پزشکی هسته‌ای شاخه‌ای از تصویربرداری پزشکی، فیزیک پزشکی و پرتونگاری مولکولی است که از خواص هسته‌ایِ مواد (مثل رادیوایزوتوپ‌ها) برای تشخیص و درمان بیماری‌ها استفاده می‌کند. داروسازی هسته‌ای نیز به این شاخه از علوم پایه پزشکی کمک می‌کند.
ویژگی پزشکی هسته‌ای در این است که توانایی ارائه‌دادن اطلاعات تصویری از فرایندها و عملکردهای متابولیکی بدن را دارد در صورتی‌که دیگر مدالیته‌های تصویربرداری‌های پزشکی همانند مقطع‌نگاری رایانه‌ای و ام‌آرآی عموماً اطلاعات ساختاری و آناتومیکال تولید می‌کنند.
پرکاربردترین رادیوایزوتوپ در پزشکی هسته‌ای تکنسیوم است؛ و از مدالیته‌های پر استفاده در پزشکی هسته‌ای می‌توان مقطع نگاری با نشر پوزیترون و مقطع نگاری رایانه‌ای تک فوتونی را نام برد. در حالت تلفیقی نیز سیستم‌های پت-سی تی و اپکت-سی تی بسیار پر مصرفند.
پرتو در پزشکی هسته ای و رادیولوژی استفاده می شود. در پزشکی هسته ای، مواد رادیواکتیو به نام رادیو ایزوتوپ ها یا رادیوداروها به بدن وارد می شوند. در رادیولوژی، اشعه ایکس از خارج وارد بدن می شود.
بر اساس گزارش مرکز اطلاعات علوم و فناوری هسته ای، حدود یک سوم تمام روش های مورد استفاده در بیمارستان های مدرن شامل تشعشع یا رادیواکتیویته است. روش های ارائه شده موثر، ایمن و بدون درد هستند و نیازی به بیهوشی ندارند.
پزشکی هسته ای از رادیونوکلئیدها در پزشکی برای تشخیص، مرحله بندی بیماری، درمان و نظارت بر پاسخ یک فرآیند بیماری استفاده می کند. همچنین در علوم پایه مانند زیست شناسی، در کشف دارو و در پزشکی پیش بالینی استفاده می شود.
پزشکی هسته ای با سه عنصر توصیف می شود – مشکل بالینی، رادیودارو و ابزار دقیق. از آنجایی که پزشکی هسته ای شامل قرار گرفتن در معرض بیماران است، اصول کلی حفاظت در برابر اشعه باید اعمال شود.
پزشکی هسته ای یک تکنیک بی خطر و بدون درد است که تصاویر پزشکی از بدن ارائه می دهد. روش‌های تصویربرداری پزشکی هسته‌ای اغلب ناهنجاری‌ها را در مراحل اولیه پیشرفت بیماری شناسایی می‌کنند، گاهی اوقات قبل از آشکار شدن مشکلات در سایر آزمایش‌های تشخیصی.
نخستین آزمایش استفاده از تزریق رادیو ایزوتوپ در تصویربرداری از یک انسان، توسط هرمان ال بلومگارت و سوما وایس ازدانشگاه هاروارد انجام گرفت. این آزمایش در سال 1927 و به کمک یک اتاقک ابری و رادون انجام گرفت . هل انگر در سال 1958
دوربین هل انگر را در دانشگاه برکلی ابداع کرد. همچنین استفاده از رادیو ایزوتوپ تکنزیوم (Tc-99m) در سال 1964 توسط تیم متشکل از پل هارپر و نیز رابرت بک از دانشگاه شیکاگو باعث ایجاد نقطه عطفی در تاریخ فیزیک پزشکی و پزشکی هسته‌ای گردید.
پزشکی هسته ای از مقادیر کمی از مواد رادیواکتیو به عنوان ردیاب برای تشخیص یا درمان بیماری استفاده می کند. در تشخیص یک بیماری، تشعشع توسط نوع خاصی از دوربین به نام دوربین گاما تشخیص داده می شود. اطلاعات مربوط به ناحیه ای از بدن که با نگاه کردن به الگوی جذب ردیاب تصویربرداری می شود. دوز پرتو تا حد امکان پایین نگه داشته می شود، به خصوص برای اسکن روی کودکان.
در اکثر معاینات پزشکی هسته ای، روی یک کاناپه اسکن کننده دراز خواهید کشید. سپس ناحیه ای که اسکن می شود در زیر سرهای دوربین قرار می گیرد. آنها نزدیک خواهند شد اما آنها شما را لمس نمی کند و شما چیزی از آنها احساس نمی کنید. سرهای دوربین یا به صورت دایره ای در اطراف شما حرکت می کنند یا با قرار دادن یک سر دوربین در بالا و زیر، بدن شما را اسکن می کنند. در طول اسکن کاملاً در بسته نیستید. کارکنان همیشه در اتاق با شما خواهند بود.
کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای (NRC)، استفاده از مواد رادیواکتیو برای پزشکی هسته ای را تنظیم می کنند تا اطمینان حاصل شود که بیماران، پرسنل پزشکی و مردم ایمن هستند. قبل از استفاده از هر نوع روش پزشکی هسته ای، باید برای اطمینان از اینکه مزایای روش ها بر خطرات برای بیمار بیشتر است، توجیه شود. با این حال، قرار گرفتن در معرض تابش بیش از حد می‌تواند به سرعت به اندام‌ها یا بافت‌ها آسیب برساند، در حالی که قرار گرفتن در معرض هر مقدار از اشعه ممکن است سال‌ها پس از قرار گرفتن در معرض، خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهد.
ردیاب های رادیواکتیو از مولکول های حاملی تشکیل شده اند که به اتم رادیواکتیو پیوند محکمی دارند. این مولکول های حامل، بسته به هدف اسکن بسیار متفاوت هستند. برخی از ردیاب‌ها از مولکول‌هایی استفاده می‌کنند که با پروتئین یا قند خاصی در بدن تعامل دارند و حتی می‌توانند از سلول‌های خود بیمار استفاده کنند. به عنوان مثال، در مواردی که پزشکان نیاز به دانستن منبع دقیق خونریزی روده دارند، ممکن است به نمونه ای از گلبول های قرمز که از بیمار گرفته شده است رادیواکتیو (اضافه کردن اتم های رادیواکتیو) نشان دهند.
سپس خون را مجددا تزریق می کنند و از اسکن SPECT برای دنبال کردن مسیر خون در بیمار استفاده می کنند. هر گونه تجمع رادیواکتیویته در روده به پزشکان اطلاع می دهد که مشکل در کجاست. برای اکثر مطالعات تشخیصی در پزشکی هسته ای، ردیاب رادیواکتیو با تزریق داخل وریدی به بیمار تزریق می شود. با این حال، یک ردیاب رادیواکتیو ممکن است از طریق استنشاق، بلع خوراکی، یا تزریق مستقیم به اندام نیز تجویز شود. نحوه تجویز ردیاب به روند بیماری که باید مطالعه شود بستگی دارد.
معاینات پزشکی هسته ای اطلاعات منحصر به فردی را ارائه می دهند که اغلب با استفاده از روش های تصویربرداری دیگر دست نیافتنی است. این اطلاعات ممکن است شامل جزئیات عملکرد و آناتومی ساختارهای بدن باشد. پزشکی هسته ای مفیدترین اطلاعات تشخیصی یا درمانی را برای بسیاری از بیماری ها ارائه می دهد. اسکن پزشکی هسته ای هزینه کمتری دارد و ممکن است اطلاعات دقیق تری نسبت به جراحی اکتشافی ارائه دهد.
پزشکی هسته ای پتانسیل شناسایی بیماری را در مراحل اولیه آن، اغلب قبل از بروز علائم یا تشخیص ناهنجاری ها با سایر تست های تشخیصی، ارائه می دهد. با تشخیص خوش خیم یا بدخیم بودن ضایعات، اسکن PET ممکن است نیاز به بیوپسی جراحی را برطرف کند یا بهترین محل بیوپسی را شناسایی کند. اسکن PET ممکن است اطلاعات بیشتری را ارائه دهد که برای برنامه ریزی پرتودرمانی استفاده می شود.
اسکن های رایج در پزشکی هسته ای شامل اسکن کلیه (بررسی عملکرد غیر طبیعی و انسداد جریان خون کلیوی)، اسکن تیروئید (ارزیابی عملکرد تیروئید، ندول یا توده تیروئید)، اسکن استخوان (یافتن تومورهای های استخوانی، ارزیابی آرتوروز مفاصل)، اسکن گالیوم (تشخیص بیماری های عفونی)، اسکن قلب (اندازه گیری عملکرد قلب)، اسکن مغز (بررسی مشکلات درون مغز و یا گردش خون به مغز)، اسکن سینه (تعیین محل بافت سرطانی در پستان)، می شود.
پیشرفت های نوظهور در پزشکی هسته ای گسترده و متنوع است. پیش‌بینی همه راه‌هایی که رادیوداروها تشخیص و درمان بیماری را بهبود می‌بخشند غیرممکن است. علاوه بر این، پزشکی هسته ای می تواند در تعمیق درک ما از متابولیسم و فارماکولوژی داروهای جدید بسیار مفید باشد، حوزه ای که تنها تا حدی با این تکنیک ها مورد بررسی قرار گرفته است.