเพื่อการวินิจฉัย สามารถใช้เพื่อการตรวจสอบการไหลเวียนของเลือดไปยังสมอง ตรวจสอบ การทำงานของตับ ปอด หัวใจ ไต ประเมินการเจริญเติบโตของกระดูก และเพื่อใช้ยืนยันร่วมกับการวินิจฉัยอื่น ๆ ที่สำคัญ ยังใช้คาดการณ์ผลกระทบของการผ่าตัด และการประเมินการเปลี่ยนแปลงหลังการรักษา           ปริมาณของเภสัชภัณฆ์รังสีที่ใช้กับผู้ป่วยต้องมีความพอเหมาะ ที่จะบอกข้อมูลที่ต้องการวินิจฉัยก่อนที่จะสลาย หมดไป ปริมาณรังสีที่ได้รับจะไม่มีนัยยสำคัญทางการแพทย์ จากประสบการณ์ของผู้ป่วย จะไม่รู้สึกถึงการไม่สบายและ หลังจากระยะเวลาสั้น ๆ จะไม่มีปริมาณของไอโทปรังสีตกค้าง จากเทคโนโลยีนี้ที่ไม่ไปรบกวนความเป็นธรรมชาติของ อวัยวะ พร้อมกับความสามารถในการสังเกตการทำงานของอวัยวะจากภายนอกร่างกาย ทำให้เทคนิคนี้ใช้เป็นเครื่องมือ การวินิจฉัยที่ทรงประสิทธิภาพ           ไอโซโทปรังสีที่ใช้เพื่อการวินิจฉัย จะต้องมีการปลดปล่อยรังสีแกมมาที่มีระดับพลังงานเพียงพอที่จะทะลุทะลวง ออกจากร่างกาย และต้องมีครึ่งชีวิตสั้นพอที่จะสลายกัมมันตรังสีไปอย่างรวดเร็ว ภายหลังจากการถ่ายสร้างภาพเพื่อ การวินิจฉัยเสร็จสิ้น           ไอโซโทปรังสีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเวชศาสตร์นิวเคลียร์คือ เทคนีเชียม-99 m (Tc–99m) มีปริมาณ การใช้ประมาณ 80% ของกระบวนการวินิจฉัย ใช้ทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ทั้งหมด มีปริมาณ 30 ล้านกระบวนการวินิจฉัย ต่อปี (2008) ในจำนวนนี้ 6–7 ล้านกระบวนการวินิจฉัยใช้ในยุโรป 12–15 ล้านใช้ใน ทวีปอเมริกาเหนือ 6–8 ล้านใน เอเชียแปซิฟิก (โดยเฉพาะประเทศญี่ปุ่น) และ 0.5 ล้านในภูมิภาคอื่น ๆ เทคนีเชียม-99m เป็นธาตุที่ถูกสร้างขึ้นและมี สมบัติที่เหมาะสมสำหรับการสแกนสร้างภาพทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ดังเหตุผลดังนี้คือ
  • มีครึ่งชีวิตประมาณ 6 ชั่วโมง ซึ่งเป็นเวลาที่นานพอสำหรับกระบวนการตรวจวินิจฉัย และสั้นพอที่ให้คนไข้ได้รับ ปริมาณรังสีลดลง
  • เทคนีเชียม-99m สลายกัมมันตรังสีด้วยกระบวนการที่เรียกว่า (isomeric) ซึ่งสลายปลดปล่อยรังสีแกมมา และอิเล็กตรอนพลังงานต่ำ ไม่มีการปลดปล่อยรังสีบีตาพลังงานสูง ปริมาณรังสีที่คนไข้ได้รับจึงลดลง
  • รังสีแกมมาพลังงานต่ำที่ปลดปล่อยออกมา จะทะลุทลวงออกจากร่างกายได้อย่างง่ายดาย และมีการตรวจจับได้ อย่างถูกต้องด้วยกล้องถ่ายภาพแกมมา (gamma camera) การได้รับปริมาณรังสีของคนไข้จึงมีปริมาณลดลง
  • เคมีของเทคนีเชียม-99m อาจเรียกได้ว่ามีความหลากหลาย สามารถประกอบเป็นตัวแกะรอยกับสารประกอบ ชีวภาพ และไปสะสมในอวัยวะที่ต้องการตรวจวินิจฉัย

  เทคนีเชียม 99m มีความสะดวกที่จะใช้งาน โดยจะมีการผลิตมาในรูปของตัวกำเนิดเทคนีเชียม-99m (technetium generators) จะเป็นลักษณะของหลอดแก้ว ที่บรรจุสารไอโซโทปรังสีที่อยู่ภายในภาชนะป้องกันรังสี และจะถูกขนส่งจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ผลิตไอโซโทปรังสี ไปยังโรงพยาบาล โดยภายในหลอดแก้วจะบรรจุด้วย โมลิบดีนัม–99 (Mo–99) ที่มีครึ่งชีวิต 66 ชั่วโมง ซึ่งจะสลายกัมมันตรังสีให้เทคนีเชียม–99m และเทคนีเชียม–99m จะถูกล้างออกมาด้วยน้ำเกลือยาฉีดตามปริมาณที่ต้องการใช้ หลังจากผ่านการใช้งานแล้ว 2 สัปดาห์ ก็จะนำตัวกำเนิดนี้ กลับไปบรรจุใหม่           ลักษณะตัวกำเนิดที่คล้ายกันก็คือรูบิเดียม-82 (Ru–82) ที่ใช้ในกระบวนการสร้างภาพสำหรับ PET โดยมี สตรอนเชียม-82 (Sr-82) ที่มีครึ่งชีวิต 25 วันเป็นตัวกำเนิด           การถ่ายสร้างภาพดูการทำงานของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด ใช้ไอโซโทปรังสีแทลเลียม–201 (Tl–201) หรือเทคนีเชียม–99m (Tc- 99m) และเป็นส่วนสำคัญ ใช้เพื่อการตรวจสอบและการพยากรณ์โรค ของภาวะโรคที่ เกี่ยวข้องกับหลอดเลือดแดงไปเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจ           จากข้อมูลของแคนาดาในปี 2006 มี 56% ของเทคนีเชียม–99m ใช้เพื่อการวินิจฉัยการทำงานของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด 17% ใช้ในการสแกนกระดูก 7% ใช้วินิจฉัยการทำงานของตับและถุงน้ำดี 4% ใช้ตรวจระบบ ทางเดินหายใจ 3%ใช้ตรวจการทำงานของไต และ 3% ใช้ตรวจการทำงานของไทรอยด์           สำหรับการถ่ายภาพด้วย PET เภสัชภัณฑ์รังสีที่ใช้คือ การนำฟลูออลีน–18 (F-18) มาติดฉลากกับโมเลกุล น้ำตาล fluoro–deoxy glucose (FDG) ซึ่งมีครึ่งชีวิตต่ำกว่า 2 ชั่วโมง ใช้เป็นตัวแกะรอยติดตาม FDG จะเข้าไปในเซลล์ ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่มีการแตกตัว และเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของการเผาผลาญอาหารของเซลล์           ในการวินิจฉัยทางการแพทย์มีแนวโน้มมาก ที่ต่อไปจะใช้ไอโซโทปรังสีที่ผลิตจากเครื่องเร่งอนุภาค เช่น ฟลูออรีน–18 เพื่อใช้กับเครื่อง PET และ CT/PET อย่างไรก็ตามมีข้อจำกัดคือ ต้องใช้ภายใน 2 ชั่วโมงหลังการผลิต จากเครื่องเร่งอนุภาค เปรียบเทียบกับตัวกำเนิด Mo-99/Tc-99m ที่มีอายุใช้งานได้ดีในสองสัปดาห์ เภสัชภัณฑ์รังสีเพื่อการบำบัดรักษา (Therapeutic Radiopharmaceuticals) ในบางกรณี ทางการแพทย์จะใช้ประโยชน์ของรังสีเพื่อทำลายเซลล์ หรือทำให้เซลล์ที่ผิดปกติอ่อนแอลง ไอโซโทปรังสีจะถูกนำเข้าไปในอวัยวะที่ต้องการ เช่นเดียวกับการใช้เพื่อการวินิจฉัย อาจจะอยู่ในรูปของไอโซโทปรังสี เดี่ยว ๆ ผ่านเข้าไปในระบบเส้นทางชีวภาพปกติ หรืออยู่ในรูปของไอโซโทปรังสีติดฉลากกับสารประกอบทางชีวเคมี ที่เหมาะสม ไอโซโทปรังสีที่ใช้โดยส่วนมากในกรณีการบำบัดรักษา จะเป็นประเภทที่สลายกัมมันตรังสีแล้วจะให้รังสีบีตา ซึ่งจะไปทำลายเซลล์ที่บกพร่องเสียหายได้ดี การบำบัดรักษาด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสี [radionuclide therapy (RNT) or radiotherapy] การบำบัดด้วยรังสีระยะใกล้ หรือ เป็นที่รู้จักกัน brachytherapy จะมีแนวโน้มใช้กันอย่างมาก ในการรักษา           ถึงแม้ว่าการบำบัดด้วยรังสีจะยังไม่เป็นที่แพร่หลายมากนักในการใช้ เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ในการตรวจวินิจฉัย ในทางการแพทย์ แต่อย่างไรก็ตาม ได้มีการใช้กว้างขวางมากขึ้นอย่างมีนัยยสำคัญ ไอโซโทปรังสีที่เหมาะสมสำหรับ การใช้เพื่อการบำบัดรักษา ต้องสลายกัมมันตรังสีให้รังสีบีตาที่มีพลังงานสูง และมีรังสีแกมมาที่มีพลังงานเพียงพอในการ ถ่ายสร้างภาพ ตัวอย่างเช่น ลูทีเชียม–177 (Lu-177) ซึ่งอาจเตรียมได้จากการนำอิตเทอร์เบียม-176 (Yb-176) ไปอาบ นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จะได้เป็น Yb-177 ซึ่งสลายกัมมันตรังสีอย่างรวดเร็วได้ Lu-177 อิตเทรียม-90 (Y-90) ใช้ในการรักษามะเร็ง โดยเฉพาะมะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิด non-Hodgkin’s lymphoma ปริมาณการใช้มากขึ้น รวมถึงการใช้รักษาโรคไขข้ออักเสบ Lu-177  Y-90 ได้เป็นส่วนสำคัญของการบำบัดรักษาด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสี (RNT)           ไอโอดีน–131 (I-131) และฟอสฟอรัส–32 (P-32) ก็ใช้สำหรับการบำบัดรักษาได้ I-131 ใช้รักษามะเร็ง ต่อมไทรอยด์และโรคไฮเปอร์ไทรอยด์ P-32 ใช้ควบคุมระดับส่วนเกินของเม็ดเลือดแดง ที่สร้างโดยไขกระดูกจาก ภาวการณ์สร้างเม็ดเลือดแดงมากผิดปกติในไขกระดูก           มีวิธีการที่ค่อนข้างใหม่และอยู่ในขั้นการทดลองโดยการใช้โบรอน-10 (B-10) ให้ไปสะสมในเซลล์เนื้องอก จากนั้นนำคนไข้ไปอาบนิวตรอนจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บริเวณที่เป็นเนื้องอก นิวตรอนจะเกิดปฏิกริยานิวเคลียร์กับ โบรอน-10 ทำให้ได้อนุภาคแอลฟาพลังงานสูงไปฆ่าเซลล์มะเร็ง           การรักษาแบบเจาะจงเป้าหมายด้วยรังสีแอลฟา [targeted alpha therapy (TAT)] โดยใช้เตรียมมาจาก แอกทิเนียม–225 (Ac-225) ซึ่งจะสลายกัมมันตรังสีให้แอลฟาสามอนุภาค ได้เป็นบิสมัท-213 (Bi-213) นำมาติดฉลาก กับโมกุลเป้าหมายที่ต้องการรักษา Bi-213 ถูกชะออกมาจากตัวกำเนิด Ac-225/Bi-213 ลักษณะเช่นเดียวกับ Tc-99m ที่ชะออกมาจากตัวกำเนิด Mo-99/Tc99m  Bi-213 มีครึ่งชีวิต 46 นาที  Ac-225 มีครึ่งชีวิต 10 วันโดยเกิดจาก การสลายกัมมันตรังสีของเรเดียม-225 (Ra-225) ที่เป็นผลของการสลายกัมมันตรังสี ของไอโซโทปรังสีครึ่งชีวิตยาว ทอเรียม–229 (Th-229) และ Th-229 เกิดมาจากการสลายกัมมันตรังสีของยูเรเนียม-233 (U-233) ที่เกิดขึ้นมาจาก ปฏิกริยาการจับยึดนิวตรอนของ Th-232 ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์           เรดิโอนิวไคลด์ที่นำมาจากการสกัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วก็คือตะกั่ว-212 (Pb-212) ที่มีครึ่งชีวิต 10.6 ชั่วโมง โดยนำมาติดฉลากกับโมเลกุลของ monoclonal antibodies ใช้รักษามะเร็ง โดยมีโซ่การสลายกัมมันตรังสี ปลดปล่อยอนุภาคบีตา ให้ไอโซโทปรังสีอายุครึ่งชีวิตสั้น ๆ ของ Bi-212 และพอโลเนียม-212 (Po-212) และจาก การสลายกัมมันตรังสีปลดปล่อยแอลฟาของ Bi-212ทำให้ได้แทลเรียม-208 ( Tl-208) ซึ่งต่อมาจะสลายกัมมันตรังสี ปลดปล่อยแอลฟาและบีตาตามลำดับได้ Pb-208 โซ่การสลายกัมมันตรังสีทั้งหมดเกิดขึ้นในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง           การวิจัยทางการแพทย์จำนวนมากได้ดำเนินการอย่างแพร่หลายทั่วโลก