يمثل الطب النووي أحد التطبيقات المتقدمة للفيزياء الطبية، إذ يعتمد على استخدام المستحضرات الصيدلانية المشعة لتقييم الوظائف الحيوية للأعضاء والأنسجة، كما يُستخدم في علاج عدد من الأمراض، ولا سيما بعض الأورام. ويجمع هذا التخصص بين الفيزياء النووية والكيمياء الإشعاعية والبيولوجيا والطب السريري، من خلال تتبع توزع المادة المشعة داخل الجسم أو توجيهها نحو أنسجة محددة. تستعرض هذه المقالة المبادئ الفيزيائية للاضمحلال الإشعاعي والتفاعلات الإشعاعية، وآليات التصوير باستخدام كاميرا غاما والتصوير المقطعي بإصدار فوتون واحد (SPECT) والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، إضافة إلى التطبيقات التشخيصية والعلاجية للمستحضرات المشعة. كما تناقش دور الفيزيائي الطبي في قياس النشاط الإشعاعي والجرعات الداخلية، ومعايرة الأجهزة، وضبط الجودة، وتحسين الحماية الإشعاعية. وتؤكد المقالة أهمية التكامل بين القياسات الفيزيائية والتقييم السريري لضمان الحصول على معلومات تشخيصية موثوقة وتقديم علاج إشعاعي داخلي آمن ومناسب لكل مريض. الطب النووي؛ الفيزياء الطبية؛ المستحضرات الصيدلانية المشعة؛ PET؛ SPECT؛ قياس الجرعات الداخلية؛ العلاج بالنظائر المشعة؛ ضمان الجودة؛ الحماية الإشعاعية. يُعد الطب النووي فرعًا طبيًا تشخيصيًا وعلاجيًا يستخدم كميات محسوبة من المواد المشعة المرتبطة بمركبات كيميائية أو حيوية تُعرف بالمستحضرات الصيدلانية المشعة (Radiopharmaceuticals). وبعد إعطائها للمريض، تتوزع هذه المستحضرات وفق خصائصها الكيميائية والبيولوجية، ويمكن رصد الإشعاع الصادر عنها لتكوين صور تعكس وظيفة الأعضاء أو نشاط العمليات المرضية. وبذلك يختلف الطب النووي عن كثير من وسائل التصوير التشريحي؛ إذ يوفر معلومات وظيفية وجزيئية قد تكشف التغيرات المرضية قبل ظهور بعض التغيرات البنيوية الواضحة. ولا يقتصر استخدام الطب النووي على التشخيص، بل يشمل العلاج بالنظائر المشعة، حيث يُختار مستحضر مشع قادر على إيصال الإشعاع إلى نسيج أو هدف بيولوجي محدد. ويعتمد نجاح هذه الإجراءات على اختيار النظير والمركب الحامل المناسبين، وقياس النشاط بدقة، وفهم التوزيع الحيوي والاضمحلال الإشعاعي، وتقدير الجرعة الممتصة في الأعضاء والأنسجة. ومن هنا تتضح أهمية الفيزياء الطبية بوصفها تخصصًا أساسيًا في ضمان جودة الأجهزة ودقة القياسات وسلامة الإجراءات المبادئ الفيزيائية للطب النووي تعتمد تطبيقات الطب النووي على ظاهرة النشاط الإشعاعي، أي التحول التلقائي لنواة غير مستقرة إلى حالة أكثر استقرارًا مع انبعاث جسيمات أو فوتونات. ومن الانبعاثات المهمة في هذا المجال أشعة غاما، وجسيمات بيتا السالبة والموجبة، وجسيمات ألفا. ويحدد نوع الانبعاث وطاقة الإشعاع ونصف العمر الفيزيائي خصائص النظير واستخدامه التشخيصي أو العلاجي. يتناقص عدد الأنوية المشعة مع الزمن وفق قانون الاضمحلال الإشعاعي: N(t) = N₀ e^(−λt) حيث N(t) عدد الأنوية المتبقية عند الزمن t، وN₀ العدد الابتدائي، وλ ثابت الاضمحلال. ويرتبط ثابت الاضمحلال