Στους ιατρικούς επιταχυντές σωματιδίων, όπως εκείνος του MedAustron, οι όγκοι αντιμετωπίζονται με στοχευμένη ακτινοβόληση με φορτισμένα σωματίδια, δηλαδή ιόντα. Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό "Physical Review Accelerators and Beams", ερευνητές παρουσιάζουν μια σημαντική πρόοδο σε μια μέθοδο που συνδυάζει δύο διαφορετικές δέσμες ιόντων σε μία. Η προσέγγιση αυτή, γνωστή ως "μικτή δέσμη" (Mixed Beam), αναμένεται να συμβάλει στην ακριβέστερη αντιμετώπιση του καρκίνου.

Η θεραπεία με δέσμες ιόντων είναι διαθέσιμη μόνο σε εξειδικευμένες εγκαταστάσεις που διαθέτουν επιταχυντές σωματιδίων. Σε αυτούς, οι ατομικοί πυρήνες, από τους οποίους έχουν αφαιρεθεί τα ηλεκτρόνια, επιταχύνονται σε πολύ υψηλές ενέργειες και κατευθύνονται προς τον καρκινικό ιστό. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται πυρήνες άνθρακα, οι οποίοι πρέπει να ρυθμίζονται με μεγάλη ακρίβεια, ώστε να καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα προκαλώντας όσο το δυνατόν μικρότερη βλάβη στους υγιείς ιστούς.

Η προσθήκη μιας δέσμης ηλίου στη δέσμη άνθρακα μπορεί να καταστήσει τη θεραπεία ακριβέστερη, σύμφωνα με ανακοίνωση του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Βιέννης.

Στην προσέγγιση των μικτών δεσμών, οι πυρήνες ηλίου χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της διαδικασίας ακτινοβόλησης. Στόχος είναι να περιοριστεί όσο το δυνατόν περισσότερο η έκθεση των υγιών ιστών. Το κατά πόσο επιτυγχάνεται αυτό μπορεί να εκτιμηθεί μέσω μετρήσεων στους πυρήνες ηλίου, οι οποίοι κατευθύνονται μαζί με τα ιόντα άνθρακα προς την περιοχή-στόχο.

Οι πυρήνες ηλίου έχουν περίπου το ένα τρίτο της μάζας και του ηλεκτρικού φορτίου των πυρήνων άνθρακα. Για τον λόγο αυτό, η συμπεριφορά τους μέσα στον επιταχυντή παρουσιάζει σημαντικές ομοιότητες με εκείνη των ιόντων άνθρακα, ενώ οι πυρήνες ηλίου διαπερνούν ευκολότερα το σώμα.

Μετρώντας την υπολειπόμενη ταχύτητά τους μετά τη διέλευσή τους από την περιοχή που ακτινοβολείται, οι ερευνητές μπορούν να εκτιμήσουν πόσο βαθιά έχουν εισχωρήσει στον ιστό οι πυρήνες άνθρακα και, κατ’ επέκταση, πόσο αποτελεσματικά εξελίσσεται η θεραπεία.

Για να λειτουργήσει η μέθοδος, είναι απαραίτητο να είναι γνωστή και να ελέγχεται με ακρίβεια η αναλογία των πυρήνων άνθρακα και ηλίου μέσα στη δέσμη, επισημαίνει η πρώτη συγγραφέας της μελέτης, Elisabeth Renner, από το Ινστιτούτο Ατομικής Φυσικής του Τεχνικού Πανεπιστημίου.

Για να προσδιορίσουν αυτή την αναλογία, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου και οι συνεργάτες τους στο MedAustron αξιοποιούν μια μικρή απόκλιση από την αναλογία μαζών τρία προς ένα μεταξύ των δύο ειδών ιόντων.

Η μικρή αυτή διαφορά κάνει τους ατομικούς πυρήνες να ακολουθούν ελαφρώς διαφορετικές τροχιές μέσα στον επιταχυντή.

"Στον επιταχυντή ελέγχεται συνεχώς αν το κέντρο της δέσμης σωματιδίων βρίσκεται στην προβλεπόμενη τροχιά. Όταν διαπιστώνεται απόκλιση, η συχνότητα του επιταχυντή ραδιοσυχνοτήτων προσαρμόζεται ελάχιστα", εξηγεί η Renner.

Επειδή οι πυρήνες ηλίου και άνθρακα δεν συμπεριφέρονται ακριβώς με τον ίδιο τρόπο λόγω της μικρής διαφοράς στη μάζα τους, η απαιτούμενη διόρθωση της συχνότητας εξαρτάται από την αναλογία ανάμειξής τους.

Έτσι, γνωρίζοντας πόσο πρέπει να προσαρμοστεί η λειτουργία του επιταχυντή για να διατηρηθεί σταθερή η δέσμη, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν έμμεσα την αναλογία άνθρακα και ηλίου.

Οι πρώτες δοκιμές στο MedAustron παρουσίασαν καλή συμφωνία με τις μαθηματικές προβλέψεις, σύμφωνα με τους ερευνητές. Το αποτέλεσμα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη της τεχνικής των μικτών δεσμών και τη μελλοντική αξιοποίησή της με στόχο την ακριβέστερη και καλύτερα ελεγχόμενη ακτινοθεραπεία.

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Παροδικό ισχαιμικό επεισόδιο: Αυξημένος κίνδυνος άνοιας ακόμη και δεκαετίες αργότερα
ΕΟΔΥ: 1 θάνατος ασθενή με γρίπη, 3 νέα σοβαρά κρούσματα - Χαμηλά CoViD, RSV
Διαδερμικές θεραπείες στην καρδιακή ανεπάρκεια