Physics for Medicine

මේ ඔක්තෝම්බර් මාසය "පියයුරු පිළිකා දැනුවත් කිරීමේ මාසය" ලෙස වෙන් කර ඇත.එමනිසා පියයුරු පිළිකා විකිරණ ප්‍රතිකාර සැලසුම්කරණය ගැන කෙටියෙන් මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කිරීම බලාපොරොත්තුවේ.
===================================
ලංකාවේ පියයුරු ප්‍රතිකාර සඳහා විකිරණ චිකිත්සාව සාම්ප්‍රදායික විකිරණශීලි කොබෝල්ට් ප්‍රතිකාර ඒකක සහ නවීන රේඛීය ත්වරණ යන්ත්‍ර ( Medical Linear Accelerator) ආශ්‍රිතව සිදු කරනු ලබයි.මේ ප්‍රතිකාර යන්ත්‍ර දෙවර්ගය හරහා විකිරණ චිකිත්සනය සිදු කරනු ලබන්නේ වෙන වෙනම පිළිවෙලින් අධිශක්ති ගැමා සහ x ෆෝටෝන භාවිතා කිරීමෙන්ය. Cobolt ප්‍රතිකාර යන්ත්‍රවල විකිරණශීලී Cobolt ප්‍රභවය ප්‍රතිකාර යන්ත්‍ර හිසෙහි තැන්පත් කර ඇති අතර රේඛීය ත්වරණ යන්ත්‍ර වල x කිරණ ප්‍රතිකාර අවස්ථාවේදී පමණක් අධි සංඛ්‍යාත ක්ෂුද්‍ර තරංග භාවිතයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බ ප්‍රතිකාර යන්ත්‍ර හිසෙහි කෙටි දුර තුළ අධික ත්වරණයකට ලක්කොට බාධකයක ගැටීමට සැලැස්වීමෙන් යන්ත්‍රය තුලින් ජනනය කරගනු ලබයි.

රේඛීය ත්වරණ විකිරණ ප්‍රතිකාර යන්ත්‍ර භාවිත කිරීමෙන් ඉතා සංකීර්ණ ස්වභාවයක් පෙන්නුම් කරන පිලිකා පැතිරීම් සඳහා අර්බුද අවට පිහිටා ඇති විකිරණ අවදානමට ලක්විය හැකි නිරෝගී අවයව වලට සිදුවිය හැකි හැකි හානිය ප්‍රශස්ත අයුරින් අවම කර ගැනීමෙන් ප්‍රතිකාර සැලසුම්කරණයට අදාළව රෝගියාට සිදු කිරීමට හැකියාව ඉඩ සැලසේ.

පිළිකාව සඳහා විකිරණ චිකිත්සන ප්‍රතිකාර සිදු කළ යුතු ආකාරය රෝගියාගේ සෛලවල ආක්‍රමණශීලී ස්වභාවයට අනුව වෛද්‍ය විද්‍යාත්මකව කාණ්ඩ ගතවන වර්ගීකරණය , පිළිකාව වසා ගැටති හරහා ව්‍යාප්තියක් සිදු වී ද නැද්ද යන්න හා සිරුර පුරා ව්‍යාප්තියක් සිදු වී ඇත්ද නැද්ද යන්න පිළිබඳ ලබා දෙන ජීව විද්‍යාත්මක පටක පරීක්ෂණ වාර්තා දත්ත මත තීරණය වේ. විකිරණ චිකිත්සන ප්‍රතිකාර බොහෝවිට පියයුරු පිළිකා සඳහා කරන ප්‍රතිකාර අවධි (Phases) එකක් හෝ දෙකක් සඳහා පිළිකාවේ ස්වභාවය අනුව සැලසුම් කෙරේ. මෙහිදී එක් එක් අවදි සඳහා ලබාදිය යුතු අර්බුද මාත්‍රාව (Radiation Dose) සහ එම මාත්‍රාව දිනකට බැගින් (Daily Dose) කොටස් වලට කැඩී ලැබෙන දින ගණන (Number of fractions) වෛද්‍යවරයා විසින් රෝගියාගේ රෝගයේ ස්වභාවය මත නිර්දේශ කරනු ලබන අතර දෙවැනි ප්‍රතිකාර අවධියක් (second phase) සඳහා බොහෝ විට යොමු වන්නේ පිළිකාව ස්ථානගතව තිබූ තිබූ ප්‍රදේශයට වැඩි විකිරණ මාත්‍රාවක් ලබා දීමටය.ශල්‍යකර්මයකින් සම්පුර්ණයෙන් ඉවත් කල පියයුරු ආශ්‍රිත කලාපයකට දෙවැනි ප්‍රතිකාර අවධියක් (second phase) සඳහා විකිරණ චිකිත්සනය නිර්දේශ නොවේ. නමුත් ශල්‍යකර්මයකින් කොටසක් ඉවත් කල පියයුරු සඳහා පළමු ප්‍රතිකාර අවධියක් (first phase) සඳහා විකිරණ චිකිත්සනය නිර්දේශ වේ. වයස 60 ට වැඩි රෝගීන්ට දෙවැනි ප්‍රතිකාර අවධියක් කිසිලෙසකින් නිර්දේශ නොවේ.

මෙරට පියයුරු පිලිකා සඳහා විකිරණ චිකිත්සන සැලසුම්කරණය බොහෝවිට 3D CRT( Three Diamentinal Conformal Radiotherapy ) තාක්ෂණික ක්‍රමවේදය හරහා බහුලව සිදු කරනු ලබන අතර විශේෂඥ වෛද්‍යවරයාගේ නිර්දේශය මත පිළිකාවේ ස්වභාවය අනුව නිසි අධීක්ෂණය යටතේ IMRT ( Intensity Modulated Radiotherapy ) තාක්ෂණික ක්‍රමවේදය යටතේ ද සිදු කරනු ලැබේ. මේ පරිගණක පද්ධති ආශ්‍රිත ප්‍රතිකාර සැලසුම් (Computer based treatment planning system)අන්තර්ජාතිකව පිලි ගන්නා සම්මත ක්‍රමවේදයන්ට ( Standard protocols )යටත්ව ප්‍රතිකාර ලබාදෙන විකිරණ මාත්‍රාවේ ව්‍යාප්ති ආවරණ ස්වභාවය (Dose distribution coverage) සහ අර්බුදයේ අවට ඇති නිරෝගී අවයව විකිරණ ප්‍රතිකාර නිසා ලබා ගන්නා මාත්‍රාවන් වල අනුකූලතාවයන් ප්‍රශස්ත මට්ටමක පවතින්නේ ද යන්න ප්‍රතිකාර සැලසුම් කරන පද්ධතියේ විකිරණ කදම්බ ආකෘතියට (Beam module) අනුරූප මාත්‍රා- පරිමා ජාල රේඛාමය ප්‍රස්තාරය (Dose volume Histogram )සහ මාත්‍රා සංඛ්‍යාන දත්ත (Dose statistics data ) සලකා බලා භෞතික විද්‍යාඥයන් (Physicists) සැකසූ ප්‍රතිකාර සැලසුමට පිළිකා රෝග විශේෂඥ වෛද්‍යවරයා (Oncologist) විසින් අනුමැතිය ලබා දෙයි. IMRT වැනි සැලසුම්කරණ තාක්ෂණික ක්‍රමවේදයක් මේ සඳහා භාවිත කලහොත් රෝගියාගේ විකිරණ ප්‍රතිකාරයට ප්‍රථම අදාළ ප්‍රතිකාර සැලසුම ප්‍රතිකාර කිරීමේ තත්ත්වයක ප්‍රායෝගිකව පවතීද නැද්ද යන්න සම්මත විකිරණමිතික තත්ත්ව සමීක්ෂණ ක්‍රියාවලියක් (Patient Specific QA) යටතේ භෞතික විද්‍යාත්මකව තහවුරු කරගත යුතුය. ප්‍රධාන වශයෙන් පියයුරු පිළිකා විකිරණ ප්‍රතිකාරයේදී විකිරණ අවදානමට ලක්වන නිරෝගී අවයව වන්නේ "හෘදය වස්තුව" සහ "පෙනහළු" වේ.