بنصف العمر الفيزيائي (T½) بالعلاقة: T½ = ln(2) / λ أما النشاط الإشعاعي (A)، الذي يعبر عن عدد التحللات النووية في وحدة الزمن، فيُعطى بالعلاقة A = λN، وتقاس وحدته بالبيكريل (Bq)، حيث يعادل بيكريل واحد تحللًا نوويًا واحدًا في الثانية. ويجب التمييز بين نصف العمر الفيزيائي ونصف العمر البيولوجي؛ فالأول يصف اضمحلال النوى، بينما يصف الثاني إزالة المادة من الجسم بالعمليات الحيوية. وينتج عن تأثيرهما معًا نصف العمر الفعال الذي يحدد مدة بقاء النشاط داخل الجسم بصورة تقريبية. المستحضرات الصيدلانية المشعة واختيار النظير يتكون المستحضر الصيدلاني المشع عادةً من نظير مشع مرتبط بجزيء حامل أو مركب يتجه إلى عضو أو مستقبل أو مسار أيضي معين. ويُختار النظير وفق خصائصه النووية، مثل نوع الإشعاع وطاقة الفوتونات ونصف العمر، بينما يحدد المركب الحامل إلى حد كبير التوزيع الحيوي والارتباط بالهدف. من أمثلة النظائر المستخدمة تشخيصيًا التكنيشيوم-99m (⁹⁹ᵐTc)، الذي يمتلك خصائص مناسبة للتصوير بكاميرا غاما، والفلور-18 (¹⁸F) المستخدم في عدد من فحوص PET، ومنها فحوص ¹⁸F-FDG التي تقيس استهلاك الغلوكوز النسبي في أنسجة مختلفة. أما في التطبيقات العلاجية فتُستخدم نظائر مثل اليود-131 (¹³¹I)، واللوتيتيوم-177 (¹⁷⁷Lu)، والراديوم-223 (²²³Ra) في استطبابات محددة. ويتطلب اختيار المستحضر مراعاة نقاوته الكيميائية والإشعاعية، وثباته، ونشاطه عند وقت الإعطاء، وخصائصه الحركية الدوائية. كما أن تحضير المستحضرات وفحص جودتها يجب أن يتم وفق متطلبات الممارسة المهنية والتنظيمية المعتمدة. تقنيات التصوير في الطب النووي كاميرا غاما والتصوير الومضاني تستخدم كاميرا غاما كاشفًا لالتقاط فوتونات غاما المنبعثة من المستحضر المشع داخل جسم المريض. ويتضمن النظام عادةً موازٍ (Collimator) يحدد اتجاه الفوتونات المقبولة، وبلورة وميضية تحول طاقة الفوتون إلى ومضات ضوئية، وأنابيب مضاعفة ضوئية أو كواشف إلكترونية لتحويل الإشارة إلى بيانات. وتُستخدم الصور المستوية لتقييم توزيع المستحضر في الأعضاء. التصوير المقطعي بإصدار فوتون واحد (SPECT) يعتمد SPECT على جمع صور إسقاطية من زوايا متعددة باستخدام كاميرا غاما دوارة، ثم إعادة بنائها حاسوبيًا إلى مقاطع ثلاثية الأبعاد لتوزيع النشاط داخل الجسم. وتؤثر دقة الكاشف، وحركة المريض، والتوهين والتشتت، وتصحيح البيانات وخوارزمية إعادة البناء في جودة الصورة ودقة التقدير الكمي. ويساعد دمج SPECT مع CT على توفير معلومات وظيفية وتشريحية معًا، كما يتطلب ضبطًا دقيقًا لمطابقة الصور وتصحيح التوهين. التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) يستخدم PET نظائر باعثة للبوزيترونات. وبعد انبعاث البوزيترون وفقدانه جزءًا من طاقته الحركية، يفنى مع إلكترون منتجًا عادةً فوتونين، طاقة كل منهما 511 keV، وينبعثان في اتجاهين متقاربين إلى التضاد. يسجل الجهاز الفوتونين المتزامنين ضمن نافذة زمنية محددة، وتُستخدم أحداث المصادفة لتحديد خط الاستجابة وإعادة بناء توزيع النشاط. ويُدمج