|
Технология ЦЕРНА применяется при опухолях головного мозга
|
|
|
|
Переходя от гигантских ускорителей диаметром 26 км (16 миль) к операционным залам головного мозга, детектор частиц, впервые разработанный физиками ЦЕРНА, используется учеными Германии для лечения опухолей головного мозга с большей точностью и безопасностью. Уничтожить опухоли головы и шеи относительно просто. Вы вводите в них нужные химические вещества или облучаете их достаточно мощным излучением, и дело сделано. Проблема в том, чтобы выяснить, как уничтожить раковые клетки, не убивая пациента. Одним из эффективных способов лечения таких опухолей является использование ионных пучков. Ускоряя заряженные частицы до трех четвертей скорости света, они могут проникать в живую ткань на глубину до фута. Чтобы защитить здоровые клетки, общепринятый метод заключается в перемещении ионного проектора по кривой так, чтобы опухоль находилась в центре фокуса. Таким образом, опухоль подвергается постоянной бомбардировке, в то время как здоровая ткань подвергается лишь незначительному воздействию.
|
|
|
|
Это простой и эффективный метод, но он далек от совершенства, особенно когда опухоль находится в головном мозге. В такой ситуации существует реальная опасность подвергнуть соседние здоровые клетки вторичному излучению, вызванному попаданием ионного пучка в ткани, что может привести к потере памяти, повреждению зрительного нерва и другим проблемам. Чтобы свести это к минимуму, рентгеновская компьютерная томография (КТ) может точно определить местоположение опухоли, что поможет хирургу в выборе метода лечения. К сожалению, снимок, сделанный до операции, может быть неточным, поскольку с тех пор мозг сместился в черепе. Чтобы компенсировать это, исследователи из Немецкого национального центра опухолевых заболеваний (NCT), Немецкого центра исследований рака (DKFZ) и Центра ионно-лучевой терапии Гейдельберга (HIT) при университетской больнице Гейдельберга использовали новое устройство визуализации, созданное чешской компанией ADVACAM, которое включает в себя пиксельный детектор Timepix3, разработанный в ЦЕРНЕ.
|
|
|
Разработанный для работы как с полупроводниковыми детекторами, так и с газонаполненными детекторами, Timepix3 представляет собой интегральную схему общего назначения, которая может принимать разреженные данные обнаружения и выдавать выходные данные с высоким разрешением в течение короткого времени. Это позволяет ADVACAM использовать вторичное излучение ионного пучка для обновления карт тканей, используя излучение в качестве маяка слежения. "Наши камеры могут регистрировать каждую заряженную частицу вторичного излучения, испускаемого телом пациента", - сказал Лукаш Марек из ADVACAM. "Это похоже на наблюдение за шарами, разлетающимися при ударе в бильярд. Если шарики отскакивают так, как ожидалось в соответствии с КТ-изображением, мы можем быть уверены, что правильно нацелились. В противном случае ясно, что "карта" больше не применяется. Тогда необходимо перепланировать лечение."
|
|
|
|
Идея заключается в том, что эти обновления будут лучше нацелены на опухоль, одновременно уменьшая количество нежелательного излучения, которому подвергается пациент, при воздействии на опухоль более высоких уровней радиации. На данный момент детектор требует прерывания обработки, чтобы можно было выполнить повторное планирование. Однако на более поздних этапах программы будет предусмотрена возможность корректировки траектории луча в режиме реального времени. "Когда мы начали разрабатывать пиксельные детекторы для БАК, у нас была одна цель – обнаружить и запечатлеть каждое взаимодействие частиц и тем самым помочь физикам разгадать секреты природы при высоких энергиях", - говорит Майкл Кэмпбелл, представитель Medipix Collaborations. "Детекторы Timepix были разработаны междисциплинарным сотрудничеством Medipix, целью которого является внедрение той же технологии в новые области. Многие из этих областей были совершенно непредвиденными вначале, и это приложение является блестящим примером этого".
|
|
|
|
Источник
|