කාන්තාවන්ට බහුලව වැළඳෙන පිළිකා ප්‍රභේදයක් වී ඇති පියයුරු පිලිකා මුල් අවස්ථාවේම හඳුනා ගැනීමෙන් සම්පූර්ණයෙන් සුව කර ගැනීමට හැක.

- හේමාල් සෙන්දනායක -
භෞතික විද්‍යාඥ
අපේක්ෂා රෝහල
මහරගම

පහත දැක්වෙන්නේ 1895 ජූලි 26 වැනි දින ගන්නා ලද නොබෙල් ත්‍යාග ඉතිහාසයේ වඩාත්ම කීර්තිමත් යුවළගේ මංගල ඡායාරූපය යි. මාරි ස්ක්ලොඩොව්ස්කා සහ පියරේ කියුරි - විකිරණශීලීතාව පිළිබඳ ඔවුන්ගේ පර්යේෂණ සඳහා 1903 දී භෞතික විද්‍යාව නොබෙල් ත්‍යාගයේ සම-ලාභීන් ලෙස සම්මානයට පාත්‍ර වූහ (හෙන්රි බෙකරල් සමඟ). ඒ නොබෙල් ත්‍යාගය දිනාගත් ප්‍රථම කාන්තාව ලෙස ද, විවාහක යුවළක් විසින් නොබෙල් ත්‍යාගය දිනාගත් ප්‍රථම අවස්ථාව ලෙස ද ඉතිහාසයට එක් වෙමිනි.

මංගල දිනයේදී මනාලියන්ගේ ගවුම වෙනුවට මාරි කියුරි සැරසෙන්නේ ඉතා තද නිල් පැහැති ඇඳුමකිනි. පසුව එය රසායනාගාර ඇඳුමක් ලෙස වසර ගණනාවක් ඇය විසින් භාවිතා කරන ලද බව සඳහන් වෙයි. මංගල තෑග්ග ලෙස ලැබුණු මුදල් වලින් බයිසිකලයක් මිලදී ගත් මෙම යුවළ ඔවුන්ගේ විවේක කාලය ගත කළේ දිගු පාපැදි සවාරි වල යෙදෙමිනි. ඔවුන්ගේ ජීවිතයේ වැඩි කොටසක් ගත වුණේ රැකියාව සහ ඉගෙනීමේ කටයුතු සඳහා ය.

රේඩියම් සහ පොලෝනියම් මූලද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීමෙන්, රේඩියම් වෙන් කර ලබා ගැනීමෙන් (Isolating Radium), එම මූලද්‍රව්‍යයේ ස්වභාවය සහ සංයෝග පිළිබඳව අධ්‍යයනය කිරීමෙන් රසායන විද්‍යාවේ දියුණුව වෙනුවෙන් කරන ලද සේවය සඳහා 1911 දී මාරි කියුරි සහ ඇගේ දියණියට රසායන විද්‍යා නොබෙල් ත්‍යාගය පිරිනමන ලදී. නොබෙල් ත්‍යාගය දෙවරක් හිමි වූ පළමු පුද්ගලයා වන්නේ ඇයයි.

Take a look at this wedding photo from 26 July 1895 of the most renowned couple in the history of the Nobel Prize: Marie Sklodowska and Pierre Curie – co-recipients of the 1903 physics prize for their research on radioactivity (along with Henri Becquerel).

Instead of a bridal gown, Marie wears the very dark blue outfit that would serve her for many years as a laboratory outfit. The couple were given money as a wedding present which they each used to buy a bicycle, and long, sometimes adventurous cycle rides became their way of relaxing. Their life was otherwise filled with work and study.

Marie was awarded her second Nobel Prize in 1911, this time in the chemistry category, for her "advancement of chemistry by the discovery of the elements radium and polonium, by the isolation of radium and the study of the nature and compounds of this remarkable element." She was the first person to be awarded the Nobel Prize twice.

We are pleased to announce that, the Government Medical Physicists' Association (GMPA) is going to organize a webinar themed “Communicating the Role of Medical Physicist to the Public” on 13th Nov 2021.
**Especially focus on University students and Advanced Level Students**
• Webinar Platform: Zoom video conference system
• Registration open: 7th Nov 2021
• Registration deadline: 10th Nov 2021
• Registration Fees: Totally Free
Click here to Register: https://forms.gle/TNLmSi17LVFUGsA4A

https://www.iaea.org/newscenter/news/iaea-commemorates-the-worlds-first-medical-physicist-on-the-international-day-of-medical-physics

IAEA Commemorates the World's First Medical Physicist on the International Day of Medical Physics Did you know that Marie Skłodowska-Curie was the first medical physicist in the world? At the time she did not know it either.

අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමාන (Infra red Thermometers)
===================================

කොවිඩ්-19 වසංගත අවදානම අවම කරගනිමින් සාමාන්‍ය ජන ජීවිතය යථා තත්වයට පත්කිරීමේදී ජනතාව නිතර ගැවසෙන වෙළඳසැල්, බැංකු වැනි සේවා සපයන ආයතන තුළට ජනතාව ඇතුල්විය යුත්තේ විශේෂ ක්‍රමවේදයක් අනුගමනය කරමිනුයි. එවැනි ස්ථානවලට ඇතුල් වීමට පෙර විශේෂ උපකරණයක් යොදාගනිමින් උෂ්ණත්වය මැනීම සිදුකරන්නේ පුද්ගලයාගේ ශරීරයෙන් නිකුත් කරන අධෝරක්ත කිරණ උපයෝගී කරගනිමිනුයි.

තාප විකිරණ:

පදාර්ථයේ ඇති අංශු රත්වීමේදී වැඩි පරාසයක චලනය වන අතර එහිදී අංශුවල ආරෝපණ විස්ථාපනය වීමෙන්
හටගන්නා විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ තාප විකිරණ ලෙස හැඳින්වේ. නිරපේක්ෂ ශූන්‍යට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයේ ඇති සියළුම වස්තූන් තාප විකිරණ පිට කරයි. සත්වයන්ගේ ශරීර වලින් නිකුත් කෙරෙන අධෝරක්ත කිරණ හා කොස්මික් ක්ෂුද්‍ර පසුබිම් තරංග (Cosmic Microwave Background Radiation) මෙම තාප විකිරණ වලට උදාහරණ වේ. තාපගතික සමතුලිතතාවයේදී යම් වස්තුවක් කෘෂ්ණ වස්තුවක ( Black Body) ලක්ෂණ තෘප්ත කරයි නම්, එනම් යම් වස්තුවක් ඒ මත පතිත වන සියළුම විකිරණ වලට එම වස්තුව හරහා ගමන් කිරීමට ඉඩදෙයි නම් (පරාවර්තනය වීමකින් තොරව) සහ සියළුම විකිරණ අවශෝෂණය කරනු ලබයි නම් ( වස්තුව හරහා සම්ප්‍රේෂණය වීමකින් තොරව) එම වස්තුව කෘෂ්ණ වස්තුවක් ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ. කෘෂ්ණ වස්තුවක වර්ණාවලිය එහි උෂ්ණත්වය මත රඳාපවතින අතර ප්ලාන්ක්ගේ නියමය මගින් විස්තර කරයි. විමෝචනය කරන විකිරණ වල සංඛ්‍යාතය වීන්ගේ විස්ථාපන නියමය මගින් ද, එහි තීව්‍රතාවය ස්ටෙෆාන්- බෝල්ට්ස්මාන් නියමය මගින්ද පැහැදිලි කරයි.