PET غالبًا مع CT أو MRI لتحديد الموقع التشريحي للآفات وتحسين تفسير النتائج. وتعتمد جودة PET وSPECT على حساسية النظام ودقته المكانية والزمانية، وكفاءة الكاشف، والتصحيحات الفيزيائية، وكمية النشاط المحقون، ووقت الالتقاط، وحركة المريض. لذلك فإن التقييم الكمي يتطلب معايرة مناسبة والتحقق من أداء النظام . التطبيقات السريرية للطب النووي تتنوع التطبيقات التشخيصية للطب النووي بحسب العضو والوظيفة المراد تقييمها. ففي أمراض القلب، يمكن استخدام التصوير الومضاني لتقييم تروية عضلة القلب ووظيفتها. وفي الغدد الصماء، تُستخدم فحوص اليود المشع لتقييم وظيفة الغدة الدرقية وبعض اضطراباتها. كما تُستخدم فحوص العظام للكشف عن التغيرات في النشاط العظمي، وتساعد فحوص الكلى على تقييم الوظيفة والتصريف، بينما تُستخدم فحوص PET في تقييم عدد من الأورام والاستجابة للعلاج وبعض الاضطرابات العصبية والالتهابية. أما العلاج بالنظائر المشعة (Radionuclide Therapy)، فيعتمد على إيصال إشعاع مؤين إلى نسيج مستهدف باستخدام مستحضر صيدلاني مشع. ومن أمثلته علاج بعض أمراض الغدة الدرقية باستخدام ¹³¹I، والعلاج بمستحضرات ¹⁷⁷Lu المرتبطة بجزيئات تستهدف مستقبلات أو مستضدات معينة، واستخدام ²²³Ra في حالات مختارة من النقائل العظمية. ويجب تحديد الاستطباب العلاجي وتقييم الفائدة والمخاطر لكل حالة بواسطة الفريق الطبي المختص. قياس الجرعات الداخلية ودور الفيزيائي الطبي يُعد قياس الجرعات الداخلية (Internal Dosimetry) من أهم مجالات الفيزياء الطبية في الطب النووي، إذ يهدف إلى تقدير الطاقة التي يترسبها الإشعاع في أعضاء وأنسجة المريض بعد إعطاء المستحضر المشع. ويتطلب ذلك قياس النشاط وتحديد توزيعه المكاني والزمني، ثم حساب الجرعة الممتصة مع مراعاة نوع الإشعاع وطاقته وخصائص الأنسجة. يمكن التعبير بصورة مبسطة عن الجرعة الممتصة بالعلاقة: D = Eabs / m حيث D الجرعة الممتصة، وEabs الطاقة الممتصة، وm كتلة النسيج. وتقاس الجرعة بالغراي (Gy)، أي جول لكل كيلوغرام. وفي التطبيقات السريرية الأكثر تقدمًا، تُستخدم نماذج مثل مخطط MIRD، وطرائق الحساب المعتمدة على الفوكسل، ومحاكاة مونت كارلو عند توافر البيانات والموارد المناسبة. تشمل مهام الفيزيائي الطبي في هذا المجال معايرة أجهزة قياس النشاط (Dose Calibrators)، والتحقق من دقة قياس النشاط قبل إعطائه، ومعايرة أنظمة التصوير الكمي، وإجراء اختبارات الفانتوم، وتقييم دقة تصحيح التوهين والتشتت، وتحليل عدم اليقين في حساب الجرعة. وفي العلاج بالنظائر المشعة، يمكن للقياسات المتكررة بعد الإعطاء أن تساعد في تقدير حركية المستحضر والنشاط المتكامل مع الزمن، ومن ثم دعم تقدير الجرعة للأعضاء والأنسجة المستهدفة. وتؤكد الإرشادات الحديثة أهمية توثيق طرائق القياس والحساب ومصادر عدم اليقين، كما تدعم التوجه نحو قياس جرعات أكثر تخصيصًا للمريض . ضمان الجودة والحماية الإشعاعية يهدف ضمان الجودة في الطب النووي إلى التأكد من أن الأجهزة والمستحضرات والإجراءات تحقق أداءً موثوقًا