विज्ञान और प्रौद्योगिकी क्विज: चिकित्सा निदान तकनीक: एक्स-रे, सीटी स्कैन, एमआरआई और अल्ट्रासाउंड

सही उत्तर है ख, विल्हेम कॉनराड रोएंटजेन। नवंबर 1895 में वुर्ट्सबर्ग विश्वविद्यालय में विसर्जन नलिका पर काम करते हुए रोएंटजेन ने देखा कि प्रतिदीप्त लवण से लेपित एक पर्दा नलिका ढकी होने पर भी चमक उठता है, और उन्होंने इसका कारण एक अज्ञात भेदक विकिरण को बताया जिसे उन्होंने एक्स-विकिरण नाम दिया। इसके लिए उन्हें 1901 में दिया गया भौतिकी का सर्वप्रथम नोबेल पुरस्कार मिला।

विकल्प क, मैरी क्यूरी, ने पियरे क्यूरी के साथ पोलोनियम और रेडियम की खोज की और 1903 में भौतिकी तथा 1911 में रसायन का नोबेल पुरस्कार पाया, पर उनका कार्य रेडियोसक्रियता पर था, एक्स-रे पर नहीं। विकल्प ग, हेनरी बेकरल, ने 1896 में यूरेनियम लवणों में प्राकृतिक रेडियोसक्रियता खोजी, जो रोएंटजेन के एक वर्ष बाद थी और जिसकी प्रेरणा एक्स-रे की ही खबर से मिली थी। विकल्प घ, जे. जे. थॉमसन, ने 1897 में इलेक्ट्रॉन की खोज की। क्रम याद रखें: 1895 एक्स-रे, 1896 रेडियोसक्रियता, 1897 इलेक्ट्रॉन।

सही उत्तर है ग, चुंबकीय अनुनाद प्रतिबिंबन। एमआरआई शरीर के हाइड्रोजन नाभिकों को प्रबल स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में रखकर रेडियो आवृत्ति स्पंदों से विचलित करती है, और ये स्पंद विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम के कम ऊर्जा वाले हानिरहित भाग में आते हैं। इसमें कोई आयनकारी विकिरण नहीं होता, इसीलिए चिकित्सक जितनी बार चाहे एमआरआई दोहरा सकता है।

विकल्प क, साधारण रेडियोग्राफी, एक्स-रे का उपयोग करती है, जो परिभाषा से आयनकारी हैं क्योंकि उनमें परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन निकालने भर की ऊर्जा होती है। विकल्प ख, संगणित टोमोग्राफी, उन्हीं एक्स-रे को अनेक कोणों से भेजती है और एक फिल्म से अधिक मात्रा देती है। विकल्प घ, पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी, में रेडियोसक्रिय अनुचिह्न दिया जाता है जिसके पॉज़िट्रॉन इलेक्ट्रॉन से मिलकर गामा फोटॉन छोड़ते हैं, अतः वह भी आयनकारी है। अल्ट्रासाउंड दूसरी ऐसी सामान्य तकनीक है जिसमें आयनकारी विकिरण नहीं होता, इसी कारण गर्भावस्था में अल्ट्रासाउंड और एमआरआई को वरीयता मिलती है।

सही उत्तर है ख, संगणित टोमोग्राफी। गॉडफ्रे हाउंसफील्ड के नाम पर बना यह मात्रक बताता है कि ऊतक का कोई सूक्ष्म आयतन एक्स-रे को कितनी प्रबलता से क्षीण करता है, और इस पैमाने पर परिभाषा से जल शून्य तथा वायु ऋण एक हज़ार है। वसा शून्य से नीचे, कोमल ऊतक कुछ ऊपर, और घनी अस्थि एक हज़ार तथा उससे आगे जाती है, जिससे रेडियोलॉजिस्ट केवल संख्याओं से ऊतक का प्रकार आँक लेता है।

विकल्प क गलत है क्योंकि एमआरआई चित्र संकेत तीव्रता और अनुक्रम भारण से बताए जाते हैं, किसी निश्चित परम पैमाने से नहीं। विकल्प ग गलत है क्योंकि अल्ट्रासाउंड चित्र प्रतिध्वनिता से वर्णित होते हैं, जिसमें अतिप्रतिध्वनिक और अप्रतिध्वनिक जैसे पद आते हैं, और उपयोगी माप डॉप्लर प्रवाह वेग है। विकल्प घ गलत है क्योंकि विद्युत हृद्लेखन समय के सापेक्ष मिलीवोल्ट में वोल्टता अंकित करता है और वह लेखाचित्र है, चित्र नहीं। जोड़ियाँ याद रखें: हाउंसफील्ड सीटी से, टेस्ला एमआरआई से, मेगाहर्ट्ज़ अल्ट्रासाउंड से।