අධෝරක්ත කිරණ:

විද්‍යුත් චුම්භක තරංග වර්ණාවලියේ නැනෝමීටර 700 සිට මිලිමීටරයක් දක්වා පරාසය තුළ විහිදෙන අධෝරක්ත කිරණ දෘශ්‍ය ආලෝකයට වඩා වැඩි තරංග ආයාමයන්ගෙන් යුක්තයි.කාමර උෂ්ණත්වයට ආසන්න උෂ්ණත්වය වල ඇති වස්තූන් බොහෝමයක් නිකුත් කරන තාප විකිරණ අයත් වන්නේ මෙම අධෝරක්ත කලාපයටයි. විද්‍යුත් චුම්භක තරංග වර්ගයක් නිසා එය තරංග හා අංශු යන දෙආකාරයටම හැසිරෙයි. දෘශ්‍ය ආලෝකය මෙන්ම අධෝරක්ත කිරණද සරල රේඛීයව ගමන් කරන අතර තම මාර්ගයේ ඇති අංශු මගින් අවශෝෂණය හා පරාවර්තනය යන සංසිද්ධි වලට භාජනය වෙයි.

අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමානයේ සැලසුම හා ක්‍රියාකාරීත්වය:

මෙහිදී ස්කන්ධයක් සහිත වස්තූන් විසින් තාපය ලෙස පිට කරනු ලබන ශක්තිය (අධෝරක්ත කලාපයට අයත්) සහ අවට පරිසරයේ අධෝරක්ත කිරණ අතර වෙනස සංසන්දනාත්මකව සළකමින් පාඨාංකය ලබා ගනියි.
ස්පර්ශ නොවන ආකාරයට උෂ්ණත්වය මැනීමට සකස් කර ඇති අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමාන වල උෂ්ණත්වය මැනීමට අවශ්‍ය ඉලක්කය (target) මගින් නිකුත් කරන ශක්තිය එක් රැස් කරගැනීම සඳහා සකස්කරන ලද කාචයකින්, ලබා ගන්නා ශක්තිය විද්‍යුත් සංඥාවක් බවට පත් කරන අනාවරකයකින් ( detector), වස්තුවේ විමෝචක ලක්ෂණ වලට අදාළව උෂ්ණත්වමානය ක්‍රමාංකනය කිරීමට හැකිවන පරිදි විමෝචකතා සීරුමාරු කොටසකින් ( Emmisivity adjustment), සහ අධෝරක්ත පරාසය ඉක්මවා යන අධික උෂ්ණත්ව වලින් උපකරණයට හානි වීම වැළක්වීමට සැකසුණු පරිපථයකින් ද සමන්විතයි.
වස්තුවෙන් පිටවන අධෝරක්ත කිරණ අධෝරක්ත සවේදක (Infrared Sensors) මගින් ග්‍රහණය කරගෙන එම කිරණ වල ශක්තිය පරිපථයක් හරහා විද්‍යුත් සංඥාවක් බවට පත් කරයි. මෙම විද්‍යුත් සංඥාව ක්‍රමාංකනය කරන ලද උපකරණයේ ඩිජිටල් තිරය මත ප්‍රදර්ශනය කරනු ලබන අතර එය ඕනෑම අයෙකුට පහසුවෙන් කියවා ගත හැකිය.

මැනීමට ගත වන්නේ තත්පර කිහිපයක් පමණක් නිසාත්, භාවිතා කිරීමට විශේෂිත පුහුණුවක් අවශ්‍ය නොවන නිසාත් බහුලව භාවිතා වන උපකණයක් ලෙස ජනප්‍රිය වී ඇත.

භාවිත හා උපදෙස්:

වස්තුවෙන් ඈත සිට හා ඉක්මණින් පාඨාංකය ලබා ගත හැකි වීම, වෙනත් උෂ්ණත්වමාන වලට සාපේක්ෂව අවට පරිසරයෙන් වන බලපෑම අඩු වීම, විශාල උෂ්ණත්ව මැනීමට භාවිතා කළ හැකි වීම හා පහසුව නිසා අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමානය බහුල ලෙස භාවිතා වෙයි.
අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමාන භාවිතාකරන්නේ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වමානයක් භාවිතා කිරීම ප්‍රායෝගික නොවන අවස්ථාවලදීය. ( උදාහරණයක් ලෙස මේ දිනවල වැනි වසංගත තත්වයකදි දුරක සිට උෂ්ණත්වය මැනීමට අවශ්‍ය වන අවස්ථාවක) කණ ආශ්‍රිත රෝගී තත්ව වලදී ඉතා සියුම් ඉන්ද්‍රියක් වන කර්ණ පටහ පටලයේ උෂ්ණත්වය ස්පර්ශයෙන් තොරව පරීක්ෂා කිරීමටත් මෙම උෂ්ණත්වමාන භාවිතා කරයි. ගිනි නිවීමේ කටයුතු වලදී ගින්න ඇති වීමට හේතූන් හා එය පැතිරීමට බලපාන උපකරණ සොයා ගැනීමටත් අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමාන යොදාගත හැකියි. විශාල කර්මාන්ත ආශ්‍රිත යන්ත්‍ර සූත්‍ර එක දිගට ක්‍රියාත්මක කිරීමේදී ඇතිවන අධික රත්වීම් වලින් ආරාක්ෂා කිරීමටත් මෙවැනි උෂ්ණත්වමාන සහිත සංවේදක (sensors) එම යන්ත්‍ර වලට සවිකෙරෙයි.

උෂ්ණත්වය මනිනු ලබන වස්තුවේ පෘෂ්ඨයේ ස්වභාවය මත විමෝචකතාව වෙනස් වන නිසා අධෝරක්ත උෂ්ණත්වමාන නිපදවීමේදී උෂ්ණත්වය මැනිය යුතු වස්තුවේ පෘෂ්ඨයේ ස්වභාවය අනුව තෝරා ගත යුතු අධෝරක්ත කිරණ පරාසය තීරණය කළ යුතුය.
දූවිලි අංශු, දුම්, ද්‍රව අංශු ආදියෙන් අධෝරක්ත සංවේදක කොටස්වලට හානි වීමටත්, මිනුමේ නිරවද්‍යතාවය අඩු වීමටත් හේතු විය හැකි බව භාවිතයේදී විශේෂයෙන් සිහියේ තබා ගත යුතුයි.

චේත්‍යා විදානපතිරණ
භෞතික විද්‍යාඥ
ජාතික පිළිකායතනය - මහරගම

https://www.iaea.org/resources/rpop/patients-and-public/radiotherapy #8

Radiotherapy - what patients need to know | IAEA Frequently asked questions » Will I be radioactive after radiotherapy?» What is the difference in radiation dose with radiotherapy compared with diagnostic procedures?» Is radiotherapy safe and effective?» What are the side effects of radiotherapy?» What measures are taken to ensure the quality...

සර්පිලාකාර අංශු ත්වරකය (Cyclotron)
================================

අපි රේඛීය ත්වරක (ලිනැක්) ගැන මුල් ලිපියකින් හඳුන්වා දුන්නා. රේඛීය ත්වරකයේ ක්‍රියාකාරීත්වය සහ එහි වෛද්‍ය විද්‍යාත්මක භාවිතය ගැනත් ඒ ලිපියේ සාකච්ඡා කලා. ඉතින් අද අපි ලියන්න යන්නෙ සර්පිලාකාර අංශු ත්වරක (cyclotron) (1 රූපය) සහ එහි භාවිතා වන භෞතික විද්‍යාත්මක සංකල්ප ගැන.

න්‍යෂ්ටික වෛද්‍ය විද්‍යාවේදි (nuclear medicine) ප්‍රතිකාර සහ රෝග විනිශ්චය කටයුතු වලට විකිරණශීලි සමස්ථානික (radioisotopes) භාවිතා කරනවා. අපි අහල තියන විකිරණශීලි අයඩින් ප්‍රතිකාරය (radioiodine treatment) මේ විදිහේ න්‍යෂ්ටික වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර ක්‍රමයක්. මෙහිදී භාවිතා වෙන්නෙ I-131 කියන විකිරණශීලි සමස්ථානිකය. ඒ වගේම PET (Positron Emission Tomography) කියන්නෙ න්‍යෂ්ටික වෛද්‍ය රෝග විනිශ්චය ක්‍රමයක්. භාවිතා වෙන්නෙ F-18 කියන විකිරණශීලි සමස්ථානිකය.

