หลายคนอาจยังไม่เข้าใจว่านิวเคลียร์คืออะไร หลายคนรู้จักนิวเคลียร์ในแง่ระเบิดหรือโรงไฟฟ้า แต่การใช้ประโยชน์นิวเคลียร์ยังมีอีกหลายแง่มุมที่คุณอาจไม่เคยรู้จัก ทีมข่าววิทยาศาสตร์ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ ขอพามาชมอีกด้านหนึ่งของนิวเคลียร์ที่คนทั่วไปอาจไม่เคยเห็น กับ 3 เครื่องมือตรวจวิเคราะห์ทุกอณูในร่างกายด้วยเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ซึ่งตั้งอยู่ที่สถาบันโภชนาการ มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา
1.เครื่องไอโซโทปเรโชแมสสเปคโตรเมทรี (Isotope Ratio Mass Spectrometry : IRMS)
เป็นเครื่องที่ใช้วัดปริมาณอณูธรรมชาติหรือไอโซโทปโดยวัดจากไอออนของธาตุ ทั้งที่เป็นธาตุปกติและธาตุอณูธรรมชาติ โดยไอออนนั้นจะเกิดขึ้นเมื่อมีการจุ่มเข็มที่เป็นตัววัดลงในสารละลายสิ่งส่งตรวจที่ได้เตรียมไว้แล้วผ่านกระแสไฟฟ้าลงไป เมื่อผ่านหน่วยประมวลผลที่เป็นสมการติดตั้งภายในเครื่อง ค่าที่ได้ก็จะออกมาแสดงผลทางหน้าจอคอมพิวเตอร์
อณูธรรมชาติคำนี้อาจจะไม่คุ้นหูนัก อณูธรรมชาติคือธาตุในธรรมชาติที่พบอยู่ในองค์ประกอบของร่างกาย เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจนและคาร์บอน แต่เป็นธาตุที่มีน้ำหนักอะตอมมากกว่าปกติ อาทิ 2H,18O, 15N, 12C ซึ่งเป็นไอโซโทปของธาตุที่เรารู้จัก โดยการทดลองนั้นจะเริ่มจากให้อาสาสมัครกินสารอณูธรรมชาติ หรือ ไอโซโทปเสถียร (stable isotope) แล้วนำสิ่งขับถ่าย เช่น ปัสสาวะ น้ำลาย น้ำนม เป็นต้น มาตรวจวัดสารอณูธรรมชาติที่ออกมา โดยศึกษาในหัวข้อที่ต่างกันอาจใช้อณูธรรมชาติที่ต่างชนิดกันด้วย ดังนี้
- การใช้ธาตุไฮโดรเจน (deuterium) ในการศึกษาปริมาณน้ำ ปริมาณไขมัน และองค์ประกอบอื่นๆที่สำคัญในร่างกาย (total body water and body composition)
- การใช้ธาตุไฮโดรเจน (deuterium) ในการศึกษาเกี่ยวกับการบริโภคน้ำนมแม่ (huan milk intake) หรือการศึกษาสารอาหารที่ถ่ายทอดจากแม่สู่ลูกผ่านน้ำนม
- การใช้ธาตุไฮโดรเจนร่วมกับออกซิเจน (doubly-labeled water, H and O) ในการศึกษาการใช้พลังงานต่างๆของร่างกาย (total energy expanditure)
-การใช้ธาตุไนโตรเจน N ในการศึกษากระบวนการย่อยและการดูดซึมของโปรตีน (protein metabolism)
-การใช้ธาตุคาร์บอน ( C) ในการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการเผาผลาญที่ออกมากับลมหายใจ (breath test)
ซึ่งการใช้เทคนิคดังกล่าวในงานวิจัยนับว่าเป็นวิธีที่เป็นมาตรฐานอ้างอิง และมีความน่าเชื่อถือ
โดยเครื่องไอโซโทปเรโชแมสสเปคโตรเมทรี จะสามารถประเมินปริมาณของไขมัน มวลกล้ามเนื้อ การใช้พลังงานของร่างกาย การวัดปริมาณน้ำนมแม่ที่ทารกได้รับจากการเลี้ยงลูกด้วยนมแม่ได้ แต่จะออกมาในรูปของภาพรวม ไม่สามารถบอกได้ว่าที่ส่วนไหนมีปริมาณเท่าใด ซึ่งถ้าหากต้องการทราบว่าที่สัดส่วนของร่างกายส่วนใดมีปริมาณอยู่เท่าไหร่ ต้องใช้ควบคู่กับเครื่องเด็กซ์ซาร์