सही उत्तर है ग, वह आधी हो जाएगी। सतत एक्स-रे स्पेक्ट्रम की कटऑफ या न्यूनतम तरंगदैर्ध्य तब बनती है जब कोई इलेक्ट्रॉन लक्ष्य से एक ही टक्कर में अपनी पूरी गतिज ऊर्जा दे देता है। त्वरक वोल्टता द्वारा किए गए कार्य को फोटॉन ऊर्जा के बराबर रखने पर यह संबंध मिलता है कि न्यूनतम तरंगदैर्ध्य प्लांक नियतांक और प्रकाश वेग के गुणनफल को इलेक्ट्रॉनिक आवेश तथा वोल्टता से भाग देने पर प्राप्त होती है। अतः तरंगदैर्ध्य वोल्टता के व्युत्क्रमानुपाती है और वोल्टता दोगुनी करने पर आधी हो जाती है। इसे ड्यूएन-हंट नियम कहते हैं।

विकल्प क गलत है क्योंकि कटऑफ केवल वोल्टता पर निर्भर है, जो बदल दी गई है। विकल्प ख संबंध को उलट देता है और सबसे सामान्य भूल है। विकल्प घ व्युत्क्रम वर्ग निर्भरता से निकलता, जो यहाँ लागू नहीं होती। यह भी ध्यान दें कि तंतु और लक्ष्य की दूरी तथा लक्ष्य की धातु तीव्रता और अभिलक्षणिक रेखाओं को प्रभावित करती है, कटऑफ तरंगदैर्ध्य को नहीं।

सही उत्तर है ख, हाइड्रोजन। साधारण हाइड्रोजन का नाभिक एक अकेला प्रोटॉन है, जिसमें चक्रण और इसलिए चुंबकीय आघूर्ण होता है, और शरीर मुख्यतः जल तथा वसा से बना होने के कारण हाइड्रोजन ऐसा सबसे बहुल नाभिक है। यही बहुलता और प्रबल चुंबकीय अनुक्रिया मिलकर साधारण एमआरआई को वस्तुतः प्रोटॉन प्रतिबिंबन बना देती है।

विकल्प क, कार्बन, शरीर में बहुल है पर उसका सामान्य समस्थानिक कार्बन-12 शुद्ध नाभिकीय चक्रण नहीं रखता और कोई संकेत नहीं देता; केवल दुर्लभ कार्बन-13 चुंबकीय रूप से सक्रिय है और शोध स्पेक्ट्रमिकी में काम आता है। विकल्प ग, सोडियम, और विकल्प घ, फॉस्फोरस, के नाभिक चुंबकीय रूप से सक्रिय हैं, और सोडियम-23 तथा फॉस्फोरस-31 का प्रतिबिंबन विशिष्ट शोध कार्य में होता भी है, पर ऊतक में उनकी सांद्रता सामान्य नैदानिक जाँच के लिए बहुत कम है। श्रृंखला याद रखें: हाइड्रोजन प्रोटॉन, प्रबल स्थिर क्षेत्र, रेडियो आवृत्ति स्पंद, शिथिलन संकेत, चित्र।

सही उत्तर है ख, टेस्ला। टेस्ला चुंबकीय फ्लक्स घनत्व का एसआई मात्रक है, और नैदानिक एमआरआई स्कैनर सामान्यतः डेढ़ या तीन टेस्ला पर चलते हैं, जिसके लिए द्रव हीलियम से ठंडी रखी गई अतिचालक कुंडली काम करती है। तुलना के लिए, पृथ्वी का अपना चुंबकीय क्षेत्र कुछ दसियों माइक्रोटेस्ला के क्रम का है, इसीलिए स्कैनर कक्ष में ढीली लोहचुंबकीय वस्तुएँ वर्जित हैं।

विकल्प क, सीवर्ट, आयनकारी विकिरण की जैविक रूप से भारित तुल्य मात्रा मापता है, जो एमआरआई में अप्रासंगिक है क्योंकि उसमें विकिरण नहीं होता। विकल्प ग, बेकरल, रेडियोसक्रिय स्रोत की सक्रियता को प्रति सेकंड एक विघटन के रूप में मापता है। विकल्प घ, ग्रे, आयनकारी विकिरण की अवशोषित मात्रा को प्रति किलोग्राम एक जूल के रूप में मापता है। ये तीनों विकिरण मात्रक एक्स-रे, सीटी और नाभिकीय चिकित्सा के हैं; एमआरआई का मात्रक केवल टेस्ला है। फ्लक्स घनत्व का पुराना मात्रक गाउस एक टेस्ला का दस-हज़ारवाँ भाग है।