ක්‍රියාකරුවන්ගේ පහසුව සඳහාත්, රෝගියාගෙන් පහසුවෙන් හා වේගයෙන් ඉවත්වීම සඳහාත්, බාහිර පරිසරය විකිරණශීලී අපවිත්‍රවීම (radioactive contamination) වැලැක්වීම සඳහාත් මේ විකිරණශීලී සමස්ථානික ප්‍රධාන අවශ්‍යතා හතරක් සම්පූර්ණ කරන්න ඕන.

1. අඩු සක්‍රීයතාවය (low activity)
2. අඩු ශක්තිය (low energy)
3. කෙටි අර්ධ ආයු කාලය (short half-life)
4. ස්ථාවර දුහිතෘ න්‍යෂ්ටිකට පෘථක්කරණය (decay to a stable daughter)

ඉතින්, මේ අවශ්‍යතා සපුරන විකිරණශීලි සමස්ථානික අපට ස්වභාවික පරිසරයෙන් සොයා ගැනීම අපහසුයි. ඒ නිසා මේ විකිරණශීලි සමස්ථානික අපට කෘත්‍රිමව නිපදවා ගන්න වෙනවා.මේ හැකියාව න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක (nuclear reactors) සහ අංශු ත්වරක (particle accelerators) වලට තියෙනවා. මේ අංශු ත්වරක අපි කලින් කතා කල රේඛීය අංශු ත්වරක (linear accelerators) සහ සර්පිලාකාර අංශු ත්වරක එහෙම නැත්තම් සයික්ලොරෝන (cyclotrons) ලෙස ප්‍රධාන කොටස් දෙකකට බෙදෙනවා.

අපි කතා කරපු I-131 විකිරණශීලි සමස්ථානිකය වගේම I-125, Fe-59, K-42, Mo-99, Tc-99m වගේ විකිරණශීලි සමස්ථානික න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක තුල හැදෙනවා. ඒවගේම අපි කතා කරපු F-18 විකිරණශීලි සමස්ථානිකය වගේම න්‍යෂ්ටික වෛද්‍ය රෝග විනිශ්චය සඳහා යොදාගන්න C-11, N-13, O-15, Cu-64, Ga-67, In-111, Mo-99 විකිරණශීලි සමස්ථානික සහ න්‍යෂ්ටික වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර සඳහා යොදාගන්න Cu-67 විකිරණශීලි සමස්ථානිකයත් සයික්ලොට්‍රෝන තුල නිපදවෙනවා.

සයික්ලට්‍රෝනය නිපදවනු ලබන්නේ අර්නස්ට් ඕ. ලෝරන්ස් විසින් 1929-1930 තුල ඇමරිකාවේ කැලිෆෝනියා, බ(ර්)ක්ලි සරසවියේදී. මේ සඳහා ඔහු 1939 භෞතික විද්‍යාව පිලිබඳ නොබෙල් ත්‍යාගය දිනා ගනු ලබනවා.

දැන් අපි සයික්ලට්‍රෝනයේ ක්‍රියාකාරිත්වය විමසා බලමු.

සයික්ලට්‍රෝනය චුම්බකයකින් සහ එමගින් ඇතිවන චුම්බක ක්ෂේත්‍රයට ලම්භකව තබන ලද මැද හිස් වූ D හැඩැති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ (Dees) දෙකකින් සමන්විත වෙනවා. මෙම D හැඩැති ඉලෙක්ට්‍රෝඩවලට අධි සංඛ්‍යාත, අධි වෝල්ටීය දෝලකයක් මගින් ප්‍රත්‍යාවර්ත විභවයක් ලබා දෙනවා (2 රූපය). D දෙක මධ්‍යයේ තබා ඇති අයන ප්‍රභවයක් මගින් q ආරෝපණයක් සහිත ස්කන්ධය m වන ප්‍රෝටෝනයක් පිටකරයි නම් සහ ලබාදෙන ප්‍රත්‍යාවර්ත වෝල්ටීයතාව නිසා D දෙක අතර ඇතිවන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තීව්‍රතාව E නම් ප්‍රෝටෝනය මත qE ට සමාන, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ දිශාවට (එනම් (+) ආරෝපිත D හි සිට (-) ආරෝපිත D දෙසට) බලයක් ඇතිවනවා. එමගින් ඇතිවන ත්වරණය නිසා ප්‍රෝටෝනය (-) ආරෝපිත D තුලට පිවිසීමට මොහොතකට පෙර v ප්‍රවේගයක් ලබා ගන්නවා. බාහිරින් ලබා දෙන විභව අන්තරය V නම් ප්‍රෝටෝනය සඳහා විභව ශක්තිය වන්නේ qV. සන්නායකයක් තුල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ක්‍රියා නොකරන නිසා මෙම විභව ශකිතිය D තුලට පිවිසි වහාම චාලක ශක්තිය බවට පත් වෙනවා. එමෙන්ම D තුල පවතින චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට මෙම ප්‍රවේගයේ විශාලත්වය වෙනස් කිරීමට හැකියාවක් නෑ. ඒ නිසා D තුලින් පිටවන තාක් ප්‍රෝටෝනයේ ප්‍රවේගයේ විශාලත්වය v ම වෙනවා. මේ අනුව නැති වූ විභව ශකිතිය ලබා ගත් චාලක ශක්තියට සමාන කිරීමෙන් ප්‍රෝටෝනයේ ප්‍රවේගය;

v = [2qV/m]^(1/2).... [1]
ලෙස ප්‍රකාශ කල හැකියි.

නමුත් බාහිර චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ තීව්‍රතාවය B නම්, ප්‍රෝටෝනය D එකක් තුලට ඇතුල් වූ වහාම ඒ මත Bqv ට විශාලත්වයෙන් සමාන, චුම්බක ක්ෂේත්‍රයට ලම්භක බලයක් ඇතිවෙනවා. මෙම බලය සැමවිටම කේන්ද්‍රාභිසාරි බලයක් වනවා.මේ බලය නිසා D තුලදී ප්‍රෝටෝනය වෘත්තාකාර පථයක ගමන් කිරීමට පෙලබෙනවා (3 රූපය). මේ අනුව මෙම වෘත්තාකාර පථයේ අරය r නම් කේන්ද්‍රාභිසාරි බලය;

(mv^2)/r= Bqv....[2] මගින්
r= mv/Bq....[3] ලෙස වනවා.