ในการใช้งานของเรดิโอนิวไคลล์ มาติดฉลากกับสารทางเคมีชีวภาพที่เฉพาะเจาะจง เช่นโมเลกุลของ immunoglobulin (monoclonal antibodies) การนำเอาเซลล์เหล่านี้มาติดฉลากด้วยขนาดของความแรงทางรังสีสูงเพื่อการบำบัดรักษา เพื่อทำให้อาการของ โรคบรรเทาหรือรักษาโรคบางอย่างได้ พิษของไอโซโทปรังสี (Radioisotope Poisons) ในปี 2006 ได้เป็นที่ประจักษ์ถึงเหตุการณ์ฆาตกรรมอดีตจารชนชาวรัสเซีย ที่แปรพักตร์มาอยู่ในสหราชอาณาจักร โดยพิษของไอโซโทปรังสีพอโลเนียม-210 (Po-210) การตายของของเขาดำเนินไปอย่างช้า ๆ และเจ็บปวดทรมาน           พอโลเนียมมีอยู่ประมาณ 26 ไอโซโทป และทั้งหมดเป็นสารกัมมันตรังสี กล่าวกันว่ามีความเป็นพิษรุนแรงกว่า กรดไฮโดรไซยานิกถึง 250 พันล้านเท่า มันละลายได้ง่ายในสารละลายกรดอ่อน (เป็นธาตุที่ถูกค้นพบโดยมารี คูรี ในปี 1898 และตั้งชื่อตามเชื้อชาติของเธอคือโปแลนด์ ลูกสาวของเธอ ไอรีน เกิดอุบัติเหตุในห้องทดลองมีการเปรอะเปื้อนร่างกายด้วย Po-210 เธอเสียชีวิตด้วยมะเร็งเม็ดเลือดขาวเมื่ออายุ 59)           Po-210 เกิดจากการสลายกัมมันตรังสีในอนุกรมของยูเรเนียม-238 (U-238) เป็นตัวรองสุดท้ายในอนุกรม ก่อนที่ตัวเองจะสลายกัมมันตรังสีให้แอลฟา กลายเป็นโลหะตะกั่ว (Pb) ที่เสถียร ในอนุกรมการสลายกัมมันตรังสีของ U-238 ทำให้เกิด Pb-210 ที่สลายกัมมันตรังสีปลดปล่อยอนุภาคบีตาได้เป็น Bi-210 ซึ่งจะเกิดการสลายกัมมันตรังสีอย่าง รวดเร็วปลดปล่อยบีตาได้เป็น Po-210 จะพบ Po-210 ได้ในธรรมชาติที่มีแหล่งแร่ยูเรเนียม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมี ครึ่งชีวิตสั้น 138 วัน จึงพบได้น้อยมากในแหล่งแร่ยูเรเนียม หรือหางแร่จากโรงงานสกัดยูเรเนียม (ประมาณ 0.1 มิลลิกรัม /ตัน) ระดับความเข้มข้นในดินจะน้อย แต่จะมีความเข้มข้นสูงพบในใบยาสูบ จึงสามารถตรวจพบได้ปริมาณน้อย ๆ ในปัสสาวะของผู้สูบบุหรี่           Po-210 สามารถผลิตได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการนำ Bi-209 ไปอาบนิวตรอน และเป็นแหล่งที่มา ส่วนใหญ่ของ Po-210 รัสเซียใช้ Po-210 เป็นแหล่งกำเนิดความร้อนในยานอวกาศที่มีอายุใช้งานสั้น ๆ และยาน lunar rovers เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิดที่ใช้ ตะกั่ว-บิสมัท เป็นตัวระบายความร้อนก็จะมีการปนเปื้อนดว้ย Po-210 อันเกิด จากการที่บิสมัท-209 ทำปฏิกริยากับนิวตรอน           ด้วยครึ่งชีวิตที่สั้น หนึ่งกรัมของ Po-210 จึงมีระดับความแรงของปริมาณรังสีมากกว่า เรเดียม-226 (Ra-226) ที่มีครึ่งชีวิต 1600 ปี ถึง 5000 เท่าในปริมาณหนึ่งกรัมเท่ากัน แต่ในค่าของครึ่งชีวิต 138 วันของ Po-210 ก็ยาวเพียงพอ ที่จะประกอบเป็นผลิตภัณฑ์ การขนส่ง รวมถึงความสามารถในการใช้งาน ได้ก่อนที่จะสูญเสียศักยภาพไป ตราบใดที่ ผลิตภัณฑ์ของ Po-210 ยังถูกห่อหุ้มอยู่อย่างสมบูรณ์ ก็จะไม่มีความเสี่ยงในการใช้งาน รังสีแอลฟาจะเป็นอันตราย ก็ต่อเมื่อ มันเข้าไปภายในอวัยวะร่างกายเท่านั้น แต่ภายนอกร่างกาย ชั้นของผิวหนังก็สามารถป้องกันรังสีแอลฟาได้ ในกรณีของจารชนรัสเซียกล่าวกันว่าได้รับ Po-210 เข้าไปประมาณ 10 ไมโครกรัม (มีปริมาณรังสีประมาณ 10 จิกะเบ็กเคอเรล (GBq)) ผสมในหนึ่งถ้วยชา (ซึ่งชาถ้วยนี้จะอุ่นตลอดอันเนื่องจากการสลายกัมมันตรังสีของ Po-210)           อย่างไรก็ดี การได้รับ Po-210 เข้าสู่ร่างกายอาจจะไม่มีผลกระทบมากก็ได้ เมื่อได้รับแล้วมีการขับถ่ายออกไป ในวันหรือสองวัน โดยที่ยังไม่ได้ดูดซึมจากลำไส้ เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่ต้องมีตัวพาอินทรีย์ที่จะนำเข้าไปสู่ กระแสเลือด และนำเข้าไปสะสมอยู่ในอวัยวะที่สำคัญ [เป็นหลักการเดียวกันกับการรักษาแบบเจาะจงเป้าหมายด้วย แอลฟา (TAT) ที่ใช้ไอโซโทปรังสีแอลฟาระดับต่ำติดฉลากกับสารอินทรีย์บางอย่าง เพื่อเป็นตัวพาแอลฟาไปยัง เนื้อเยื่อเป้าหมายที่เป็นมะเร็งตามต้องการ]           ในกรณีของจารชนชาวรัสเซีย Mr.Livitnenko เกิดผลกระทบที่รุนแรงของแอลฟา เพราะเข้าไปอยู่ในอวัยวะ ที่สำคัญ และเกิดการทำลายอวัยวะนานมากกว่าสามสัปดาห์ และปริมาณที่ได้รับ ก็มากกว่าปริมาณที่ใช้การรักษา แบบเจาะจงเป้าหมายด้วยแอลฟาในการรักษามะเร็งร้อยเท่า และPo-210 มีครึ่งชีวิตที่ยาวนานกว่าไอโซโทปรังสีที่ใช้ใน TAT เป็นไปได้ที่มันจะถูกติดฉลากกับสารบางอย่างธรรมดาง่าย ๆ แบบน้ำตาล ตัวแทนจำหน่ายไอโซโทปรังสี (Supplies of radioisotopes) ไอโซโทปรังสีส่วนมากที่ใช้ทางการแพทย์ผลิตโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ดังรายนามผู้จำหน่ายบางส่วน ดังเช่น