ومتكررًا. وتشمل اختبارات الجودة فحص تجانس الكاشف، والدقة المكانية، والحساسية، ودقة الطاقة، ومعدل العد، وأداء أنظمة المعالجة وإعادة البناء. وفي أنظمة SPECT وSPECT/CT وPET/CT، يجب تنفيذ اختبارات دورية باستخدام مصادر وفانتومات مناسبة، مع توثيق النتائج ومقارنتها بخطوط الأساس وحدود القبول. كما ينبغي فحص أجهزة قياس النشاط والتحقق من استجابتها للنظائر المختلفة. أما الحماية الإشعاعية فتشمل تقليل التعرض غير الضروري للعاملين والمرضى والجمهور، واستخدام التدريع المناسب، وتنظيم مناطق العمل، ومراقبة التلوث السطحي والهوائي عند الحاجة، والتعامل الآمن مع النفايات المشعة. ويُراعى تطبيق مبادئ التبرير والتحسين، واستخدام الزمن والمسافة والتدريع لتقليل التعرض المهني. كما تتطلب الإجراءات العلاجية تعليمات واضحة للمريض ومرافقيه بشأن الاحتياطات بعد إعطاء بعض المستحضرات العلاجية، وفق نوع النظير والنشاط المعطى والأنظمة المحلية. ويشارك الفيزيائي الطبي في إعداد بروتوكولات الجودة والحماية، وتدريب العاملين، والتحقيق في الحوادث والانحرافات، ومراجعة الجرعات والنشاطات المسجلة. ويجب أن تُنفذ هذه المهام ضمن فريق متعدد التخصصات وبالاستناد إلى المعايير واللوائح المعتمدة ، التحديات والاتجاهات المستقبلية تواجه تطبيقات الطب النووي تحديات تقنية وعلمية، منها محدودية الدقة المكانية مقارنة ببعض وسائل التصوير التشريحي، وتأثير التوهين والتشتت والحركة، وصعوبة القياس الكمي الدقيق عند انخفاض عدد العدّات، والاختلافات الفردية في التوزيع الحيوي للمستحضرات. وفي العلاج بالنظائر المشعة، يضاف إلى ذلك عدم اليقين في تقدير الجرعة الممتصة والاستجابة البيولوجية، والحاجة إلى بروتوكولات موحدة قابلة للتكرار. تشمل الاتجاهات المستقبلية تطوير كواشف ذات حساسية ودقة أعلى، وتحسين التصوير الكمي، ودمج المعلومات التشريحية والوظيفية والجزيئية، واستخدام الذكاء الاصطناعي في إعادة بناء الصور وتجزئة الأعضاء وتحليل البيانات. كما يتطور مفهوم الطب النووي العلاجي التشخيصي (Theranostics)، الذي يجمع بين مستحضر تشخيصي يحدد الهدف البيولوجي ومستحضر علاجي يستهدفه. ويُتوقع أن يسهم قياس الجرعات الفردي في تحسين تخصيص العلاج، إلا أن تطبيقه يتطلب توحيد طرائق القياس والحساب والتحقق السريري والإبلاغ عن عدم اليقين . الاستنتاجات يمثل الطب النووي مجالًا متقدمًا يجمع بين الفيزياء النووية والتصوير الطبي والعلوم الحيوية والتطبيقات السريرية، ويوفر أدوات مهمة للتشخيص الوظيفي والعلاج الموجه. وتتمثل مساهمة الفيزياء الطبية في ضمان دقة قياس النشاط والجرعة، وتحسين جودة الصور الكمية، ومعايرة الأجهزة، وتنفيذ برامج ضمان الجودة والحماية الإشعاعية. كما أن تطور العلاج بالنظائر المشعة والطب التشخيصي العلاجي يزيد الحاجة إلى قياس الجرعات الداخلية وتخصيص العلاج وفق خصائص كل مريض. وبناءً على ذلك، فإن وجود فيزيائي طبي مؤهل ضمن فريق الطب النووي يعد عنصرًا أساسيًا لتعزيز موثوقية النتائج وسلامة المرضى والعاملين وجودة الخدمات الصحية.