කෙසේවෙතත් D එකක් තුල ප්‍රෝටෝනයට යා හැක්කේ අර්ධ වෘත්තයක් පමණයි. ඉන්පසු නැවතත් ප්‍රෝටෝනය විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තුලට යොමු වනවා. එවිට අනෙක් D හි ආරෝපණය (-) කරනු ලබනවා. නැවතත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිසා ඇතිවන බලයෙන් ප්‍රෝටෝනය ත්වරණය වී වඩා වැඩි ප්‍රවේගයකින් අනෙක් D එක වෙත පිවිසෙනවා. ප්‍රවේගය වැඩි වීම නිසා [3] සමීකරණය අනුව දැන් වෘත්තාකාර පථයේ අරය වැඩි වෙනවා. මේ අනුව ප්‍රෝටෝනය විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට පිවිසෙන සැම විටම එහි ප්‍රවේගය වැඩි කරගනිමින්, වෘත්තාකාර පථයේ අරය වැඩි කර ගනිමින්, එනම් සර්පිලාකාර පථයක චලනය වෙනවා. මේ සඳහා D හැඩැති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වල ආරෝපණය නියමිත පරිදි ප්‍රතිවර්ත කරනු ලැබීමෙන් ඇතිවන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ දිශාව නිසි පරිදි වෙනස් කරනු ලබනවා. මෙය https://www.google.com/search?q=cyclotron+animation+gif&rlz=1C1NDCM_enLK790LK790&sxsrf=ALeKk01i2k5porm_Mdy7suFrkK5OvZiuIQ:1591122461417&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=EAE7Pe6rgMxEWM%253A%252CplB3pWcoKY2eUM%252C_&vet=1&usg=AI4_-kTg-vjUc6LOTCiqLn11NRBqUwvm7Q&sa=X&ved=2ahUKEwiGje2I4ePpAhUFlEsFHZwDCk4Q9QEwAnoECAkQFw =EAE7Pe6rgMxEWM දක්වා ඇති 1- චල රූපයෙන් පැහැදිලි වේවි. ප්‍රෝටෝනයේ භ්‍රමණ සංඛ්‍යාතය f නම්;

v = rω....[4] සහ
ω = 2πf....[5] මගින්
v = 2πfr....[6] වෙනවා.
නමුත් [3] සමීකරණයෙන්;
v = Bqr/m....[7] වෙනවා.
මේ අනුව 2πfr = Bqr/m....[8] මගින්
f = Bq/2πm....[9] වෙනවා.

ආලෝකයේ ප්‍රවේගයට ආසන්න ප්‍රවේගයෙන් චලනය වන අංශු සඳහා;

f = Bq/2πγm'....[10] ලෙස කිව හැකියි.

මෙහි γ = 1/[1-(v/c)^2]^1/2 යනු ලෝරට්න්ස් සාධකය (lorentz factor) වන අතර m' යනු නිසල ස්කන්ධය (rest mass) වෙනවා. මෙය D සඳහා ලබාදෙන ප්‍රත්‍යාවර්ත අධි වෝල්ටීයතාවයේ සංඛ්‍යාතය වෙනවා.

මෙලෙස ප්‍රෝටෝන අවශ්‍ය තරම් ශක්තියක් ලබා ගත් පසු නිස්සරණ පද්ධතියක් (extraction system) මගින් සයික්ලට්‍රෝනයෙන් ඉවතට ගෙන (4 රූපය) සුදුසු ඉලක්කයක් (target) මත ගැටීමට සැලස්වීමෙන් විකිරණශීලී සමස්ථානික නිපදවනු ලබනවා (5 රූපය).

මෙලෙස විකිරණශීලී සමස්ථානික නිපදවෙන්නේ අංශු සක්‍රීයකරණය (particle activation) මගින්.

M1 -> M2 -> දුහිතෘ න්‍යෂ්ටිය යන න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාව සලකමු.

මෙහි M1 යනු ස්ථායි න්‍යෂ්ටියක් පවතින සමස්ථානිකයක් වනවා. මෙවැනි ඉලක්කයක් සයික්ලට්‍රෝනය මගින් නිපදවෙන අධි ශක්ති අංශු සමග ගැටීමට සැලස්වීමෙන් λ ක්ෂය නියතයක් (decay constant) සහිත M2 විකිරණශීලි සමස්ථානිකය සෑදෙනවා. එය ස්ථායි දුහිතෘ න්‍යෂ්ටියකට පෘථක්කරණය වනවා. මේ අනුව කෙටි කාලයක් තුලදී M2 නිපදවෙන ශුද්ධ සීඝ්‍රතාව;

[dN2/dt] = R – λN2….[11] මගින් දෙනු ලබනවා.

මෙහි N2 යනු අංශු ප්‍රකිරණය (particle irradiation) සිදු වන ඕනම වෙලාවක් තුලදී පවතින M2 පරමාණු ගණන. λN2 යනු M2 පෘථක්කරණය වන සීඝ්‍රතාවය. R යනු M1 මගින් M2 නිපදවන සීඝ්‍රතාවය.

R = ɸơN1….[12] ලෙස වෙනවා.

මෙහි ɸ යනු අංශු ප්‍රවාහය (particle flux) වන අතර ơ යනු M1 -> M2 න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා සක්‍රියකරණ හරස්කඩ (activation cross section) වනවා. N1 යනු ඉලක්කයේ පවතින M1 පරමාණු ගණන වනවා.

[11] සමීකරණය නැවත සකස් කිරීමෙන්;
[dN2/dt] + λN2= R….[13]

මෙය පලමු ගණයේ අවකල සමීකරණයක් වන අතර මෙය විසඳීමෙන්;

λN2 = ɸơN1[1-exp(-λt)] ….[14] ලෙස ලැබෙනවා.

මේ අනුව [14] සමීකරණය මගින් M2 හි මුල් සක්‍රියතාව (activity) ලබා දෙනවා. අංශු ප්‍රකිරණයෙන් T කාලයකට පසු M2 හි සක්‍රියතාව;

A=A0[exp(-λT)….[15] මගින්
A= ɸơN1[1-exp(-λt)]. exp(-λT)….[16] ලෙස දෙනු ලබනවා.

මේ ආකාරයට සයික්ලට්‍රෝනය මගින් සිදුවන විකිරණශීලී සමස්ථානික නිපදවීම් වලදී පහත ආකාරයේ න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා සිදු වෙනවා.

(p,n) ප්‍රතික්‍රියා [(ප්‍රෝටෝන, නියුට්‍රෝන) ප්‍රතික්‍රියා]
(d,α) ප්‍රතික්‍රියා [(ඩියුටරෝන, ඇල්ෆා අංශු) ප්‍රතික්‍රියා]
(p,α) ප්‍රතික්‍රියා [(ප්‍රෝටෝන, ඇල්ෆා අංශු) ප්‍රතික්‍රියා]
(d,n) ප්‍රතික්‍රියා [(ඩියුටරෝන, නියුට්‍රෝන) ප්‍රතික්‍රියා]
(d,2n) ප්‍රතික්‍රියා [(ඩියුටරෝන, ද්වීනියුට්‍රෝන) ප්‍රතික්‍රියා]
(α,2n) ප්‍රතික්‍රියා [(ඇල්ෆා අංශු, ද්වීනියුට්‍රෝන) ප්‍රතික්‍රියා]

මේ ප්‍රතික්‍රියා උදාහරණ සහිතව 6 රූපයේ දක්වා ඇති. විවිධ විශාලත්ව වලින් යුතු සයික්ලට්‍රෝන 7 රූපයේද දක්වා තිබෙනවා.