  • NRU ที่ Chalk River ใน แคนาดา (จำหน่ายผ่าน MDS Nordion)
  • HFR ที่ Patten ใน เนเธอร์แลนด์ (จำหน่ายผ่าน IRE และ Covidien)
  • BR-2 ที่ Mol ในเบลเยียม (จำหน่ายผ่าน IRE และ Covidien)
  • Maria ในโปแลนด์ (จำหน่ายผ่าน Covidien)
  • Osiris & Orphee ที่ Saclay ฝรั่งเศส (จำหน่ายผ่าน IRE)
  • FRJ-2/FRM-2 ที่ Julich ในเยอรมัน (จำหน่ายผ่าน IRE)
  • LWR-15 ที่ Rez ในสาธารณรัฐเช็ก
  • HFETR ที่เฉิงตูประเทศจีน
  • Safari ในแอฟริกาใต้ (จำหน่ายผ่าน NTP)
  • Opal ในออสเตรเลีย (จำหน่ายผ่าน ANSTO สู่ตลาดในประเทศ)
  • ETRR-2 ในอียิปต์ (เตรียมพร้อมที่จะจัดจำหน่ายสู่ตลาดในประเทศ)
  • Dimitrovgrad ในรัสเซีย (จำหน่ายผ่าน Isotop–NIIAR)

  ไอโซโทปรังสีที่ผลิตจากผลผลิตฟิชชันของยูเรเนียม–235 (U-235) คือ Mo-99 เพื่อมาทำเป็นชุดกำเนิด Mo-99/Tc-99m  40% มาจาก MDS Nordion  25% มาจาก Covidien (เดิมคือ Tyco)  17% จาก IRE และ 10% จาก NTP สำหรับ I-131 มี 75% มาจาก IRE  25% มาจาก NTP สำหรับ Mo-99 อย่างเดียว 90 % ผลิตมาจาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 5 เครื่อง คือ NRUในแคนาดา 40%  HFR ในเนเธอร์แลนด์ 30%  BR-2 ในเบลเยียม 9%  Osiris ในฝรั่งเศส 5%  Safari-1 ในแอฟริกาใต้ 10 %  จากข้อมูลปี 2008 มี 31% มาจาก NRU แคนาดา           ความต้องการ Mo-99 ของทั่วโลกประมาณ 23,000 หกวันเทระเบ็กเคอเรล (six-days TBq) ต่อปี (กัมมันตภาพ 23,000 TBq คือปริมาณรังสีที่คิดปรับเทียบจาก 6 วันนับจากจากวันผลิต ดังเช่นเมื่อผลิตได้ปริมาณรังสีเท่าใดในวันผลิต ปริมาณรังสีที่ต้องปรับเทียบใช้งานต้องคิดที่หกวันถัดไป Mo-99 มีครึ่งชีวิต 66 ชั่วโมง ตัวคูณการสลายกัมมันตรังสีหกวัน คือ 0.22 ดังนั้นในวันผลิตต้องได้ปริมาณรังสีประมาณ 100,000 TBq จึงจะเหลือปริมาณรังสีในหกวันถัดไปประมาณ 23,000 TBq โดยคิดจาก 100,000 x 0.22 = 22,000 TBq โดยประมาณ ทั้งนี้ก็ต้องเผื่อเวลาไว้อีกประมาณสองวัน หลังจากการอาบนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จึงต้องการปริมาณรังสีเผื่ออีกประมาณ 167,000TBq หลังสิ้นสุด การอาบนิวตรอน เพื่อเผื่อเวลาไว้สำหรับรอการเย็นตัว เวลาสำหรับกระบวนการผลิต และเวลาการสลายกัมมันตรังสี ระหว่างการขนส่งจนถึงผู้ใช้) Mo-99 ส่วนมากผลิตจากการนำยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะสูงเป็นสารตั้งต้น ไปอาบ นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แล้วนำมาเข้ากระบวนการแยก Mo-99 และอาจแยกเอาผลผลิตฟิชชันอื่น ๆ ได้ เช่น ไอโอดีน-131  เครื่องปฏิกรณ์ Opal  Safari และเครื่องอื่น ๆ กำลังเปลี่ยนกระบวนการผลิตจากการใช้ยูเรเนียม-235 ที่เป็นสารตั้งต้นในการผลิตชนิดเสริมสมรรถนะสูง มาเป็นชนิดเสริมสมรรถนะต่ำ ด้วยเหตุผลการควบคุมการเผยแพร่ อาวุธนิวเคลียร์ ทำให้ต้องมีค่ากระบวนการผลิตเพิ่มขึ้นอีก 20%           ในปี 2008 ได้เกิดเหตุการณ์ที่ชี้ให้เห็นถึงข้อบกพร่อง และความไม่แน่นอน ในการที่จะจัดหาไอโซโทปรังสีที่ใช้ ในทางการแพทย์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Tc-99m ที่เป็นผลผลิตมาจาก Mo-99 โดยอยู่ในรูปของชุดกำเนิด Tc-99m ตามที่ ได้ระบุไว้ในตอนต้น คืออุปทานของโลกในการจัดหา Mo-99 ขึ้นอยู่กับเครื่องปกิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ผลิตเพียงแค่ห้าเครื่อง เท่านั้น และทั้งหมดมีอายุใช้งานมานานตั้งแต่ 43 – 52 ปี (นับถึงกลางปี 2010) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของแคนาดา และเนเธอร์แลนด์จำเป็นที่จะต้องมีการซ่อมแซมใหญ่ในปี 2009 – 2010 และมีความเป็นไปได้สูง ที่ไม่สามารถ เดินเครื่องได้ในบางช่วงเวลา เครือง Osiris ในฝรั่งเศสวางแผนที่จะหยุดเดินเครื่องในปี 2015 จากเหตุการณ์เหล่านี้ทำให้ มีการขาดแคลน Tc-99m ขึ้นในปี 2010 และทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ได้พยายามส่งเสริม ผลักดันให้มีแหล่งผลิตใหม่ในอียิปต์ ยุโรปตะวันออก และเอเชียกลาง ในช่วงวิกฤตอุปทานในปี 2009 – 2010 แอฟริกาใต้ (NECSA) Safari สามารถที่จะจัดหา 25% ของอุปทานของ Mo-99 ออสเตรเลียมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Opal ที่มีศักยภาพกำลังผลิตได้ถึงครึ่งหนึ่งของอุปทานของโลก แต่ก็ต้องมีระบบผลิตของ Mo-99 ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นด้วย มารองรับ การผลิต Mo-99 มีกระบวนการการผลิตตลอดจนการจำหน่ายที่ซับซ้อนและมีข้อจำกัด ทั้งนี้เพราะอายุของ ไอโซโทปรังสีที่เกี่ยวข้องมีช่วงอายุที่สั้น จึงมีความจำเป็นที่เด่นชัดในการขยายกำลังผลิตที่เพิ่มขึ้น และมีการแจกจ่าย