درمان تومورهای مغزی با فناوری شتاب‌دهنده ذرات «سرن»

یک آشکارساز ذرات که برای اولین بار توسط فیزیکدانان سرن ساخته شد، از شتاب‌دهنده‌های غول‌پیکر به طول ۲۶ کیلومتر(۱۶ مایل) به سالن‌های جراحی مغز منتقل شده و توسط دانشمندان آلمانی برای درمان تومورهای مغزی با دقت و ایمنی بیشتر استفاده می‌شود.

از بین بردن تومورهای سر و گردن کار نسبتا ساده‌ای است. پزشک آنها را با مواد شیمیایی مناسب تحت تاثیر قرار می‌دهد یا آنها را با تشعشعات قوی از بین می‌برد. مشکل این است که چگونه می‌توان سلول‌های سرطانی را بدون از دست رفتن بیمار از بین برد.

به نقل از نیواطلس، ‌یکی از راه‌های موثر برای درمان چنین تومورهایی استفاده از پرتوهای یونی است. با شتاب دادن به ذرات باردار تا سه چهارم سرعت نور، آنها می‌توانند به اندازه ۳۰ سانتی‌متر در بافت زنده نفوذ کنند. برای محافظت از سلول‌های سالم، روش معمولی حرکت دادن پروژکتور یونی در یک منحنی با مرکزیت قرار دادن تومور در کانون آن است.

به این ترتیب، تومور به طور مداوم بمباران می‌شود در حالی که بافت سالم فقط اندکی در معرض اشعه قرار می‌گیرد. این یک روش ساده و موثر است اما زمانی که تومور در مغز باشد، روش کاملی نیست.

در چنین شرایطی، خطر واقعی قرار گرفتن سلول‌های سالم مجاور در معرض تشعشعات ثانویه ناشی از برخورد پرتو یونی به بافت‌ها وجود دارد که می‌تواند منجر به از دست رفتن حافظه، آسیب به عصب بینایی و سایر مشکلات شود.

به گزارش ایسنا، برای به حداقل رساندن این امر، سی‌تی اسکن‌ با اشعه ایکس می‌توانند موقعیت تومور را دقیقا ترسیم کنند تا جراح را در تنظیم درمان راهنمایی کند. متاسفانه، اسکن گرفته شده قبل از عمل ممکن است نادرست باشد زیرا مغز از آن زمان به بعد در جمجمه جابجا شده است.

برای جبران این موضوع، محققان مرکز ملی بیماری‌های تومور آلمان(NCT)، مرکز تحقیقات سرطان آلمان(DKFZ) و مرکز درمان پرتو یونی هایدلبرگ(HIT) در بیمارستان دانشگاه هایدلبرگ از یک دستگاه تصویربرداری جدید ساخته شده توسط جمهوری چک استفاده کردند. این دستگاه ادوکم(ADVACAM) نام دارد که دارای آشکارساز پیکسل Timepix۳ توسعه یافته در سرن است.

Timepix۳ که برای کار با آشکارسازهای نیمه هادی و آشکارسازهای پر از گاز طراحی شده است، یک مدار همه منظوره است که می‌تواند داده‌های تشخیصی پراکنده را دریافت کند و خروجی‌هایی با وضوح بالا در مدت زمان کوتاه ارائه دهد. این به ادوکم اجازه می‌دهد تا از تشعشعات ثانویه پرتو یونی برای به روزرسانی نقشه‌های بافت با استفاده از تابش استفاده کند.

لوکاش مارک(Lukáš Marek) از ادوکم می‌گوید: دوربین‌های ما می‌توانند هر ذره باردار تشعشعات ثانویه ساطع شده از بدن بیمار را ثبت کنند.

ایده این است که این به‌روزرسانی‌ها تومور را بهتر مورد هدف قرار می‌دهند و در عین حال میزان تشعشعات ناخواسته‌ای را که بیمار در معرض آن قرار می‌گیرد کاهش دهد.

مایکل کمپبل، سخنگوی شرکت Medipix Collaborations می‌گوید: زمانی که ما شروع به توسعه آشکارسازهای پیکسلی برای شتاب دهنده ذرات سرن کردیم، یک هدف در ذهن داشتیم و آن شناسایی و تصویربرداری از هر فعل و انفعال ذرات و در نتیجه کمک به فیزیکدانان در کشف اسرار طبیعت در انرژی‌های بالا بود. بسیاری از این زمینه‌ها در ابتدا پیش‌بینی نشده بودند و این برنامه نمونه‌ای درخشان از آن است.