ඉතින් ශ්‍රී ලංකාව තුල අපට සයික්ලට්‍රෝන පහසුකම් නොමැති නිසා PET ආදී පරීක්ෂණ සඳහා අවශ්‍ය වන FDG (Fluorodeoxyglucose) වැනි විකිරණශීලී ඖෂධ (radiopharmaceuticals) ඉන්දියාව වැනි රටවල් වලින් ගෙන්වීමට සිදු වෙනවා. FDG හි පවතින F-18 විකිරණශීලී සමස්ථානිකයේ අර්ධ ආයු කාලය (half-life) මිනිත්තු110ක් පමණ. සාමාන්‍යයෙන් 70 kg බරැති වඩිහිටියෙකුගේ පිලිකා, හෘදයාබාධ වැනි රෝග පරීක්ෂාව සඳහා 5 mCi – 10 mCi වැනි විකිරණ මාත්‍රාවක් අවශ්‍ය වෙනවා. ඉතින් පරීක්ෂණය සිදු කරන කාලය තුල මේ මාත්‍රාව තබා ගැනීමට නම් ප්‍රවාහනයට ගතවන කාලයද ඇතුලුව වැය වන සියලු කාලය සලකා බලා වැඩි මාත්‍රාවකින් යුතු ඖෂධ ඉන්දියාවේ සිට මෙහි ගෙන එන්න සිදු වෙනවා. මෙය ඉතා මිල අධික ක්‍රියාවක්. මේ නිසා ලංකාව තුල සයික්ලට්‍රෝනයක් ස්ථාපිත කිරීම සුදුසු විය හැකියි. නමුත් සයික්ලට්‍රෝනයක් ස්ථාපිත කිරීම පහසු වැඩක් නම් නෙවෙයි. ඒ සඳහා වන මූලික වියදම, දැනුම ලබා දීම සහ නඩත්තුව සඳහා වන වියදම් ද අධික විය හැකියි. ඒ වගේම සයික්ලට්‍රෝනයක් ස්ථාපිත කිරීමේදීත් විකිරණ ආරක්ෂාව පිලිබඳවත් සැලකිලිමත් විය යුතුයි. ඉතින් කවදා හරි දවසක අපේ රටේ වෛද්‍ය සයික්ලට්‍රෝනයක් ස්ථාපිත වෙනව නම් එය සෞඛ්‍ය අමාත්‍යාංශයේත්, පරමාණුක බලශක්ති මණ්ඩලයේත්, පරමාණුක බලශක්ති නියාමන සභාවේත් සාමූහික ක්‍රියාවක ප්‍රතිඵලයක් වේවි. ඒ සඳහා හොඳ දැනුමක් තියන භෞතික විද්‍යාඥයන්, ඉංජිනේරුවන්, විකිරණ රසඥයන්, විකිරණ ඖෂධවේදීන් සහ තාක්ෂණඥයන් බිහිවේවි.

රුචිර T. N. රාජපක්ෂ,
භෞතික විද්‍යාඥ,
ජාතික රෝහල - මහනුවර.

MRI හි භාවිතා වන භෞතික විද්‍යාත්මක සංකල්ප
==================================

රෝහලක් තුලදී රෝග නිර්ණය කටයුතු සදහා විවිධ Scan පරීක්ෂණ භාවිතා කරනු ලැබේ. ඒවා අතර චුම්බක අනුනාද රූපණ හෙවත් Magnetic Resonance Imaging (MRI) සදහා ප්‍රමුඛ තැනක් හිමිවේ (1 රූපය). මේ උත්සාහය MRI හි භාවිතා වන භෞතික විද්‍යාත්මක සංකල්ප ගැන සරල පැහැදිලි කිරීමක් සිදු කිරීමටයි.

සියලුම සායනික රූප ජනනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන MRI හි මූලික සම්භවය සිදුවන්නේ හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටීන්ගෙනි. හයිඩ්‍රජන් න්‍යෂ්ටීන් ධන විද්‍යුත් ආරෝපණයක් සහිත තනි ප්‍රෝටෝනයකින් සමන්විත වේ. ප්‍රෝටෝනය නිරන්තරයෙන් භ්‍රමණය වන අතර ධන ආරෝපණයද එය සමග භ්‍රමණය වේ. චලනය වන විද්‍යුත් ආරෝපණයක් ධාරාවක් ලෙස හඳුන්වන බවත් විද්‍යුත් ධාරාවක් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කරන බවත් සරල භෞතික විද්‍යා මූලධර්ම භාවිතයෙන් පැහැදිලි කළ හැක. මේ අනුව, ප්‍රෝටෝන වලට තමන්ගේම චුම්බක ක්ෂේත්‍ර ඇති අතර ඒවා කුඩා දණ්ඩ චුම්බක මෙන් හැසිරේ (2 රූපය).

සෑම ප්‍රෝටෝනයක් සඳහාම ඇති මෙම චුම්බක ක්ෂේත්‍රය චුම්භක ක්ෂණයක් (moment) ලෙස හැඳින්වේ. චුම්බක ක්ෂණ සාමාන්‍යයෙන් අහඹු ලෙස නැඹුරු වේ. කෙසේ වෙතත්, බාහිර ස්ථිතික චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් (Bo) යොදන විට ඒවා සමාන්තර හෝ බාහිර ක්ෂේත්‍රයට ප්‍රතිවිරුද්ධ ලෙස ස්ථානගත වීම සිදුවේ. මෙම පෙළගැස්වීමේදී පද්ධතිය වඩාත් කැමති තත්වය වන්නේ අවම ශක්තියක් අවශ්‍ය වන අවස්ථාවයි: එනම් චුම්භක ක්ෂණ බාහිර Bo ට සමාන්තරව පිහිටන අවස්ථාවයි. ඒ අනුව වඩා වැඩි ප්‍රෝටෝන ප්‍රමාණයක් Bo සමඟ පෙළ ගැසෙයි. Bo ට සමාන්තරව හා ප්‍රතිවිරුද්ධ ලෙස පෙළ ගැසෙන ප්‍රෝටෝන සංඛ්‍යාවේ වෙනස සාමාන්‍යයෙන් ඉතා කුඩා‍ය. නමුත් එම ප්‍රමාණය රඳා පවතින්නේ Bo හි ශක්තිය මෙන්ම නියැදියේ උෂ්ණත්වයද මත ය. දළ අගයක් ලෙස, ප්‍රෝටෝන මිලියන 10 ක් පමණ Bo ට ප්‍රතිවිරුද්ධ ලෙස පෙළගස්වන විට දළ වශයෙන් 10 000 007 ක් බාහිර චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තර ලෙස පෙළගස්වයි. වර්තමානයේ භාවිතාවන MRI යන්ත්‍රවල ප්‍රධාන චුම්බකයේ හෙවත් Bo හි තීව්‍රතාව 1.5 T, 3.0 T පමණ වන අතර පෘථිවි චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ තීව්‍රතාව 25 – 65 අතර මයික්‍රෝ ටෙස්ලා අගයක්. ඒ අනුව MRI යන්ත්‍රයේ තීව්‍රතාව, පෘතුවි චුම්භක ක්ශේත්‍රයේ තීව්‍රතාව මෙන් 10^5 පමණ අගයක් වේ.

බාහිර ස්ථිතික චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් තුළට දැමූ විට, ප්‍රෝටෝන සමූහය සමස්තයක් ලෙස පූර්වායනය/ සාපේක්ෂක අක්ෂ භ්‍රමණය (Precession) ලෙස හදුන්වන භ්‍රමණයකට යටත් වේ (3 රූපය). මෙම චලිතය සදහා උදාහරණයක් ලෙස බඹරයක චලිතය පෙන්විය හැක. බඹරය කැරකෙවෙන විට එහි ඉහල කොටස තම අක්ෂය වටා කැරකෙවෙන අතරම බිම වැටීමකින් තොරව ප්‍රධාන අක්ෂය වටා කේතු ආකාර චලියතයක්ද සිදුකරයි. පූර්වායනයේ වේගය හෙවත් ප්‍රෝටෝනය තත්පරයක් තුලදී පූර්වායන කීයක් සිදුකරන්නේද යන්න පූර්වායන සංඛ්‍යාතය මගින් දෙනු ලැබේ. මෙය ලාමර් සංඛ්‍යාතය ලෙසද හදුන්වන අතර අගය ලාමර් සමීකරණය මගින් ගණනය කලහැක (1 සමීකරණය).

මෙහි γ යනු අදාල ප්‍රෝටෝනය මත රදාපවතින නියතයකි. එය gyromagnetic අනුපාතය ලෙස හදුන්වනු ලැබේ. ප්‍රෝටෝනයක් සදහා මෙහි අගය 42.6 MHz/T වේ. ලාමර් සමීකරණය මගින් පැහැදිලිවන තවත් කරුණක් වනේ පූර්වායන සංඛ්‍යාතය බාහිර ස්ථිතික චුම්බක ක්ෂේත්‍රය මත රදා පවතින බවයි.