จำหน่ายที่น่าเชื่อถือ จากข้อมูลของ NECSA มูลค่าตลาดของ Mo-99 ต่อปีประมาณห้าพันล้านดอลลาร์อเมริกัน           สภาคองเกรสของสหรัฐอเมริกาได้วางข้อกำหนดให้การผลิต Mo-99 จะต้องใช้สารตั้งต้นในการผลิต เปลี่ยนจาก ยูเรเนียมชนิดเสริมสมรรถนะสูง มาเป็นแบบเสริมสมรรถนะต่ำ และต่อไปจะวางข้อกำหนดให้ผู้เสนอราคา Mo-99 ใน ตลาดสหรัฐอเมริกา ต้องมาจากสารตั้งต้นยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำเท่านั้น ซึ่งจะมีปริมาณถึง 111 six-days TBq ต่อสัปดาห์ภายในช่วงกลางปี 2013 ซึ่งคิดเป็นปริมาณถึงสามในสี่ของความต้องการของโลกทีเดียว และการเสนอ ยื่นประมูลนี้ได้ถูกปิดไปแล้วตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2010           ในเดือนมกราคม 2009 ทาง Babcock & Wilcox ได้ประกาศถึงข้อตกลงร่วมมือกับ Covidien ที่จะผลิต Mo-99 ให้ได้ครึ่งหนึ่งของความต้องการของตลาดสหรัฐอเมริกาทีเดียว ถ้ากระบวนการผลิตทั้งหมดที่รวมถึงนวัตกรรม เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใหม่ และเทคโนโลยีกระบวนการแยก Mo-99 ประสบความสำเร็จ โดยได้มีการวางแผนที่จะ ใช้เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ Aqueous Homogeneous Reactor (AHR) มีสารตั้งต้นจากยูเรเนียม เสริมสมรรถนะต่ำ โดยมีขนาดกำลังของเครื่องเพียง 100 – 200 กิโลวัตต์ (kW) เชื้อเพลิงจะเป็นส่วนผสมของตัวหน่วง นิวตรอน (moderator) และยูเรเนียม-235 ซึ่งเชื้อเพลิงจะเป็นได้ทั้งสารตั้งต้นและเชื้อเพลิงร่วมกัน สถานที่ ปฏิบัติการผลิตหนึ่ง ๆ จึงควรจะมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบนี้ 4 เครื่อง B&W และ Covidien คาดหวังว่าจะเริ่มการผลิต ได้ครั้งแรกภายในห้าปี [กระบวนการผลิตโดยใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) มาละลายในสารละลายกรดและทำให้ เกิดมวลวิกฤต เพื่อให้เกิดกระบวนการฟิชชันในถังขนาด 200 ลิตร ในขณะเดียวกันที่ปฏิกริยาฟิชชันดำเนินอยู่ ของเหลวนี้ ก็จะหมุนเวียนเข้าสู่เครื่องกระบวนการแยก เพื่อที่จะแยกเอาผลผลิตฟิชชันออกมา ซึ่งมี Mo-99 รวมอยู่ด้วย ของเหลว ที่เหลือก็จะหมุนเวียนกลับไปสู่ถังเดิม กระบวนการทั้งหมดดำเนินการภายใต้อุณหภูมิและความดันต่ำ ๆ] ที่รัสเซีย โดยสถาบัน Russia’s kurchatov Institute ได้ดำเนินกระบวนการนี้มาตั้งแต่ปี 1981 โดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาด 120 kW ARGUS AHR และยังดำเนินการวิจัยและพัฒนาในกระบวนการผลิต Mo-99 อยู่ต่อไป           เช่นเดียวกัน มีรายงานว่าในสหรัฐอเมริกาโดยหมาวิทยาลัยมิสซูรี กำลังวางแผนที่จะขออนุญาตจาก NRC เพื่อที่จะผลิต Mo-99 ให้ได้ปริมาณครึ่งหนึ่งของความต้องการในสหรัฐอเมริกาโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัย โดยใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำเป็นสารตั้งต้นกระบวนการผลิตภายในปี 2012           ในรัสเซีย สถาบัน Research Institute of Atomic Reactor (NIIAR หรือ RIAR มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สามเครื่อง) และ Trans-regional Izotop Association (VA Izotop) ได้เซ็นสัญญาร่วมกันในนาม Isotop-NIIAR เพื่อที่จะผลิต Mo-99 ที่ Dimitrovgrad ในปี 2010 โดยในขั้นแรกจะดำเนินสายการผลิตได้ 1700 TBq ต่อปีในเดือน ธันวาคม 2010 ขั้นที่สองจะผลิตให้ได้ 52,000 TBq ต่อปี ตามข้อมูลจาก Rosatom แต่ไม่ได้บอกว่าปริมาณที่ผลิตได้มี การปรับเทียบผลการวัดปริมาณเมื่อไหร่ (VA Izotop ได้รับมอบอำนาจจาก Rosatom ตั้งแต่ปี 2009 เพื่อควบคุม การผลิตไอโซโทปรังสีพร้อมทั้งอุปกรณ์เครืองมือที่เกี่ยวข้องในรัสเซีย) การเซ็นต์สัญญาร่วมกันนี้มุ่งหมายที่จะผลิต Mo-99 ให้ได้ 26% ของความต้องการตลาดโลกในปี 2012 ในเดือนกันยายน 2010 JSC Izotop ได้ลงนามกรอบข้อตกลง กับ MDS Nordian เพื่อสำรวจโอกาสทางการค้าภายนอก รัสเซีย โดยมีการเซนต์สัญญาร่วมในนาม Isotop- NIIAR JV ในระเวลาในช่วงแรกคือ 10 ปี           โคบอลต์-60 (Co-60) ส่วนมากผลิตมาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลังแบบ Candu โดยการอาบนิวตรอน Co-59 รูปแบบแท่งพิเศษโดยการผลิตได้มีการขยายตัวอย่างมาก โดยมีแหล่งผลิตโดยรวมที่ Bruce B เมือง Pickering และ Gentilly ในแคนาดา  เครื่อง Embalse ในอาร์เจนตินา  เครื่อง Qinshan ระยะที่สามที่หน่วยหนึ่งและสองในประเทศจีน  เครื่อง Wolsong หนึ่งและสองในเกาหลีใต้ (ทั้งหมดผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ Candu) และLeningrad 1 ใน Russia (RBMK) ทั้งหมดเหล่านี้จะร่วมกันโดย Clinton and