Bagaimana vakum terlibat dalam pemecut perubatan? Menjadikan terapi radiasi mungkin

27 Januari 2023 | 4 MIN BACA

Hubungi pakar

Sistem vakum untuk pemecut perubatan

Dari kereta yang anda pandu hingga makanan yang anda makan, teknologi vakum memainkan peranan dalam banyak aspek kehidupan seharian. Satu bidang penting yang semakin terlibat dengan teknologi vakum adalah penjagaan perubatan, khususnya terapi kanser.

Dalam banyak kes, teknologi vakum terlibat secara tidak langsung, kerana ia digunakan dalam proses pembuatan pelbagai peralatan perubatan. Walau bagaimanapun, dalam kes terapi radiasi, vakum memainkan peranan langsung; ia adalah bahagian penting dalam fungsi pemecut perubatan yang menjadikan terapi radiasi mungkin.

Apakah terapi radiasi?

Terapi radiasi adalah sejenis rawatan kanser yang menggunakan pancaran tenaga yang kuat untuk membunuh sel-sel kanser. Ini biasanya dilakukan menggunakan sinar-X, tetapi jenis tenaga lain juga boleh digunakan, seperti proton dan neutron. Tenaga ini biasanya disampaikan dalam bentuk sinar yang dihasilkan dari mesin di luar badan. Inilah tempat di mana pemecut perubatan digunakan, kerana ia menghasilkan sinar ini.

Bilah tenaga tinggi itu kemudian difokuskan pada satu titik yang sangat spesifik di badan. Terapi radiasi merosakkan sel dengan memusnahkan bahan genetik di dalam sel. Oleh kerana kedua-dua sel sihat dan sel kanser mengandungi bahan genetik ini, kedua-duanya akan terjejas semasa terapi radiasi. Oleh itu, matlamatnya adalah untuk memusnahkan sebanyak mungkin sel kanser sambil memelihara sel sihat.

Pecut perubatan dan jenis sinar tenaga

Reka bentuk pemecut perubatan yang digunakan untuk menghasilkan tenaga yang diperlukan bagi terapi radiasi adalah bahagian penting dalam memelihara sebanyak mungkin sel sihat. Keupayaan untuk memfokuskan sinar dan mengawal tenaganya adalah kedua-dua bahagian penting dalam menyasarkan sel kanser.

Satu lagi faktor penting adalah jenis rasuk yang digunakan. Seperti yang disebutkan sebelum ini, sinar-X adalah yang paling biasa digunakan, tetapi jenis sinar lain semakin popular.

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

Oleh kerana proton memerlukan tenaga yang cukup banyak untuk dipercepatkan, pemecut perubatan yang digunakan untuk terapi proton biasanya lebih besar daripada pemecut perubatan yang lain. Mereka biasanya mempunyai reka bentuk gaya siklotron berbanding dengan pemecut linear yang digunakan untuk menghantar sinar yang terdiri daripada zarah yang lebih ringan, seperti foton atau elektron.

Kelebihan utama menggunakan sinar proton adalah bahawa proton tidak menghantar radiasi melebihi jarak tertentu dalam badan. Ini kerana proton hanya menembusi jarak tertentu ke dalam badan, yang bergantung kepada tenaga mereka. Hubungan ini membolehkan doktor mengawal dengan lebih baik di mana sinar proton menyampaikan tenaga mereka; oleh itu, ia kurang merosakkan tisu sihat.

Jenis sinar lain yang boleh digunakan adalah sinar neutron dalam proses yang dipanggil Terapi Penangkapan Neutron Boron. Jenis terapi radiasi ini sedikit berbeza, kerana ia juga memerlukan ubat yang mencari tumor yang mengandungi boron-10. Apabila pesakit terdedah kepada sinar neutron berenergi rendah, banyak neutron diserap oleh boron-10.

Penyerapan ini mencipta reaksi yang mengeluarkan zarah bercas tenaga tinggi jarak dekat. Partikel-partikel ini kemudian memusnahkan tisu sekeliling, yang terdiri daripada sel-sel tumor kanser. Teknik ini menyebabkan kerosakan yang minimum kepada tisu sihat di sekeliling. Arah baru dalam terapi radiasi ini menunjukkan bahawa komuniti perubatan semakin mahir dalam memusnahkan sel kanser sambil memelihara tisu yang sihat.

Bagaimana vakum terlibat dalam terapi radiasi?

Teknologi vakum adalah komponen penting dalam pemecut perubatan, kerana ia perlu berada di bawah vakum tinggi untuk beroperasi. Seperti yang dibincangkan dalam blog sebelumnya, keadaan vakum tinggi mengehadkan interaksi sinar-gas, yang juga boleh dirujuk sebagai meningkatkan laluan bebas purata zarah dalam vakum, seperti proton dan neutron dalam contoh di atas.

Jika sinar proton atau neutron dihasilkan dalam tekanan atmosfera, ia hanya akan bergerak beberapa nanometer sebelum terganggu oleh molekul udara. Walau bagaimanapun, apabila tekanan diturunkan kepada 10^-5 mbar atau lebih rendah, proton dan neutron boleh bergerak jarak yang jauh lebih panjang. Ini membolehkan sinar mempercepat ke tahap tenaga yang diperlukan untuk terapi radiasi, di mana sinar dapat bergerak di seluruh pemecut dan disasarkan ke tempat yang tepat pada pesakit.

Pam yang biasanya diperlukan untuk sistem penggerak perubatan termasuk:

pam kasar, biasanya kering untuk mengurangkan kemungkinan pencemaran minyak
dan pam turbomolekul, yang diperlukan untuk menurunkan tekanan ke tahap yang diperlukan. Dalam beberapa kes, bergantung kepada tahap radiasi yang dipancarkan dari pemecut, pam dengan elektronik jauh diperlukan.