सही उत्तर है ख, दाब-विद्युत प्रभाव। कुछ क्रिस्टलों को यांत्रिक रूप से दबाने पर उनके फलकों के बीच वोल्टता उत्पन्न होती है, और उलटे क्रम में वोल्टता लगाने पर उनका आकार बदल जाता है। अल्ट्रासाउंड की छड़ इसका उपयोग दोनों दिशाओं में करती है: विद्युत स्पंद क्रिस्टल को कंपित करके अल्ट्रासाउंड की झड़ी भेजता है, और लौटती प्रतिध्वनियाँ क्रिस्टल को दबाकर वह विद्युत संकेत बनाती हैं जिससे चित्र बनता है।

विकल्प क, प्रकाश विद्युत प्रभाव, प्रकाश पड़ने पर किसी सतह से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन है, जिसकी व्याख्या आइंस्टाइन ने की, और वह प्रकाश-कोशिकाओं तथा एक्स-रे के अवशोषण में महत्वपूर्ण है, ध्वनि में नहीं। विकल्प ग, ज़ीमान प्रभाव, चुंबकीय क्षेत्र में स्पेक्ट्रमी रेखाओं का विभाजन है। विकल्प घ, रमन प्रभाव, प्रकाश का वह अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन है जो उसकी आवृत्ति बदल देता है और जिसकी खोज सी. वी. रमन ने की। साथ पूछा जाने वाला तथ्य भी याद रखें: अल्ट्रासाउंड बीस किलोहर्ट्ज़ से ऊपर की ध्वनि है।

सही उत्तर है क, डॉप्लर प्रभाव। चलते लक्ष्य से ध्वनि परावर्तित होने पर प्रतिध्वनि की आवृत्ति बदल जाती है: रक्त छड़ की ओर आ रहा हो तो अधिक और दूर जा रहा हो तो कम। मशीन इस परिवर्तन को मापकर वेग में बदल देती है, और इसी से डॉप्लर जाँच सँकरी धमनी, थक्का या रिसता हृदय कपाट पकड़ती है तथा भ्रूण की हृदय ध्वनि भी सुनी जाती है।

विकल्प ख, कॉम्पटन प्रभाव, किसी एक्स-रे या गामा फोटॉन का इलेक्ट्रॉन से ऊर्जा हानि के साथ प्रकीर्णन है, जो विकिरण परिरक्षण में महत्वपूर्ण है। विकल्प ग, टिंडल प्रभाव, कोलॉइडी कणों द्वारा प्रकाश का प्रकीर्णन है, जिससे धूल भरे कमरे में प्रकाश किरण दिखती है। विकल्प घ, फैराडे प्रभाव, चुंबकीय क्षेत्र में प्रकाश के ध्रुवण तल का घूर्णन है। केवल डॉप्लर प्रभाव सापेक्ष गति से आवृत्ति में परिवर्तन से संबंधित है, और इसी कारण वह रडार गति मापक तथा खगोल विज्ञान में भी प्रयुक्त होता है।

सही उत्तर है ख, गॉडफ्रे हाउंसफील्ड और एलन कॉर्मैक। ब्रिटेन की ईएमआई में अभियंता हाउंसफील्ड ने पहला नैदानिक सीटी स्कैनर बनाया, और भौतिक विज्ञानी कॉर्मैक ने स्वतंत्र रूप से वह गणित हल किया था जिससे अनेक दिशाओं में लिए गए मापों से अनुप्रस्थ काट पुनर्निर्मित होती है। पुरस्कार 1979 में मिला, और सीटी का क्षीणन मात्रक हाउंसफील्ड के नाम पर है।

विकल्प क, लॉटरबर और मैन्सफील्ड, को यही पुरस्कार 2003 में मिला, पर चुंबकीय अनुनाद प्रतिबिंबन के लिए, और अभ्यर्थी प्रायः इन दोनों जोड़ियों को आपस में बदल देते हैं। विकल्प ग, ब्लोख और पर्सेल, को ठोस पदार्थ में नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद की खोज के लिए 1952 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला, वही भौतिकी जिसे एमआरआई ने बाद में अपनाया। विकल्प घ दोनों दृष्टि से गलत है: रोएंटजेन को 1901 में एक्स-रे के लिए प्रथम भौतिकी पुरस्कार और बेकरल को 1903 में रेडियोसक्रियता के लिए साझा पुरस्कार मिला। चारों को पुरस्कार, वर्ष और तकनीक की सारणी में याद करें।