2.เครื่องดูอัลเอ็กซเรย์แอ๊บซอฟทีโอเมทรี หรือ เด็กซ์ซาร์ (Dual X-ray Absorptiometry : DEXA)
เป็นเครื่องที่ใช้วัดความหนาแน่นของมวลกระดูกเทียบกับเกณฑ์มาตรฐานองค์การอนามัยโลก ใช้ในการตรวจวินิจฉัยภาวะกระดูกพรุน กระดูกบาง หรือวัดภาวะ ของกระดูกว่ายังอยู่ในเกณฑ์ปกติหรือไม่ โดยเครื่องนี้สามารถวัดได้ทั้งตัวหรือเลือกวัดเฉพาะส่วนก็ได้ โดยผู้ทำการตรวจจะต้องนอนอยู่ในท่าที่กำหนดไว้เป็นเวลา 8 นาที
เครื่องเด็กซ์ซาร์จะทำงานคล้ายๆการเอ็กซเรย์ทั่วไป เป็นการผ่านรังสีเอ็กซเรย์ลงมายังร่างกายเพื่อตรวจดูว่าที่บริเวณใดมีองค์ประกอบของร่างกายอยู่เท่าไหร่ ซึ่งองค์ประกอบของร่างกายที่กล่าวถึงก็คือ มวลกระดูก มวลไขมันและมวลกล้ามเนื้อ ซึ่งซอฟแวร์ของเครื่องเด็กซ์ซ่าร์ที่มีอยู่ตอนนี้สามารถประเมินมวลไขมัน ที่อยู่ตามอวัยวะต่างๆทั่วร่างกาย โดยเฉพาะมวลไขมันที่อยู่ตามไขมันในช่องท้อง (visceral fat) ที่อาจส่งผลให้เกิดโรคไม่ติดต่อเรื้อรังในอนาคตได้ เช่น โรคเบาหวาน ความดันโลหิตสูง เส้นเลือดอุดตัน เป็นต้น
โดยเครื่องเด็กซ์ซาร์จะถูกนำมาใช้ในการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับผลของการรับประทานอาหาร หรือการออกกำลังกายต่อการเปลี่ยนแปลงของมวลกระดูกและองค์ประกอบของร่างกาย โดยสามารถบอกปริมาณองค์ประกอบในร่างกายได้เป็นส่วนๆ โดยจะแสดงผลออกมาทางหน้าจอคอมพิวเตอร์ โดยเครื่องนี้สามารถพบเห็นได้ทั่วไปตามโรงพยาบาล
3.บ็อดพ็อด (bodpod) เป็นเครื่องมือที่มีหน้าตาค่อนข้างแปลก คล้ายกระสวยให้คนสามารถเข้าไปนั่งได้ โดยใช้หลักการแทนที่ของอากาศเพื่อวัดปริมาตรของร่างกาย โดยจะคำนวณหาความหนาแน่นโดยน้ำหนัก/ปริมาตร เพื่อให้เกิดความถูกต้องของข้อมูล ผู้ที่ทำการวัดจะต้องใส่ชุดแนบตัวที่คล้ายกับชุดว่ายน้ำแล้วเข้าไปนั่งในเครื่องเป็นเวลา 2 นาที
โดยบ็อดพ็อดจะบอกปริมาณมวลไขมันและมวลกล้ามเนื้อทั้งหมดของร่างกาย โดยใช้หลักการของการวัดความหนาแน่นของร่างกาย ซึ่งปัจจุบันวิธีนี้นับว่าเป็นวิธีอ้างอิงมาตรฐานในทางปฎิบัติที่ใช้ในงานวิจัยทางคลินิค งานวิจัยทางการแพทย์ เพื่อเป็นหลักในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของมวลกล้ามเนื้อและมวลไขมัน
เครื่องมือทางปรมาณูทาง 3 ชิ้นนี้ได้ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการศึกษาวิจัยทางโภชนาการ โดยสำนักโภชนาการ มหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งเครื่องมือทั้ง 3 ชิ้นได้รับการสนับสนุนจากทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (Technical Cooperation with the International Atomic Energy Agency : IAEA) โดยมีสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติเป็นหน่วยงานกลาง เพื่อเป็นการส่งเสริม สนับสนุนและแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในทางสันติ โดยการใช้ประโยชน์จากปรมาณูวิเคราะห์อีกทั้งยังเป็นการดปิดโลกทัศน์ใหม่ๆ เกี่ยวกับปรมาณู
