Proton ışınlarındaki parçacık kaybını azaltarak, yeni bir yöntem yüksek doz kanser radyasyon tedavisinin etkinliğini artırabilir ve hasta ağrısını azaltabilir.
Proton kanser tedavisinde, doğrudan tümörlere son derece yüksek dozlarda proton radyasyonu vermek için yüksek konsantrasyonlu ışınlar kullanılır.
Bu ışınları oluşturmak için bir tür parçacık hızlandırıcı olan siklotronlar kullanılır. Klinisyenler, siklotronlar tarafından üretilen proton ışını enerjilerini, bunları kullanmak için terapötik olarak etkili seviyelere ayarlamalıdır. Araştırmacılar şimdi bu enerji ayarı için, daha önceki tekniklerde bir sorun olan radyasyon dozajını azaltmayan bir mekanizma oluşturdular. Yöntemi geliştiren araştırmacılara göre, uygulayıcılar tedavi sürelerini yarıya indirebilir ve böylece hasta konforunu artırabilir.
Göz tümörlerinin tedavisinde olduğu gibi, hastaların tamamen hareketsiz oturmaları gerektiğinde dozajın korunması çok önemlidir.
Proton ışını enerjisinin daha fazlasını doğrudan tümöre dağıttığından, proton tedavisi radyasyon tedavisi gören kanser hastaları için x-ışını radyasyon tedavisine göre tercih edilebilir. Bu doğruluk, yakın bölgedeki sağlıklı dokuya verilen zararı azaltır ve hem bulantı ve bitkinlik gibi hoş olmayan kısa vadeli yan etkileri hem de hafıza sorunları, kardiyovasküler morbidite ve ikincil maligniteler gibi istenmeyen uzun vadeli yan etkileri azaltabilir.
Kanser Tedavisinde Radyasyon Dozu
Radyasyon dozunun proton tedavisinin etkinliği üzerinde etkisi vardır. Onkologlar, tedavileri daha etkili olursa saat başına daha fazla hastayı tedavi edebilirler. Sonuç olarak tesis çevresinde önemli ölçüde kalkan gereksinimi azalabilir. Bununla birlikte, terapötik olarak etkili ışınlar üretmek için şu anda kullanılan yöntemler, bir ışındaki proton miktarını büyük ölçüde azaltmaktadır.
Hastane tesisleri, enerjisini bir siklotron tarafından üretilen 250 MeV’den çeşitli tedaviler için gerekli olan 70 MeV’ye düşürmek için proton ışınının yoluna enerji düşürücü adı verilen özel bir ekipman kurar. Grafit bazlı bu cihaz, tek tek protonları saçarak ışının ortalama enerjisini düşürür. Ancak, bunu yapmak parçacığın enerji dağılımını genişletir. Sonuç olarak, bazı protonlar tedavilerde kullanılamayacak kadar enerjik oldukları için hala ek uzaklaştırma işlemlerine ihtiyaç duyuyor. Paul Scherrer Enstitüsü’nden Vivek Maradia ve çalışma arkadaşları bu durumu ortadan kaldırıp kaldıramayacaklarını sorguladılar.
Yüksek enerji fiziği deneylerinde kullanılan bir teknik Maradia ve meslektaşları tarafından modifiye edildi. Araştırmacılar daha sonra enerji düşürücüden sonra bir ucunda 3,8 mm’den diğer ucunda keskin bir noktaya kadar değişen genişliğe sahip polietilen kama şeklinde bir cihaz eklediler.
Parçacıkların böyle bir kamadan geçerken kaybettikleri enerji, içinden geçmeden önce ne kadar enerjiye sahip olduklarına bağlı olmalıdır. Örneğin, daha yüksek enerjili protonlar daha düşük enerjili protonlardan daha fazla enerji kaybetmelidir. Bu nedenle protonlar kamadan ayrılırken benzer enerjiye sahip olmalıdır. Araştırmacılar, bu aparatı kullanarak tedavi edici enerjilere sahip protonlar oluşturabileceklerini ve enerji yayılımını genişletmeden parçacık kaybını en aza indirebileceklerini gösterdiler.
Maradia’ya göre bu kayıp azalması, daha fazla partikülün hedef tümöre ulaşabileceğini gösteriyor. Ekip tarafından göz tümörlerinin tedavisine yönelik klinik bir proton ışını kullanılarak bir potansiyel değerlendirildi. Araştırmacılar, klinik ışını kullanan bir öncekine kıyasla kendi konfigürasyonları için proton iletiminde iki kat artış keşfetti. Ekibin modelleri, geliştirilmiş tasarımlarının 70 MeV’lik bir ışında bulunan proton miktarını 100 kat artıracağını öngörmüştü ve bu artış bu tahminlerle uyumluydu.
Illinois’deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda parçacık hızlandırıcı tasarımcısı olan Diktys Stratakis’e göre, bu teknik Fermilab’ın Muon g-2 deneyinin performansını artırmak için de kullanıldı. Yine Fermilab’da çalışan bir hızlandırıcı araştırmacısı olan David Neuffer’e göre, tıbbi proton ışın hattı, müon ışınları için kullanılan kama mekanizmasının özellikle ilginç bir kullanımıdır. Neuffer, bilim insanlarının bu mekanizmayı “tıbbi bir uygulamada büyük gelişmeler elde etmek için kullanabilecek gibi göründüklerini” iddia ediyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/129
