Οι ανιχνευτές σωματιδίων όπως αυτοί που χρησιμοποιούν οι φυσικοί στο CERN έχουν ευρείες εφαρμογές πέρα από την έρευνα. Τώρα, ένας ανιχνευτής σωματιδίων που αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από φυσικούς στο CERN χρησιμοποιείται από επιστήμονες στη Γερμανία για τη θεραπεία όγκων του εγκεφάλου με μεγαλύτερη ακρίβεια και ασφάλεια.
Επιστήμονες στη Γερμανία δοκιμάζουν μια νέα συσκευή απεικόνισης που έχει ενσωματωμένο το Timepix3, έναν ανιχνευτή μικρών σωματιδίων που αναπτύχθηκε στο CERN, για την στόχευση καρκινικών κυττάρων. Η συσκευή επιτρέπει τη στενή παρακολούθηση των όγκων κεφαλής και τραχήλου κατά τη διάρκεια της ακτινοθεραπείας με ιόντα, συμβάλλοντας έτσι στον περιορισμό των παρενεργειών της θεραπείας.
«Μία από τις πιο προηγμένες μεθόδους για τη θεραπεία όγκων της κεφαλής και του τραχήλου περιλαμβάνει την ακτινοβολία με δέσμες ιόντων. Αυτή έχει ένα μοναδικό χαρακτηριστικό: μπορεί να προσαρμοστεί με ακρίβεια μέσα στο ανθρώπινο κεφάλι, όπου τα σωματίδια πρέπει να έχουν τη μέγιστη επίδραση», εξήγησε η Mária Martišíková, επικεφαλής της ομάδας του Γερμανικού Κέντρου Έρευνας για τον Καρκίνο (DKFZ).
Ωστόσο, όπως και άλλοι τύποι ακτινοβολίας, η ιοντίζουσα ακτινοβολία έχει ένα μειονέκτημα. Οι δέσμες σωματιδίων επηρεάζουν όχι μόνο τον όγκο αλλά και μέρος του υγιούς ιστού γύρω από αυτόν. Αυτό είναι ιδιαίτερα δύσκολο στον εγκέφαλο, όπου είναι πιθανή η βλάβη στο οπτικό νεύρο ή στη μνήμη του ασθενούς. Ιδανικά, η περιοχή γύρω από τον όγκο που δέχεται την ακτινοβολία θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη και η δόση όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Ωστόσο, η τρέχουσα τεχνολογία δεν επιτρέπει επαρκώς την ακριβή στόχευση των ιόντων.
Επιπλέον, ο όγκος μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια της θεραπείας. Η αξονική τομογραφία που λαμβάνεται πριν από τη θεραπεία χρησιμοποιείται ουσιαστικά ως «χάρτης» για τη στόχευση του όγκου με δέσμες ιόντων. Αλλά κατά τη διάρκεια της θεραπείας, η κατάσταση μέσα στο κρανίο μπορεί να εξελιχθεί. Η νέα συσκευή που ονομάζεται ADVACAM θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση αυτών των προβλημάτων, βελτιώνοντας την πλοήγηση των δεσμών ιόντων μέσα στην κεφαλή, παρακολουθώντας τα δευτερεύοντα σωματίδια που δημιουργούνται όταν τα ιόντα περνούν μέσα από αυτό.
«Οι κάμερές μας μπορούν να καταγράψουν κάθε φορτισμένο σωματίδιο δευτερογενούς ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το σώμα του ασθενούς», δήλωσε ο Λούκας Μάρεκ από την ADVACAM. «Είναι σαν να παρακολουθείς τις μπάλες που διασκορπίζονται πάνω σε ένα τραπέζι μπιλιάρδου. Εάν οι μπάλες αναπηδούν όπως αναμένεται σύμφωνα με την εικόνα της αξονικής τομογραφίας, μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι στοχεύουμε σωστά. Διαφορετικά, είναι σαφές ότι ο χάρτης δεν ισχύει πλέον. Τότε είναι απαραίτητο να επανασχεδιάσουμε τη θεραπεία», εξήγησε.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτές οι επικαιροποιήσεις θα στοχεύουν καλύτερα τον όγκο, θα μειώσουν την ποσότητα ανεπιθύμητης ακτινοβολίας στην οποία εκτίθεται ο ασθενής και θα στοχεύουν τον όγκο με υψηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας. Προς το παρόν, ο ανιχνευτής απαιτεί τη διακοπή της θεραπείας για να καταστεί δυνατός ο επανασχεδιασμός. Ωστόσο, οι μεταγενέστερες φάσεις του προγράμματος θα περιλαμβάνουν τη δυνατότητα διόρθωσης της διαδρομής της δέσμης σε πραγματικό χρόνο.
«Όταν αρχίσαμε να αναπτύσσουμε ανιχνευτές σωματιδίων για τον LHC είχαμε έναν στόχο στο μυαλό μας – να ανιχνεύσουμε και να απεικονίσουμε κάθε αλληλεπίδραση σωματιδίων και έτσι να βοηθήσουμε τους φυσικούς να αποκαλύψουν τα μυστικά της Φύσης σε υψηλές ενέργειες», εξήγησε ο Μάικλ Κάμπελ, εκπρόσωπος της Medipix Collaborations.
«Οι ανιχνευτές Timepix αναπτύχθηκαν από τις διεπιστημονικές συνεργασίες Medipix Collaborations, οι στόχοι των οποίων είναι να μεταφέρουν την ίδια τεχνολογία σε νέα πεδία. Πολλά από αυτά τα πεδία ήταν εντελώς απρόβλεπτα στην αρχή και αυτή η εφαρμογή είναι ένα λαμπρό παράδειγμα αυτού», κατέληξε ο εκπρόσωπος.
ΠΗΓΗ: New Atlas
www.ertnews.gr
