Bagaimana vakum terlibat dalam akselerator medis? Memungkinkan terapi radiasi

27 Januari 2023 | BACA 4 MENIT

Sistem vakum untuk akselerator medis

Mulai dari mobil yang Anda kemudikan hingga makanan yang Anda makan, teknologi vakum berperan dalam banyak bagian kehidupan sehari-hari. Salah satu bidang penting yang semakin melibatkan teknologi vakum adalah perawatan medis, khususnya terapi kanker.

Dalam banyak kasus, teknologi vakum terlibat secara tidak langsung, karena digunakan dalam proses produksi berbagai peralatan medis. Namun, dalam kasus terapi radiasi, vakum berperan langsung; vakum merupakan bagian penting dari fungsi akselerator medis yang memungkinkan terapi radiasi.

Apa itu terapi radiasi?

Terapi radiasi adalah jenis perawatan kanker yang menggunakan sinar energi intens untuk membunuh sel kanker. Hal ini paling sering dilakukan menggunakan sinar-X, tetapi jenis energi lain juga dapat digunakan, seperti proton dan neutron. Energi ini biasanya dikirimkan dalam bentuk sinar yang dihasilkan dari mesin di luar tubuh. Di sinilah akselerator medis digunakan, karena menghasilkan sinar ini.

Sinar berenergi tinggi kemudian difokuskan pada titik yang sangat spesifik pada tubuh. Terapi radiasi merusak sel dengan menghancurkan materi genetik di dalam sel. Karena sel sehat dan kanker mengandung materi genetik ini, keduanya rusak selama terapi radiasi. Oleh karena itu, tujuannya adalah untuk menghancurkan sebanyak mungkin sel kanker sekaligus mempertahankan sel yang sehat.

Akselerator medis dan jenis sinar energi

Desain akselerator medis yang digunakan untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk terapi radiasi adalah bagian penting dalam melestarikan sebanyak mungkin sel sehat. Kemampuan untuk memfokuskan sinar dan mengendalikan energinya adalah keduanya bagian penting dalam menargetkan sel kanker.

Faktor penting lainnya adalah jenis sinar yang digunakan. Seperti disebutkan sebelumnya, sinar X paling umum digunakan, tetapi jenis sinar lainnya semakin populer.

Salah satu contohnya adalah penggunaan terapi proton, di mana sinar proton digunakan sebagai ganti sinar-X.

Karena proton membutuhkan cukup banyak energi untuk dipercepat, akselerator medis yang digunakan untuk terapi proton biasanya lebih besar daripada akselerator medis lainnya. Biasanya desainnya berbentuk siklotron, bukan akselerator linier yang digunakan untuk menghasilkan sinar yang terdiri dari partikel yang lebih ringan, seperti foton atau elektron.

Keuntungan utama menggunakan sinar proton adalah proton tidak memberikan radiasi melebihi jarak tertentu di dalam tubuh. Ini karena proton hanya menembus jarak tertentu ke dalam tubuh, yang tergantung pada energinya. Hubungan ini memungkinkan dokter untuk mengontrol dengan lebih baik di mana sinar proton menghantarkan energinya; oleh karena itu, hal ini merusak jaringan yang kurang sehat.

Jenis sinar lain yang dapat digunakan adalah sinar neutron dalam proses yang disebut Terapi Penangkapan Neutron Boron. Jenis terapi radiasi ini sedikit berbeda, karena juga memerlukan obat pencari tumor yang mengandung boron-10. Saat pasien terpapar sinar neutron berenergi rendah, banyak neutron diserap oleh boron-10.

Penyerapan ini menciptakan reaksi yang memancarkan partikel bermuatan energi tinggi dengan jarak pendek. Partikel-partikel ini kemudian menghancurkan jaringan di sekitarnya, yang terdiri dari sel tumor kanker. Teknik ini menyebabkan kerusakan minimal pada jaringan sehat di sekitarnya. Cara baru terapi radiasi ini menunjukkan bahwa komunitas medis semakin baik dalam menghancurkan sel kanker sekaligus mempertahankan jaringan yang sehat.

Bagaimana vakum terlibat dalam terapi radiasi?

Teknologi vakum merupakan komponen penting dari akselerator medis, karena harus berada di bawah vakum tinggi untuk beroperasi. Seperti yang dibahas dalam blog sebelumnya, kondisi vakum tinggi membatasi interaksi balok-gas, yang juga dapat disebut sebagai peningkatan jalur bebas rata-rata partikel dalam vakum, seperti proton dan neutron dalam contoh di atas.

Jika sinar proton atau neutron diciptakan pada tekanan atmosfer, sinar tersebut hanya akan bergerak sejauh beberapa nanometer sebelum terganggu oleh molekul udara. Namun, ketika tekanan diturunkan hingga 10-5 mbar atau lebih rendah, proton dan neutron dapat bergerak jauh lebih jauh. Hal ini memungkinkan sinar mempercepat hingga tingkat energi yang diperlukan untuk terapi radiasi, di mana sinar dapat bergerak melalui akselerator dan diarahkan ke tempat yang tepat pada pasien.

Pompa umum yang diperlukan untuk sistem akselerator medis mencakup:

pompa kasar, biasanya kering untuk mengurangi kemungkinan kontaminasi oli
dan pompa turbomolekuler, yang diperlukan untuk menurunkan tekanan ke tingkat yang diperlukan. Dalam beberapa kasus, tergantung pada tingkat radiasi yang dipancarkan dari akselerator, pompa dengan elektronik jarak jauh diperlukan.