شيوه تازه براي تصويربرداري پزشکي
برهنه در برابر پرتوهاي تي
مترجم : بهار خراساني

پژوهشگران پزشکي اعتقاد دارند که اشعه تي مي تواند درمان سرطان را دگرگون کند و توليد داروهاي جديد را سرعت بخشد. ستاره شناسان مي گويند اشعه تي قدرت آشکارکردن يک جهان کاملاً جديد را دارد. اما از نظر عده اي اشعه تي آخرين و شريرترين فرآورده در تلاش ها براي تحت مراقبت گرفتن 24 ساعته همه افراد است.

***

اشعه تي چيست

امواج الکترومغناطيسي تراهرتز يا تکنولوژي «پرتو تي»- پاسخ قرن بيست و يکم به اشعه ايکس است. اشعه تي شامل پرتوهاي الکترومغناطيسي مي شود که بين مايکروويو و مادون قرمز قرار مي گيرند.پرتوهاي تي به خاطر فرکانس شان - که حدود يک تريليارد سيکل در ثانيه يا يک «تراهرتز» است- به اين نام خوانده شده اند.وجود آنها بيش از يک قرن است که نشان داده شده است، با اين حال دانشمندان تازه شروع به استفاده از آنها کرده اند.اين امر تا حدي به دليل اشکال در کشف و ايجاد آنهاست. مشکل اصلي مربوط به طول موج آنهاست که توليد آنها را نسبت به نور يا پرتوهاي ايکس سخت تر مي کند، و به جذب سريع آنها به وسيله مولکول هاي آب مي انجامد.ايجاد اين پرتوها مشکل و ناپديدشدن آنها بسيار سريع است. پرتوهاي تي که مدت درازي به عنوان «سيندرلاي» امواج الکترومغناطيسي در نظر گرفته مي شدند آخرين بخش طيف طول موج که جامعه علمي از آنها بهره جسته است.

ديدن از ميان موانع

اکنون همه چيز در حال تغيير است، بلورهاي نيمه هادي خاصي پيدا شده اند که با استفاده از جرقه هاي بسيار کوتاه مدت نور ليزر مي توان آنها را به گسيل پرتوهاي تي واداشت. اين تحول به مجموعه اي از کاربردهاي بالقوه انجاميده است.و در راس اين کاربردها توانايي ديدن از آن سوي اشياي کدر در برابر نور معمولي است. تاکنون اين خاصيت منحصر به پرتوهاي ايکس دانسته مي شد که طول موج کوتاه تر و انرژي بسيار بيشتري دارند. در نتيجه مي توانند به اشياي جامدي مانند استخوان و فولاد هم نفوذ کنند. اما چنين قدرتي تاواني هم دارد و آن هم آسيب بالقوه آنها به سلول هاي زنده است.پرتوهاي تي ممکن است نتوانند به اندازه پرتوهاي ايکس نفوذ کنند ولي چنين اثر بالقوه مخرب بر بافت ها را نيز ندارند- و اين از لحاظ کاربردهاي پزشکي يک مزيت محسوب مي شود.اما سود بردن از پرتوهاي تي مساله ديگري است.اولين تلاش ها براي استفاده از پرتوهاي تي براي بررسي بافت ها تقريباً يک دهه پيش انجام شد. پس از آن يک دهه طول کشيد تا دستگاه هاي ليزر با اندازه مناسبي ساخته شدند که مي توانستند پالس هاي بسيار کوتاه مورد نياز براي ايجاد پرتوهاي تي را به وجود آورند.در سال 1995 فيزيکدان بين بين هو و مارتين ناس در نيوجرسي امريکا از پرتوهاي تي براي ريزتراشه ها (ميکروچيپ ها) استفاده مي کردند- که ايده جديدي به فکرشان رسيد و پرتوها را به يک قطعه گوشت تاباندند.

آنها کشف کردند که پرتوهاي تي مي توانند ترکيب بافت را مانند نسخه اي کم انرژي از تصاوير اشعه ايکس آشکار کنند.اما در حالي که کيفيت تصاوير آشناي اشعه ايکس به تراکم الکترون ها در مواد مورد تصويربرداري بستگي دارد، براي پرتوهاي تي عامل اصلي وجود آب در ماده آزمودني است، چرا که مولکول هاي آب پرتوهاي تي را به آساني جذب مي کنند.اکنون اين خصوصيت پرتوهاي تي در کانون يکي از مهيج ترين کاربردهاي آن قرار گرفته است- درمان سرطان.