सही उत्तर है ग, गैडोलिनियम कीलेट। गैडोलिनियम एक दुर्लभ मृदा तत्व है जिसका आयन प्रबल अनुचुंबकीय होता है, इसलिए वह आसपास के हाइड्रोजन नाभिकों का शिथिलन काल घटा देता है और जिस ऊतक तक पहुँचता है उसे चमका देता है। मुक्त आयन विषैला होने के कारण इसे कीलेट में बाँधकर दिया जाता है, और इसका उपयोग गाँठ, शोथ तथा रक्त-मस्तिष्क अवरोध में दरार दिखाने में होता है।

विकल्प क, बेरियम सल्फेट, वह एक्स-रे कंट्रास्ट है जो जठरांत्र पथ की रूपरेखा दिखाने के लिए पिलाया या एनिमा के रूप में दिया जाता है; यह अविलेय होने से अवशोषित नहीं होता। विकल्प ख, आयोडीन यौगिक, एंजियोग्राफी तथा कंट्रास्ट युक्त सीटी के लिए अंतःक्षेपित एक्स-रे कंट्रास्ट है, और आयोडीन उच्च परमाणु संख्या के कारण चुना जाता है। विकल्प घ, टेक्नीशियम-99एम, गामा उत्सर्जक रेडियो औषधि है जो गामा कैमरे के साथ नाभिकीय जाँच में काम आती है, एमआरआई में नहीं। प्रत्येक माध्यम को उसकी तकनीक से जोड़ें।

सही उत्तर है ख, गर्भधारण पूर्व और प्रसव पूर्व निदान तकनीक अधिनियम, 1994, जिसे सामान्यतः पीसीपीएनडीटी अधिनियम कहा जाता है। यह प्रसव पूर्व निदान तकनीकों के उपयोग का नियमन करता है, प्रत्येक अल्ट्रासाउंड केंद्र के पंजीकरण तथा अभिलेख रखने की अपेक्षा करता है, और गर्भधारण से पहले या बाद में लिंग चयन तथा किसी को भी भ्रूण का लिंग बताने पर प्रतिबंध लगाता है। प्रवर्तन कड़ा करने के लिए 2003 में इसमें बड़ा संशोधन हुआ।

विकल्प क, गर्भ का चिकित्सकीय समापन अधिनियम, 1971, यह तय करता है कि गर्भ किन परिस्थितियों में और किसके द्वारा वैध रूप से समाप्त किया जा सकता है; यह भिन्न कानून है जिसे इससे भ्रमित किया जाता है। विकल्प ग, नैदानिक संस्थान अधिनियम, 2010, सामान्यतः नैदानिक संस्थानों के पंजीकरण और न्यूनतम मानकों का प्रावधान करता है। विकल्प घ, औषधि और प्रसाधन सामग्री अधिनियम, 1940, औषधियों के निर्माण और विक्रय का नियमन करता है। परीक्षा का बिंदु यह है कि मशीन और जाँच वैध हैं; भ्रूण का लिंग बताना अपराध है।

सही उत्तर है ख, फ्लोरीन-18 से चिह्नित फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज़। यह ग्लूकोज़ का वह सदृश यौगिक है जिसमें एक हाइड्रॉक्सिल समूह के स्थान पर फ्लोरीन-18 आ जाता है। कोशिकाएँ इसे ग्लूकोज़ की खपत के अनुपात में ग्रहण करती हैं पर पूरी तरह उपापचयित नहीं कर पातीं, इसलिए यह जमा हो जाता है; फ्लोरीन-18 पॉज़िट्रॉन छोड़ता है और प्रत्येक पॉज़िट्रॉन इलेक्ट्रॉन से मिलकर विपरीत दिशाओं में जाते दो गामा फोटॉन देता है, जिनकी जोड़ी से संसूचकों का वलय स्रोत का स्थान तय करता है। ग्लूकोज़ की भूखी गाँठें चमक उठती हैं।

विकल्प क, कोबाल्ट-60, विकिरण चिकित्सा और औद्योगिक विकिरणन में प्रयुक्त गामा स्रोत है, अंतःक्षेपित अनुचिह्न नहीं। विकल्प ग, आयोडीन-131, नाभिकीय चिकित्सा में काम आता है, पर थायरॉइड की जाँच और उपचार के लिए, और वह बीटा कण तथा गामा किरणें छोड़ता है, पॉज़िट्रॉन नहीं। विकल्प घ, बेरियम सल्फेट, रेडियोसक्रिय ही नहीं है; वह आँत का एक्स-रे कंट्रास्ट है। जोड़ी याद रखें: पीईटी से फ्लोरीन-18, स्पेक्ट तथा गामा कैमरे से टेक्नीशियम-99एम।