تکنولوژی کامپیوتر

کمک ذرات شتاب دهنده بر روی تراشه ی کامپیوتری به درمان سرطان

نوشته شده توسط تارا صفری

شتاب دهنده های ذرات در علم پزشکی فوق العاده مفید هستند، البته اگر خیلی بزرگ نبودند. به عنوان مثال ، شتاب دهنده SLAC تقریباً 2 مایل (3.2 کیلومتر) طول دارد ، در حالی که Collider Large Hadron Collider (LHC) CERN با طول 16.7 مایل (27 کیلومتر) عمل می کند. اکنون دانشمندان در استنفورد موفق به كاهش اندازه این فناوری برای قرار دادن در تراشه کامپیوتری شده اند كه این امر می تواند به روش های دقیق تر پرتودرمانی سرطان منجر شود.

 

در شتاب دهنده های معمولی ، ذرات از طریق مجراهای خلاء نوردهی می شوند و با سرعت فوق العاده ای شتاب می گیرند. شتاب دهنده SLAC با تابش مایکروویوها به ذرات خود سرعت می بخشد ، در حالی که LHC از الکترومغناطیسهای ابررسانا استفاده می کند.

 

ابزار مورد نیاز برای انجام این کار بسیار حجیم هستند و برای استفاده در بیمارستان ها و امکانات علمی کوچکتر دشوار می باشند. در گذشته CERN موفق شده است یک نمونه اولیه کوچکتر را ایجاد کند که در حدود 6/5 فوت (2 متر) طول داشته باشد و اکنون تیمی از استنفورد و SLAC نسخه ی کوچکتر را ایجاد کرده اند که متناسب با یک تراشه سیلیکونی است.

با طراحی جدید ، الکترون ها از طریق یک کانال خلاء که 30 میکرومتر طول و نازک تر از موی انسان است ، نوردهی می شود. دستگاه استنفورد به جای مایکروویو یا آهن ربا ، ذرات خود را با استفاده از نور مادون قرمز شتاب می بخشد ، که از طریق سیم های سیلیکونی درون دیواره های داخل کانال حرکت می کند. یک لیزر مادون قرمز 100000 بار در ثانیه پالس می فرستد ، هر بار دسته ای از فوتون هایی که  با زاویه صحیح به الکترون ها برخورد کرده اند را ارسال می کند تا به آنها شتاب بدهد.

در شکل فعلی، این شتاب دهنده ذرات بر روی تراشه آماده استفاده عملی نیست ، اما نشان می دهد که این مفهوم کار می کند. در حال حاضر، تنها با این روش موفق شده اند به الکترونها انرژی 0.915 کیلو الکترون ولت (keV) بدهد، که تقریباً هزار برابر کمتر از مقدار مورد نیاز برای تحقیقات و برنامه های پزشکی است.

تا پایان امسال ، این تیم با انرژی 1 مگا الکترون ولت (MeV) یا چیزی در حدود هزار برابر بیشتر از شکل فعلی، انرژی شلیک خواهد کرد. روش این کار بسیار ساده است، محققان همان دوره کانال را 1000 بار تکرار می کنند ، که باید روی یک تراشه با طول 1 اینچ (2.5 سانتی متر) جا بگیرد.

بنابراین از یک شتاب دهنده ذرات بر روی تراشه کامپیوتری برای چه چیزی می توان استفاده کرد؟ محققان می گویند که اولین کاربرد آن می تواند درمان سرطان باشد. به عنوان مثال، یک لوله خلاء می تواند به بدن بیمار وارد شود که یک انتهای آن مستقیماً به سمت تومور باشد. الکترون های شتاب یافته توسط این دستگاه می توانند از طریق این لوله هدایت شوند تا مستقیماً بدون اصابت به سلولهای سالم به سلولهای سرطانی زده شوند.

اشتراک گذاری

درباره نویسنده

تارا صفری