Hope Creek BWRs ในสหรัฐอเมริกานับจากปี 2012 กากกัมมันตรังสีเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (Nuclear Medicine Wastes) การใช้ไอโซโทปรังสีในการแพทย์เพื่อการวินิจฉัยและบำบัดรักษาโรค ทำให้เกิดกากกัมมันตรังสี ส่วนใหญ่จะเป็น กากอยู่ในระดับต่ำ Low-Level Waste (LLW) กากที่เกิดขึ้นนี้จะเป็นพวก กระดาษ เศษวัสดุ เครื่องมืออุปกรณ์ต่าง ๆ เสื้อผ้า และชุดกรองอากาศ ของเหล่านี้จะปนเปื้อนด้วยไอโซโทปรังสีจำนวนน้อย ๆ ส่วนมากจะมีอายุสั้น ๆ กากจำพวกนี้ จะมีการจัดเก็บโดยปล่อยให้สลายกัมมันตรังสีในช่วงระเวลาหนึ่ง อาจจะเป็นเดือนหรือสองสามปี ขึ้นอยู่กับครึ่งชีวิตของ ไอโซโทปรังสีที่เกี่ยวข้อง หลังจากนั้นก็จะนำไปฝังกลบในสถานที่ที่เตรียมการไว้โดยเฉพาะ           สำหรับไอโซโทปรังสีที่ใช้ในกระบวนการบำบัดรัษาระยะไกล (teletherapy) จะมีการพิจารณาจากการใช้งาน เมื่อมีการสลายกัมมันตรังสีไปตามครึ่งชีวิตแล้ว พบว่าการปลดปล่อยรังสีไม่สามารถที่จะทะลุทะลวงอวัยวะที่บำบัดรักษา ได้ดีพอ หรือต้องใช้ระยะเวลาที่นานขึ้น ก็จะพิจารณาเป็นกากกัมมันตรังสี แหล่งกำเนิดรังสีโคบอลต์-60 จะจัดอยู่ในระดับ กากกัมมันตรังสีครึ่งชีวิตสั้นระดับกลาง [Short-lived Intermediate –Level wastes (ILW)] แหล่งกำเนิดรัสีอื่น ๆเช่น เรเดียม-226 ที่ใช้ในการรักษามะเร็งต้องมีการจัดเก็บระยะยาว และมีการกำจัดที่ต้องใช้ธรณีวิทยามาเกี่ยวข้องและ พิจารณาเป็น HLW (High Level Waste) ทั้งนี้เพราะมีระดับรังสีสูงและมีครึ่งชีวตที่ยาวนาน ประโยชน์ของไอโซโทปรังสีที่ใช้ในการแพทย์ (Isotopes used in Medicine)             ไอโซโทปส่วนมากผลิตโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ มีบางส่วนผลิตโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาค โดยทั่วไป ไอโซโทปรังสีที่มีจำนวนนิวตรอนอยู่เกินจำนวน (neutron rich) โดยได้รับนิวตรอนส่วนเกินมาจากปฏิกิริยาฟิชชัน มีความจำเป็นที่ต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการผลิต ส่วนพวกที่มีจำนวนนิวตรอนอยู่ขาดจำนวน (neutron–depleted) จะใช้เครื่องเร่งอนุภาคผลิต จะมีจำนวนไอโซโทปรังสีประมาณ 40 ไอโซโทปที่ผลิตโดย การอาบนิวตรอน และอีก 5ไอโซโทปที่แยกออกมาจากผลผลิตฟิชชัน ไอโซโทปรังสีผลิตจากเครืองปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Reactor Radioisotopes) บิสมัท-213 (Bi-213) ครึ่งชีวิต 46 นาที ใช้สำหรับการบำบัดรักษามะเร็ง รักษาแบบเจาะจงเป้าหมาย [Targeted Alpha Therapy ( TAT )] มีพลังงานสูง 8.4 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) โครเมียม–51 (Cr-51) ครึ่งชีวิต 28 วัน ใช้ในการติดฉลากเม็ดเลือดแดง และใช้ในการหาการปริมาณการสูญเสีย โปรตีนในโรคกระเพาะอาหารและลำไส้ โคบอลต์-60 (Co-60) ครึ่งชีวิต 5.72 ปี เดิมใช้เพื่อการรักษาด้วยการฉายรังสีจากภายนอก ปัจจุบันใช้มากขึ้นสำหรับ การฆ่าเชื้อโรค ดิสโพรเซียม-165 (Dy-165) ครึ่งชีวิต 2 ชั่วโมง ใช้ในรูปของสารละลายไฮดรอกไซด์รักษาโรคไขข้อโดยการเจาะข้อ (synovectomy treatment of arthritis) เออร์เบียม-169 (Er-169) ครึ่งชีวิต 9.4 วัน ใช้เพื่อบรรเทาอาการปวดข้ออักเสบในข้อต่อ synovial joints โฮลเมียม-166 (Ho-166) ครึ่งชีวิต 26 ชั่วโมง ได้พัฒนาเพื่อใช้วินิจฉัยและรักษาเนื้องอกในตับ ไอโอดีน-125 (I-125) ครึ่งชีวิต 60 วัน ใช้เป็นรังสีรักษาระยะใกล้ (brachytherpy) มะเร็งต่อมลูกหมากและ มะเร็งสมอง นอกจากนี้ยังใช้เพื่อประเมินอัตราการกรองของไต และการวินิจฉัยการอุดตันของหลอดดำของขา หลอดเลือดดำอักเสบที่ขา นอกจากนี้ยังใช้อย่างแพร่หลายทางด้าน radioimmuno-assays เพื่อแสดงสถานการณ์มีอยู่ ของฮอร์โมนในปริมาณน้อย ๆ ไอโอดีน-131 (I-131) ครึ่งชีวิต 8.4 วัน ใช้อย่างกว้างขวางในการรักษามะเร็งต่อมไทรอยด์ และการถ่ายภาพ ต่อมไทรอยด์ นอกจากนี้ยังใช้ในการวินิจฉัยความผิตปกติการทำงานของตับ ไต การไหลเวียนของเลือด การอุดตัน ทางเดินปัสสาวะ ตัวมันเองมีการปลดปล่อยรังสีแกมมากำลังแรง แต่จะใช้ประโยชน์จากบีตาเพื่อการบำบัดรักษา อิริเดียม-192 (Ir-192) ครึ่งชีวิต 74 วัน ใช้ในลักษณะเส้นลวด สำหรับการรักษาด้วยรังสีภายใน เพื่อการรักษามะเร็ง ภายหลังการรักษาก็จะมีการนำออกมาจัดเก็บในภาชนะกำบังรังสี เหล็ก-59 (Fe-59) ครึ่งชีวิต 46 วัน ใช้ในการศึกษากระบวนการเผาผลาญธาตุเหล็กในม้าม ตะกั่ว-212 (Pb-212) หรือตะกั่ว-212 ครึ่งชีวิต 10.6 ชั่วโมง ใช้ในการรักษามะเร็งแบบเจาะจงเป้าหมายด้วยแอลฟา [Targeted Alpha Therapy (TAT)] โดยจะมีการสลายกัมมันตรังสีให้ Bi-212 ซึ่งสลายกัมมันตรังสีต่อไปเป็น