دانشمندان سرن یک آشکارساز ذرات کوچک برای درمان تومورهای مغزی ساخته اند

با این تکنولوژی، پزشکان می‌توانند هنگام نابودی تومورهای سر و گردن با روش پرتودرمانی یونی، از دقت هدفگیری خود مطمئن شوند.

دانشمندان سرن درحال آزمایش یک دستگاه جدید هستند که با استفاده از تکنولوژی شتاب‌دهنده سرن به درمان سرطان مغز می‌پردازد. این دستگاه می‌تواند با قدرت بالا و با روش پرتودرمانی یونی، تومورهای سر و گردن را نابود کند. این دقت بالا باعث کاهش عوارض جانبی پرتودرمانی می‌شود. دستگاه جدید دانشمندان سرن از یک شناساگر ذره کوچک به نام Timepix3 استفاده می‌کند.

دستگاه Timepix3، ساخت فیزیک‌دانان سرن، به پزشکان کمک می‌کند تا تومورها را هنگام پرتودرمانی یونی با دقت بالا زیر نظر بگیرند. درنتیجه هدف‌گیری آن‌ها ساده‌تر و عوارض جانبی درمان محدودتر می‌شود. دانشمندان مرکز بیماری‌های تومور آلمان، مرکز پژوهش‌های سرطان آلمان و مرکز درمان نوری هایدلبرگ این دستگاه تصویربرداری جدید کمپانی ADVACAM کشور چک را روی اولین بیماران خود آزمایش می‌کنند.

پرتودرمانی یونی، مانند تمام روش‌های درمانی دیگر، معایب خود را دارد. شلیک پرتوها نه‌تنها تومور، بلکه بافت سالم اطراف آن را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. در مغز، این مسئله چالش‌های به‌خصوصی دارد، زیرا می‌تواند باعث آسیب‌دیدن اعصاب بینایی یا حافظه بیمار شود.

درمان ایده‌آل آن است که تا جای ممکن تومور را نابود کند و ناحیه آسیب‌دیده اطراف تومور تا حد ممکن کوچک باشد؛ اما تکنولوژی‌های فعلی برای رسیدن به این دقت در هدف‌گیری یون‌ها کافی نیستند.

یکی دیگر از مشکلات پرتودرمانی، تغییرات شرایط مغز بیمار در طول درمان است. پزشکان از تصاویر سی‌تی اسکن تهیه‌شده پیش از آغاز درمان به‌عنوان یک نقشه برای هدف‌گیری تومور با پرتوهای یون استفاده می‌کنند. اما در طول درمان، این احتمال وجود دارد که وضعیت تومور داخل سر تغییر کند. پزشکان تا پیش‌ازاین هیچ ابزاری نداشتند که درباره این تغییرات به آن‌ها هشدار دهد.

استفاده از تکنولوژی شتاب‌دهنده ذرات برای درمان سرطان

دستگاه جدید کمپانی ADVACAM یک شناساگر ذره است که با کمک تکنولوژی شتاب‌دهنده سرن ساخته شده است. این دستگاه می‌تواند ذرات ثانویه حاصل از برخورد یون‌ها به بدن بیمار را در اعماق مغز، جایی که پرتودرمانی بیشترین تأثیر را دارد، شناسایی کند.

این درست مثل آن است که حرکت توپ‌ها را پس از ضربه در بازی بیلیارد تماشا کنیم. اگر این حرکات مشابه چیزی باشد که طبق نقشه سی‌تی اسکن انتظار می‌رود، پزشکان می‌توانند مطمئن باشند که جای درستی را نشانه گرفته‌اند. در غیر این صورت، متوجه می‌شوند که شرایط مغز تغییر کرده و به یک سی‌تی اسکن جدید نیاز است تا پرتودرمانی از نو برنامه‌ریزی شود.

به‌این‌ترتیب، هم آسیب کمتری به بافت‌های سالم مغز می‌رسد، هم پزشکان می‌توانند دوزهای بالاتری از پرتوها را به تومور شلیک کنند که اثرگذاری درمان را افزایش می‌دهد.

این دستگاه درحال‌حاضر تنها می‌تواند نشان دهد که پرتودرمانی مطابق نقشه سی‌تی اسکن پیش می‌رود یا خیر. پزشکان برای اصلاح درمان باید پرتودرمانی را متوقف و از اسکن‌های جدید استفاده کنند. هدف نهایی دانشمندان ساخت یک دستگاه است که پزشکان را قادر سازد تا مسیر پرتوها را در زمان واقعی و بدون وقفه در درمان اصلاح کنند.

این دستگاه یک نمایش موفق از مفهوم «انتقال دانش» است؛ یعنی یک تکنولوژی که ابتدا برای شناساگرهای تحقیقات فیزیک بنیادی توسعه پیدا کرده بود، حالا می‌تواند برای درمان سرطان استفاده شود.