راهي جديد براي درمان سرطان

يکي از بزرگترين چالش ها در پزشکي سرطان هدف قرار دادن سلول هاي بدخيم و در عين حال به حال خود گذاشتن سلول هاي سالم است.اين امر دانشمندان را واداشته است که به دنبال خصوصياتي در سلول هاي سرطاني باشند که آنها را از سلول هاي «طبيعي» متمايز مي کند.يکي از اين خصوصيات اين است که سلول هاي سرطاني نسبت به سلول هاي سالم محتواي آب بيشتري دارند.اکنون دانشمندان فکر مي کنند که مي توانند از اين خصوصيت براي درمان سلول هاي سرطاني با پرتوهاي تي استفاده کنند.پروفسور پيتر وايتمن از دانشگاه ليورپول توضيح مي دهد؛ «پرتوهاي تراهرتزي به وسيله آب جذب مي شوند، و سلول هاي سرطاني آب را در خود جمع مي کنند، بنابراين پرتوهاي تي در اين سلول ها جذب مي شوند و آنها را مي کشند.» پروفسور وايتمن يکي از اعضاي گروهي است که آزمايش هايي را در آزمايشگاه دارسبري نزديک وارينگتون در چشاير اسکاتلند با استفاده از يک مولد پرتوهاي تي انجام مي دهند.اين مولد پرتوهاي تي پس از تکميل تا پايان سال جاري قوي ترين مولد پرتوهاي تي در اروپا و اولين مولدي است که بر کاربردهاي پزشکي متمرکز خواهد بود.وايتمن مي گويد مساله اصلي در ابتدا آزمودن بي خطربودن تکنولوژي تراهرتز است. «اولويت نخست اين است که حدود ايمن قرارگرفتن انسان به پرتوهاي تراهرتزي و عواقب قرار گرفتن مکرر به مقادير کم اين پرتوها معلوم شود.»او مي گويد؛ «در مرحله بعد قصد داريم اين امکان را مورد بررسي قرار دهيم که آيا تابش پرتوهاي تراهرتزي پرقدرت ممکن است به عنوان درماني براي سرطان پوست به کار رود.»اشکال متعارف تر درمان سرطان نيز ممکن است از پرتوهاي تي سود ببرند.يک از مشکلات اصلي در جراحي سرطان اطمينان از اين امر است که همه سلول هاي سرطاني از بدن بيمار خارج شده اند در نتيجه سرطان در مدت کوتاهي عود نمي کند.تصويربرداري با پرتوهاي تي مي تواند به جراحان نشان دهد که بافت سالم در کجا تمام مي شود و بافت سرطاني شروع مي شود، و به اين ترتيب بر بخت خارج کردن همه بافت سرطاني افزوده مي شود. سال گذشته پژوهشگران در يک شرکت تکنولوژي تراهرتز واقع در کمبريج نتايج يک بررسي را منتشر کردند که نشان مي داد پرتوهاي تي در مشخص کردن سلول هاي سرطاني در نمونه هاي بافتي برداشته شده از مبتلايان به سرطان کارايي خوبي دارند. اشعه تي مي تواند نشان دهد يک دارو تا چه حد در بدن انسان تاثيرگذار است.

دگرگوني توليد داروهاي جديد

اسکن کننده هاي اشعه تي تنها شيوه اي نيست که تکنولوژي تراهرتزي مي تواند علوم پزشکي را دگرگون کند.با قرار دادن داروهاي جديد در معرض پرتوهاي تي شرکت هاي داروسازي مي توانند خصوصيات شيميايي ظريفي را مشخص کنند که مي تواند به طور ريشه اي بر رفتار آنها در بدن انسان تاثير بگذارد.پالس هاي پرتوهاي تي براي ايجاد ارتعاش در مولکول هاي تشکيل دهنده دارو به کار مي روند و تحليل کامپيوتري اين ارتعاشات نشان مي دهد که تاثيرات پيوندهاي شيميايي را مشخص کنند که در غير اين صورت ناشناخته مي ماند.اين امر به نوبه خود مي تواند بر قدرت دارو هنگام مصرف آن به وسيله بيمار تاثير بگذارد.دانشمندان از پرتوهاي تي براي بررسي دو داروي ظاهراً مشابه درمان کننده زخم معده استفاده کرده اند. تجزيه و تحليل به وسيله پرتوهاي تي نشان دهنده تفاوت ساختار مولکولي آنها بود که به ميزان هاي متفاوت اثربخشي در بيماران مي انجامد.

تکنولوژي پرتوهاي تي به شرکت هاي دارويي اجازه خواهد داد داروهاي کمتر موثر را در همان مراحل مقدماتي کنار بگذارند. اين تکنولوژي همچنين به حفظ کنترل کيفيت در فرآيند توليد کمک مي کند.