Bo ට සමාන්තරව ක්‍රියා කරන ප්‍රෝටෝන සෑම දිශාවකටම 3 රූපයේ ආකාරයට ක්‍රියා කරන අතර විරුද්ධ දිශාවට ඇති ප්‍රෝටෝන මගින් එකිනෙක අවලංගු වීමට පටන් ගනී. මෙසේ ඇතිවන කුඩා චුම්භක ක්ෂේත්‍ර මගින් තනි සමක චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ඇතිවේ. සාමාන්‍යයෙන් මෙම සමක ක්ෂේත්‍රය Z අක්ශය ඔස්සේ යොමු වූ දෛශිකයක් ලෙස ලාක්ෂණිකව පෙන්වයි. මෙම දෛශිකය ආයත/දික් අතට පිහිටි (longitudinal) චුම්භකත්වය ලෙස හදුන්වනු ලැබේ.

රෝගියකු යන්ත්‍රය වෙතට ඇතුල්කර පසු මෙම ක්ෂේත්‍රය රෝගියාගේ දෙපතුල සිට ශරීරය දිගේ හිස දෙසට පිහිටන්නේ යැයි සැලකේ. බාහිරව ඉතා කෙටි කලකට ලබාදෙන Radio Frequency (RF) සංඥාවක් මගින් මෙම දෛශිකයක xy තලය වෙතට නැවීමක් සිදුකල හැකිය. මේ සදහා ලබාදෙන RF සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය, කලින් පැවසූ ලාමර් සංඛ්‍යාතය විය යතුය. මෙවිට ප්‍රෝටෝනයේ පූර්වායන සංඛ්‍යාතය බාහිරව ලබාදෙන RF සංඥාවේ සංඛ්‍යාතයට සමාන වීමෙන් අනුනාද අවස්තාවට එලඹ ශක්ති සම්ප්‍රේෂණයක් සිදු කරයි. මෙසේ ආයත චුම්භක දෛශිකය හරස් (transverse) දෛශිකයක් වීම සිදුවේ. RF සංඥාව ලබාදෙන කාලය හා එහි ශක්තිය අනුව හරස් දෛශිකය Z අක්ශයේ සිට අවශ්‍ය කෝණයකින් (අංශක 90, 180) නැමීම සිදු කල හැක. මෙම දෛශික නැවත මුල් අවස්ථාවන් වෙත පත්වීමට ගතවන කාලයන් MRI හි ඉතා වැදගත් පරාමිතීන් දෙකකි. ඒ පිලිබද නැවත ලිපියකින් සාකච්ඡා කරමු.

මුදිත බණ්ඩාර,
පර්යේෂණ සහකාර,
භෞතික විද්‍යා අධ්‍යනාංශය,
කොළඹ විශ්වවිද්‍යාලය.

88 years ago , the course of nuclear physics took a new turn when John Cockcroft and Ernest Walton split the atom using a particle accelerator for the first time. This achievement earned them the Nobel Prize in Physics in 1951.

Cockcroft and Walton developed an accelerator that generates extremely penetrating radiation. They then used this accelerator to bombard lithium with protons and effectively split its nucleus into two helium atoms. It was the first time one element had been changed to another under full human control. This discovery has helped scientists understand how they can manipulate particles on a subatomic level in an effort to better understand the structure and function of matter.

⚛️ Learn more about accelerators: bit.ly/2D1YuIC

කොරෝන වයිරසය හදුනා ගැනීම සදහා සිදුකරන real time RT-PCR පරීක්ෂණය සිදු කරන්නේ කෙසේද?

===================================
විකිරණ ප්‍රතිකාර ගැන නිතරම ඇහෙන ප්‍රශ්න
ලිපි අංක 2
===================================

විකිරණ හා ඒ සම්බන්ධ ප්‍රතිකාර ගැන හැමෝටම තියෙන්නෙ කුතුහලයක්. සාමාන්‍ය ජනතාව ඒ ගැන නිවැරදිව නොදැන සිටීම නිසා තමන්ට හෝ තමන්ගේ පවුලේ අයෙකුට විකිරණ සම්බන්ධ ප්‍රතිකාර ලබාදීමේදී විවිධ ගැටළු ඇතිවෙනවා.ප්‍රතිකාරය සාර්ථකව ලබා ගැනීමට පවා එමඟින් බාධා ඇතිවෙන්න පුළුවන්. ඒ නිසාම මෙම විශේෂාංගය මඟින් අපි කතා කරන්න බලාපොරොත්තු වෙන්නෙ විකිරණ සහ විකිරණ ප්‍රතිකාර ගැන බොහෝ දෙනෙක්ට පොදුවේ ඇතිවෙන ගැටළු සහ ඒ පිළිබඳව ඇති මිථ්‍යා මත ගැන. ඔබටත් පුළුවන් ඔබට මේ ගැන ඇතිවෙන ගැටළු අපට ඉදිරිපත් කරන්න.

====================================
විකිරණ ප්‍රතිකාර සඳහා භාවිතා වන විකිරණ වර්ග
Types of radiation beams used in Radiotherapy
====================================

මීට පෙර සඳහන් කළ ආකාරයට විකිරණ ප්‍රතිකාර වර්ග ගැන අවබෝධයක් දැන් ඔබට ඇති.මේ ප්‍රතිකාර අතරින් වැඩිපුරම භාවිතා වෙන ප්‍රතිකාර ක්‍රමය වන බාහිර විකිරණ ප්‍රතිකාර ගැන තමයි මෙහිදී අවධානය යොමුවෙන්නෙ.

රෝගියාගේ ශරීරයේ එක් නිශ්චිත ප්‍රදේශයකට පමණක් බාහිරින් ඇති විකිරණ ප්‍රතිකාර යන්ත්‍රයක් ආධාරයෙන් විකිරණ ලබාදීම මෙහිදී සිදුවෙනවා.මේ ලබාදෙන විකිරණ වර්ග සියල්ල එක සමාන ලෙස අප සිතුවත් පිළිකාවේ ස්වභාවය, වර්ගය, පිහිටීම සහ රෝහල තුළ පවතින පහසුකම් වැනි කරුණු අනුව එක් එක් රෝගියාට ලබා දෙන විකිරණ වර්ගය තීරණය කරනු ලබනවා. ඒ අනුව,

1) ෆෝටෝන (Photons)
2) ඉලෙක්ට්‍රෝන (Electrons)
3) ප්‍රෝටෝන (Protons)

යන වර්ගවලින් එක් වර්ගයක් හෝ වර්ග කිහිපයක එකතුවක් ලෙස ප්‍රතිකාරය සමන්විත විය හැකිය.

ෆෝටෝන
--------------
විකිරණ ප්‍රතිකාර වලදී බහුලව භාවිතා කරන්නෙ ෆෝටෝන. ඒවා අධි ශක්තියෙන් යුක්තයි. ශරීර අභ්‍යන්තරයේ ගැඹුරින් පිහිටි පිළිකා සඳහා ප්‍රතිකාර කිරීමට වඩාත් සුදුසු වෙන්නෙ ෆෝටෝන. ෆෝටෝන කදම්බ ශරීරය තුළින් ගමන් කිරීමේදී එහි ගමන් මාර්ගයෙන් ඉවතට කුඩා ප්‍රමාණයකින් විසිරීමක් (scatter) සිදු වෙනවා. ෆෝටෝනවල මෙම විශේෂ ලක්ෂණ නිසා පිළිකා සෛල වලට ප්‍රතිකාර කිරීමේදී විකිරණ ගමන් කරන මාර්ගයේ සහ ඒ ආසන්නයේ ඇති අනෙකුත් සාමාන්‍ය සෛල වලටද හානි සිදු වීමට ඉඩ කඩ තිබෙනවා.සාමාන්‍යයෙන් විකිරණ ප්‍රතිකාර සැලසුම් කරන්නෙ මෙසේ සාමන්‍ය සෛල වලට විය හැකි හානිය අවම වන ආකාරයටයි. රෝග පරීක්ෂා කිරීමට භාවිතා වන එක්ස් කිරණ ද (X rays) මෙම වර්ගයට අයත් වුවත් ප්‍රතිකාර සඳහා භාවිතා කරන්නෙ අධි ශක්ති එක්ස් කිරණ හෝ ගැමා කිරණයි (Gamma rays).

ඉලෙක්ට්‍රෝන
---------------------
ඉලෙක්ට්‍රෝන කියන්නෙ ඍණ ආරෝපිත අංශු විශේෂයක්. ඒවාට විශාල දුරකට ගමන් කිරීමේ හැකියාවක් නොමැති නිසා ශරීරයේ අඩු ගැඹුරකින් ඇති පිළිකා සෛල සඳහා ප්‍රතිකාර කිරීමට ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බ භාවිතා කරනවා.විශේෂයෙන්ම යොදාගන්නේ සමේ සහ ශරීර මතුපිටට ඉතා ආසන්නයේ ඇති පිළිකා සඳහායි.

ප්‍රෝටෝන
-----------------
ප්‍රෝටෝන ලෙස හඳුන්වන්නෙ න්‍යෂ්ටියේ ඇති ධන ආරෝපිත අංශු. ප්‍රෝටෝන වලටත් ශරීරයේ ගැඹුරට ගමන් කිරීමේ හැකියාව සහිතයි. එහෙත් ෆෝටෝන මෙන් එහි ගමන් මාර්ගයෙන් විසිරී යන ස්වභාවයක් නොදක්වන නිසා අවට ඇති සාමන්‍ය සෛල වලට විය හැකි හානිය සාපේක්ෂව අඩුයි.නමුත් මෙම විකිරණ වර්ගය පිළිකා ප්‍රතිකාර සඳහා බහුලව භාවිතා වන්නේ නෑ.එයට හේතුව වන්නේ ඒ සඳහා වැය වන මුදල අධික වීමයි.

මීට අමතරව තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ නියුට්‍රෝන හා කාබන් අයන භාවිතයෙන්ද විකිරණ ප්‍රතිකාර ලබාදීමේ නව ක්‍රමවේද දැක ගත හැකියි.

මෙම විකිරණ වර්ග ලබා ගැනීමට වෙන වෙනම විශේෂයෙන් සකස් කරන ලද යන්ත්‍ර භාවිතා වන අතර ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබා ගැනීමට එකම යන්ත්‍රයක කුඩා වෙනස් කම් කිරීම මගින් සිදු කළ හැකියි.

චේත්‍යා විදානපතිරණ
භෞතික විද්‍යාඥ
ජාතික පිළිකායතනය - මහරගම

======================================
විකිරණ ප්‍රතිකාර ගැන නිතරම ඇහෙන ප්‍රශ්න
ලිපි අංක 1
======================================

විකිරණ හා ඒ සම්බන්ධ ප්‍රතිකාර ගැන හැමෝටම තියෙන්නෙ කුතුහලයක්. සාමාන්‍ය ජනතාව ඒ ගැන නිවැරදිව නොදැන සිටීම නිසා තමන්ට හෝ තමන්ගේ පවුලේ අයෙකුට විකිරණ සම්බන්ධ ප්‍රතිකාර ලබාදීමේදී විවිධ ගැටළු ඇතිවෙනවා.ප්‍රතිකාරය සාර්ථකව ලබා ගැනීමට පවා එමඟින් බාධා ඇතිවෙන්න පුළුවන්. ඒ නිසාම මෙම විශේෂාංගය මඟින් අපි කතා කරන්න බලාපොරොත්තු වෙන්නෙ විකිරණ සහ විකිරණ ප්‍රතිකාර ගැන බොහෝ දෙනෙක්ට පොදුවේ ඇතිවෙන ගැටළු සහ ඒ පිළිබඳව ඇති මිථ්‍යා මත ගැන. ඔබටත් පුළුවන් ඔබට මේ ගැන ඇතිවෙන ගැටළු අපට ඉදිරිපත් කරන්න.

===================
විකිරණ ප්‍රතිකාර වර්ග
===================

සාමාන්‍යයෙන් විකිරණ ප්‍රතිකාර සියළුම රෝගීන්ට වෙනසකින් තොරව එක ලෙසටම ලබාදෙන්නක් ලෙස අප සිතුවත්, පිළිකාව පවතින ප්‍රදේශය , පිළිකාවේ ස්වභාවය ,තත්වය මත ප්‍රතිකාර ලබා දෙන ක්‍රමයද වෙනස් වේ. ඇතැම් විට අදාළ රෝහලේ ඇති පහසුකම් මතත් ලබා දෙන විකිරණ ප්‍රතිකාර ක්‍රමය වෙනස් විය හැකියි.
ප්‍රධාන වශයෙන් මෙම ප්‍රතිකාර ක්‍රම 3ක් දැක්විය හැක.

1) බාහිරව ලබාදෙන විකිරණ ප්‍රතිකාර (External Radiotherapy )

මේ ක්‍රමයෙදි සිදුවෙන්නෙ විකිරණ ප්‍රතිකාර යන්ත්‍රයක් (LINAC හෝ Co-60 වැනි යන්ත්‍ර) මඟින් බාහිරව රෝගියා වෙතට අධි ශක්ති විකිරණ කදම්බ පතිත කිරීම. පිළිකා සෛල පවතින ප්‍රදේශයට පමණක් විකිරණ මාත්‍රාව ලබාදීමටත්, ඒ අසළ ඇති ශරීර අවයව බේරා ගැනීමටත් සැළකිලිමත් විය යුතුයි. විකිරණ ප්‍රතිකාර වලදී බහුලව භාවිතා වන්නේ මෙම ක්‍රමයයි.

2) අභ්‍යන්තර විකිරණ ප්‍රතිකාර
(Internal Radiotherapy -Brachytherapy)

මෙම ක්‍රමයේදී ඉතා කුඩා විකිරණශීලී ප්‍රභව රෝගියාගේ ශරීරය තුළ පිළිකාව සහිත ප්‍රදේශයේ තැන්පත් කිරීම හෝ එවැනි විකිරණශීලී ප්‍රභවයක් ශරීරය තුළට යැවීම සිදු වේ.ගැබ් ගෙළ (Cervix) , ගළනාලය (Oesophagus) , පුරස්ථි ග්‍රන්ථිය (Prostate) ආශ්‍රිත පිළිකා සඳහා මේ ක්‍රමය බහුලව භාවිතා වේ. මෙය පෙර සඳහන් ක්‍රමයට වඩා තරමක් සංකීර්ණ ක්‍රමයක් වන්නේ ශරීරය තුළට ප්‍රභවය යැවීමේදී ශල්‍යාගාර තත්ත්ව යටතේ සිදු කළ යුතු වීම නිසයි.සාමාන්‍ය සෛල වලට වැඩි හානියක් නොවී පිළිකා සෛල වලට වඩා වැඩි විකිරණ මාත්‍රාවක් ලබා දිය හැකි වීම මෙහි වාසියකි.

3) විකිරණශීලී ඖෂධ (Nuclear Medicine )

විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යවල සමස්ථානික සහිත එන්නත්, බෙහෙත් පෙති හෝ දියර ලෙස ශරීරයට එන්නත් කිරීම හෝ රෝගියාට බීමට සැලැස්වීම මෙහිදී සිදු වෙයි. තයිරොයිඩ් (Thyroid) ග්‍රන්ථියේ පිළිකාවට ලබාදෙන අයඩීන් 131 (I-131) සමස්ථානිකය සහිත විකිරණශීලී ඖෂධ ලෙස බහුලව භාවිතා වේ. මෙම ප්‍රතිකාරය ලබා ගැනීමෙන් පසු රෝගියා තාවකාලිකව විකිරණශීලී තත්වයට පත්වන නිසා ප්‍රතිකාරයෙන් පසු දින කිහිපයක් රෝගියා වෙන් කර තැබීම අවශ්‍ය වේ.

චේත්‍යා විදානපතිරණ
භෞතික විද්‍යාඥ
ජාතික පිළිකායතනය - මහරගම