Po-212 แล ะTl-208 ลูทีเชียม-177 (Lu-177) ครึ่งชีวิต 6.7 วัน มีการขยายตัวการใช้ประโยชน์เพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็ว มีการปลดปล่อย รังสีแกมมาที่เพียงพอ ที่สามารถนำไปถ่ายสร้างภาพอวัยวะ ในขณะที่มีการปลดปล่อยรังสีบีตา เพื่อใช้บำบัดรักษามะเร็ง เนื้องอกขนาดเล็กของต่อมไร้ท่อได้ ด้วยครึ่งชีวิตที่ยาวพอ ทำให้การเตรียมการใช้งานที่มีความยุ่งยากซับซ้อน มีเวลา ในการเตรียมความพร้อมได้นานขึ้น วิธีการผลิตก็สามารถทำได้ โดยการอาบรังสีนิวตรอนของสารตั้งต้นของ Lu-176 ธรรมชาติ หรือ Lu-176 เสริมสมรรถนะ ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โมลิบดีนัม-99 (Mo-99) ครึ่งชีวิต 66 ชั่วโมง ผลิตได้จากการแยกผลผลิตฟิชชัน ใช้เป็นไอโซโทปรังสีตัวตั้งต้น ในเครื่องตัวกำเนิด Mo-99/Tc-99m ให้ไอโซโทปรังสีTc-99m แพลเลเดียม-103 (Pd-103) ใช้ในรังสีรักษาระยะใกล้มะเร็งต่อมลูกหมากระยะเริ่มแรก โดยเตรียมในรูปเป็นเม็ด แล้วนำไปฝังอย่างถาวรบริเวณส่วนที่เป็นมะเร็ง ฟอสฟอรัส-32 (P-32) ครึ่งชีวิต 14 วัน ใช้ในการรักษา polycythemia vera (บำบัดการมีเม็ดเลือดแดงมากเกินไป) มีการสร้างเม็ดเลือดแดงมากผิดปกติในไขกระดูก เป็นไอโซโทปรังสีที่ปลดปล่อยรังสีบีตา โพแทสเซียม-42 (K-42) ครึ่งชีวิต 12 ชั่วโมง ใช้หาอัตราการแลกเปลี่ยนโพแทสเซียมของกระแสเลือดในหลอดเลือด รีเนียม-186 (Re-186) ครึ่งชีวิต 3.6 วัน ใช้บรรเทารักษาอาการปวดของมะเร็งกระดูก มีการปลดปล่อยรังสีบีตา ในขณะเดียวกันก็ให้รังสีแกมมาอย่างอ่อนเพื่อใช้การถ่ายภาพได้ รีเนียม-188 (Re-188) ครึ่งชีวิต 17 ชั่วโมง ให้รังสีบีตาเพื่อฉีดเข้าไปในหลอดเลือดหัวใจ ก่อนการทำบอลลูน หลอดเลือดหัวใจ ซาแมเรียม-153 (Sm-153) ครึ่งชีวิต 47 ชั่วโมง ใช้บรรเทาอาการปวดของมะเร็งกระดูกระยะที่สอง นอกจากนั้นยังมี ประสิทธิภาพมาก สำหรับการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากและมะเร็งเต้านม เป็นไอโซโทปรังสีที่ปลดปล่อยรังสีบีตา ซีลีเนียม-75 (Se-75) ครึ่งชีวิต 120 วัน ใช้ในรูปแบบของ seleno-methionine เพื่อการศึกษาการผลิตเอนไซม์ ย่อยอาหาร โซเดียม-24 (Na-24) ครึ่งชีวิต 15 ชั่วโมง ใช้ศึกษาเกลือแร่ที่มีอยู่ในร่างกาย สตรอนเชียม-89 (Sr-89) ครึ่งชีวิต 50 วัน ผลิตได้จากการแยกผลผลิตฟิชชัน มีประสิทธิภาพมากในการบรรเทาอาการ ปวดของมะเร็งต่อมลูกหมากและมะเร็งกระดูก เป็นไอโซโทปรังสีที่ปลดปล่อยรังสีบีตา เทคนีเชียม-99m (Tc-99m) ครึ่งชีวิต 6 ชั่วโมง ใช้เพื่อการถ่ายภาพ ใช้ในการถ่ายภาพโครงสร้างกระดูกและ กล้ามเนื้อหัวใจ นอกจากนั้นถ่ายภาพสมอง ต่อมไทรอยด์ ปอด เพื่อดูอัตราการไหลเวียนของเลือดและอากาศในปอด ม้าม ตับ ไตเ พื่อดูโครงสร้างและอัตราการกรอง ถุงน้ำดี ไขกระดูก ต่อมน้ำลาย ต่อมน้ำตา ปริมาณเลือดในหัวใจ การติดเชื้อ และใช้ในการศึกษาทางการแพทย์อีกมากมาย ผลิตได้จากการสลายกัมมันตรังสีของ Mo-99 ในรูปของ เครื่องกำเนิด Mo-99/Tc-99m ซีนอน-133 (Xe-133) ครึ่งชีวิต 5วัน ใช้เพื่อศึกษาการแลกเปลี่ยนอากาศของปอด อิตเทอร์เบียม-169 (Yb-169) ครึ่งชีวิต 32วัน ใช้ในการศึกษาระดับของเหลวไขสันหลังในสมอง อิตเทอร์เบียม-177 (Yb-177) ครึ่งชีวิต 1.9 ชั่วโมง เป็นต้นกำเนิดของ Lu-177 อิตเทรียม-90 (Y-90) ครึ่งชีวิต 64 ชั่วโมง ผลิตได้จากการแยกผลผลิตฟิชชัน ใช้ในการรักษาระยะใกล้ของมะเร็ง และใช้ในรูปของซิลิเกตคอลลอยด์ เพื่อบรรเทาอาการปวคข้ออักเสบในข้อต่อขนาดใหญ่ synovial joints เป็น ไอโซโทปรังสีสลายกัมมันตรังสีให้รังสีบีตาอย่างเดียว มีการใช้ในการบำบัดรักษาที่นิยมเพิ่มมากขึ้น ไอโซโทปรังสีของ ซีเซียม-137 (Cs-137) ทองคำ-198 (Au-198) รูทีเนียม-97 (Ru-97) ก็มีการใช้เพื่อรังสีรักษาระใกล้ (brachytherapy) เช่นกัน ไอโซโทปรังสีที่ผลิตจากเครื่องเร่งอนุภาค (Cyclotron Radioisotopes) คาร์บอน-11 (C-11) ไนโตรเจน-13 (N-13) ออกซิเจน-15 (O-15) ฟลูออรีน-18 (F-18) ทั้งหมดเป็น ไอโซโทปรังสีที่ปลดปล่อยโพซิตรอน ใช้กับเครื่อง PET สำหรับการศึกษาสรีรวิทยาและพยาธิวิทยาของสมอง โดยเฉพาะการมุ่งเน้นการเป็นลมชัก และในภาวะสมองเสื่อมหลงลืม ภาวะทางจิตและการศึกษาเภสัชวิทยาของ ระบบประสาท (Neuropharmacology) นอกจากนั้นยังมีบทบาทสำคัญในโรคหัวใจ F-18 ที่นำมาติดฉลากกับน้ำตาล FDG (fluorodeoxyglucose) ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญที่ใช้ในการตรวจสอบมะเร็ง และใช้เฝ้าติดตามผลความคืบหน้า การรักษามะเร็ง โดยการใชเทคนิคของ PET โคบอลต์-57 (Co-57) ครึ่งชีวิต 272 วัน ใช้เป็นตัวทำเครื่องหมายในการประมาณขนาดของอวัยวะ และใช้สำหรับ ชุดทดสอบสำเร็จรูปของการวินิจฉัยแบบ in-vitro ทองแดง-64 (Cu-64) ครึ่งชีวิต 64 วัน ใช้ในการศึกษาโรคทางพันธุกรรม อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทองแดง ในร่างกาย เช่น โรค Wilson’s and Menke’s ที่มีการสะสมของทองแดงผิดปกติ และยังใช้กับ PETเพื่อถ่ายภาพเนื้องอก และเพื่อการบำบัดรักษา ทองแดง-67 (Cu-67) ครึ่งชีวิต 2.6 วัน เป็นตัวปลดปล่อยรังสีบีตาใช้ในการบำบัดรักษา ฟลูออรีน-18 (F-18) ครึ่งชีวิต 1.83 ชั่วโมง ใช้เป็นตัวติดฉลากติดตามกับสารประกอบเคมีต่าง ๆ เช่น FLT (fluorothymidine), F-miso (fluoromisonidazole), 18-F- choline แกลเลียม-67 (Ga-67) ครึ่งชีวิต 78 ชั่วโมง ใช้ถ่ายภาพก้อนเนื้องอกและบอกตำแหน่งของแผลอักเสบฟกช้ำ แผลติดเชื้อ แกลเลียม-68 (Ga-68) ครึ่งชีวิต 68 นาที ปลดปล่อยรังสีบีตาใช้กับเครื่อง PETและ PET-CTได้มาจากเครื่องกำเนิด Germanium-68 (Ge-68) เจอร์เมเนียม-68 (Ge-68) ครึ่งชีวิต 271วัน ใช้เป็นไอโซโทปตัวตั้งต้นในเครื่องกำเนิดแกลเลียม-68 อินเดียม-111 (In-111) ครึ่งชีวิต 2.8 วัน ใช้สำหรับการศึกษาวินิจฉัย เช่น สมอง การติดเชื้อ และศึกษาการบีบตัว ของลำไส้ ไอโอดีน-123 (I-123) ครึ่งชีวิต 13 ชั่วโมง มีการใช้มากขึ้นสำหรับการวินิจฉัยการทำงานของต่อมไทรอยด์ เป็นตัวที่ปลดปล่อยรังสีแกมมาที่ไม่มีรังสีบีตาเหมือนกับ I-131 ไอโอดีน-124 (I-124) ครึ่งชีวิต 4.18 วัน ใช้เป็นตัวตรวจสอบติดตามของระบบต่าง ๆ คริปทอน-81m (Kr-81m) ครึ่งชีวิต 13 วินาที เกิดจากการสลายกัมมันตรังสีของรูบิเดียม-81(Ru-81) เป็นแก๊ส ใช้ถ่ายภาพดูการทำงานในการระบายอากาศของปอด เช่น ในผู้ป่วยหอบหืด และสำหรับการวินิจฉัยเบื้องต้นของโรคปอด การทำงานของปอด รูบิเดียม-82 (Ru-82) ครึ่งชีวิต 1.26 นาที ใช้ในการถ่ายภาพดูการไหลเวียนของเลือดไปเลี้ยงกล้ามเนื้หัวใจ ด้วย PET สตรอนเชียม-82 (Sr-82) ครึ่งชีวิต 25 วัน ใช้เป็นตัวกำเนิด Rb-82 แทลเลียม-201 (Tl-201) ครึ่งชีวิต 73 ชั่วโมง ใช้สำหรับวินิจฉัยโรคหลอดเลือดหัวใจและการทำงานผิดปกติอื่น ๆ ของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจตาย และการบอกตำแหน่งของ low grade lymphomas มะเร็งต่อมน้ำเหลืองที่มีแนวโน้ม ที่จะเติบโตและการแพร่กระจายอย่างช้า ๆ หมายเหตุ : ไอโซโทปรังสีคืออะไร (What are radioisotopes?)     มีธาตุอยู่หลาย ๆ ธาตุที่มีจำนวนของไอโซโทปเป็นจำนวนมาก โดยไอโซโทปของธาตุใด ๆ จะมีจำนวน โปรตรอนเท่ากันในอะตอม (คือ atomic number) แต่จะมีมวลที่ต่างกันเพราะมีจำนวนนิวตรอนที่ต่างกัน ในอะตอมที่อยู่ ในสถานะเป็นกลางจำนวนของอิเล็กตรอนภายนอกจะมีจำนวนเท่ากับจำนวนโปรตรอนหรือเท่ากับ atomic number อิเล็กตรอนเหล่านี้จะกำหนดสมบัติทางเคมีของอะตอม น้ำหนักอะตอมเป็นผลรวมของโปรตรอนกับนิวตรอน จะมีธาตุ ที่เสถียร 82 ธาตุและมีประมาณ 275 ไอโซโทปที่เสถียร เมื่อมีการรวมกันของนิวตรอนและโปรตรอนที่ไม่เคยปรากฎ อยู่ในธรรมชาติโดยเกิดขึ้นจากการประดิษฐ์ขึ้นมา อะตอมจะไม่คงตัวหรือไม่เสถียร เราเรียกว่า ไอโซโทปรังสี (radioactive isotope or radioisotope) นอกจากนี้ยังมีจำนวนของไอโซโทปที่ไม่เสถียรตามธรรมชาติ ที่เกิดขึ้นจาก การสลายกัมมันตรังสียูเรเนียมและทอเรียมเริ่มแรก โดยรวมทั้งหมดจะมี ไอโซโทปรังสีอยู่ประมาณ 1800 ไอโซโทป ในปัจจุบันมีไอโซโทปรังสีมากถึง 200 ไอโซโทปที่ใช้กันเป็นประจำ และส่วนใหญ่ต้องผลิตขึ้นมา ไอโซโทปรังสีสามารถผลิตได้หลายวิธี ที่ใช้กันส่วนมากก็คือการอาบนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งจะ เกี่ยวข้องกับการที่นิวตรอนถูกจับโดยนิวเคลียสของอะตอม ทำให้มีนิวตรอนอยู่เกินจำนวนในนิวเคลียส (neutron rich) ไอโซโทปรังสีบางชนิดผลิตขึ้นมาจากเครื่องเร่งอนุภาค โดยการเร่งความเร็วโปรตรอนให้เข้าไปรวมตัวในนิวเคลียส ทำให้เกิดการขาดจำนวนของนิวตรอนในนิวเคลียส (protron rich) นิวเคลียสของไอโซโทปรังสีจะมีการทำให้ตัวเองเข้าสู่สภาวะที่คงตัว โดยการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาและหรือ อนุภาคบีตาหรือโพซิตรอน อนุภาคเหล่านี้อาจปลดปล่อยออกมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน ในรูปของพลังงาน แม่เหล็กไฟฟ้ารู้จักกันในนามว่ารังสีแกมมา กระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่าการสลายกัมมันตรังสี (radioactive decay) ผลิตภัณฑ์ของสารกัมมันตรังสีที่ใช้ในทางการแพทย์จะเรียกว่า เภสัชภัณฑ์รังสี (radiopharmaceuticals)ถอดความเรียบเรียงจาก http://www.world-nuclear.org/info/default.aspx?id=546&terms=Radioisotopes%20in%20Medicine โพสต์เมื่อ : 9 สิงหาคม 2554