تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

الوصف العام للمُسرّع الخطي الطبي

يعتمد المُسرّع الخطي الطبي (linear particle accelerator (linac)) على موجاتٍ كهرومغناطيسية لتسريع الإلكترونات إلى طاقاتٍ عالية داخل أنبوبة المُسرّع، حزمة الإلكترونات عالية الطاقة الناتجة يُمكن أن تستخدم مباشرةً لعلاج الأورام السطحية، كما يُمكن استخدامها للاصطدام بهدف إنتاج الأشعة السينية لعلاج الأورام العميقة. ^[1]

آليّة عمل المُسرع الخطي الطبي

تبدأ العملية من مولد التيار المستمر (DC power supply) الذي يغذّي المُعدِّل (Modulator) الذي يحوِّل التيار المستمر إلى نبضاتٍ كهربائية عالية التواتر، ويتـمُّ نقل هذهِ النبضات في وقتٍ واحدٍ إلى مولد الموجات الميكروية (الماجنترون)، وإلى مدفع الإلكترونات (Electron gun)، وينتج عن هذا توليد نبضات ميكروية تندفع خلال أنبوبةٍ خاصة (أنبوبة موجه الموجة Wave guide) إلى داخل أنبوبة المسرع المفرَغة من الهواء.

ويتزامن هذا مع اندفاع نبضات الإلكترونات داخل الأنبوبة، ويؤدّي تفاعل الإلكترونات مع نبضات الميكروويف إلى زيادةٍ مطّردة لسرعة الإلكترونات أثناء مسيرتها داخل أنبوبة المسرع التي تحتوي على سلسلةٍ من الأقراص المصنوعة من النحاس ذات فتحاتٍ مركزية ضيقة.

يتـمُّ تفريغ الوعاء المحتوي على الأنبوبة بواسطة مضخة تفريغ، مما يساعد على زيادة سرعة الإلكترونات، كما تتحكَّم المسافة الواقعة بين أقراص النحاس واتساع فتحاتها المركزية في سرعة الإلكترونات، ويختلف طول الأنبوبة حسب طاقة المسرّع،وتتمُّ في نهاية الأنبوبة إحدى العمليتين التاليتين: ^{[1] [2]}

1- توليد الأشعة السينية بوضع هدف سمكه حوالي 1ميلي متر مصنوع من التنغستين في نهاية الأنبوبة، ونظراً لصغر سمك الهدف، وكون الاتجاه الأمامي هو الاتجاه الغالب للأشعة السينية المتولدة، فإنَّ الجزء الأعظم من هذهِ الأشعة ينكبح خلال الهدف ليكوِّن حزمةً من الأشعة السينية التي يمكن استخدامها في العلاج الخارجي.

2- عندَ استخدام المسرع الخطي الطبي كمصدرٍ للإلكترونات، يزاح الهدف من نهاية الأنبوبة لكي تستخدم حزمة الإلكترونات بعد تسريعها، واكتسابها لطاقةٍ عالية.

الرأس العلاجية للمسرّع الخطي الطبي ومحتوياتها

تتكوَّن الرأس العلاجية للمسرع الخطي من غلافٍ سميكٍ مصنوعٍ من سبائك معدنية ثقيلة (سبيكة من الرصاص والتنغستين)، وذلك لحماية محتويات الرأس العلاجية المختلفة، وامتصاص الأشعة من جميع الاتجاهات عدا اتجاه المسدد (المحدد) الثابت، وتحتوي الرأس العلاجية على عدة مكونات، هي: ^{[3] [4] [5] [7]}

1- مرشح التسطيح (Flattening filter)

سبق وذكرنا أنَّ الاتجاه الأمامي هو الاتجاه الغالب للأشعة السينية التي تتولَّد في هدف المسرع الخطي، أي أنَّ شدة الأشعة تبلغ أقصاها باتجاه خط منتصف الحقل، وتقلُّ هذهِ الشدة بسرعة على الجانبين، ولتحويل هذا المنحني من شكلٍ مخروطي إلى شكلٍ مسطح، يوضع مرشح التسطيح داخل الرأس العلاجية في مسار حزمة الأشعة. يأخذ المرشح شكل نصف عدسة محدبة، أي أنَّه سميك في الوسط، ويقلُّ السمك تدريجياً نحو الأطراف، ويصنع المرشح من معدن ثقيل، مثل: الرصاص، أو التنغستين، أو خليطٍ من كلا المعدنين.

2- حجرة التأيُّن لمراقبة الجرعة (Dose monitors)

تقعُ هذهِ الحجرة بعدَ مرشح التسطيح، وتشمل في العادة أكثر من حجرة تأيُّنٍ واحدة أو حجرة متعددة الصفائح، والغرض من هذه الحجرة القياس المستمر لمعدَّل الجرعة الإشعاعية عند المريض.

3- المسدد (المحدد) الثابت والمتحرك

يتكوَّن المسدد (المحدد) الثابت من فتحةٍ مخروطيةٍ في الرأس العلاجية، ويقع الهدف (في حالة الأشعة السينية) أو صفيحة التبعثر (في حالة الإلكترونات) عند قمة هذا المخروط.

أمَّا المسدد المتحرك، فيبدأ بعدَ حجرة التأين، ويتكون عادةً من زوجين من القوالب المعدنية (مصنوعة من الرصاص، أو التنغستين، أو من سبيكة منهما^، ويطلق على كل قالب أسـم ” فك المحدد” Jews، ويتحرك كل زوجٍ منهما أفقياً في اتجاهٍ متعامدٍ على اتجاه حركة الزوج الآخر، وتتراوح مساحات الحقول العلاجية الممكن الحصول عليها من تحريك الفكوك من  0X0  cm²  إلى  40X40، وذلك عند مسافة قدرها 100 cm من الهدف.

4- مسدد (محدد) الإلكترونات

لا يكفي المسدد المتحرك لتحديد حقول الأشعة الإلكترونية نظراً لقابلية الإلكترونات العالية للتبعثر في الهواء، ولذلك تستخدم محددات إضافية خارجية تثبت في مجرى خاص بالرأس العلاجية، وتلامس نهاية المحدد سطح الجلد، ولذلك يحدد طول المسدد المسافة العلاجية، وهنالك نوعان لهذهِ المحددات، هما: ^[6]

مغلق الجوانب

حيثُ تغطى جوانب هذا النوع بواسطة شرائح من الرصاص تكفي لامتصاص أكثر من 99 بالمئة من الإلكترونات، ويحيط حافة المحدد السفلية برواز من البلاستيك لإتاحة رؤية السطح المُعالج، وتسهيل وضع نهاية المحدد على الجلد.

مفتوح الجوانب

مع وجود عدد من البراويز المعدنية المتلاحقة مثبتة في أعمدة معدنية صلبة، وتستخدم هذهِ البراويز لزيادة دقة تحديد الحقل العلاجي عن طريق امتصاص الإلكترونات المتبعثرة في اتجاهاتٍ جانبية. يتميَّز هذا النوع من المحددات بأنَّها خفيفة الوزن، وتسهِّل رؤية حدود الحقل العلاجي على سطح الجلد.

5- البرواز أو العنق (الجانتري)

تُصمّم أجهزة المسرع الخطي الطبي بحيث يمكن أن يدور المصدر الإشعاعي بزاوية 360 درجة حول محور أفقي بحيث يمكن توجيه الحقول العلاجية نحو المريض من أيَّة زاوية داخل الدائرة، كما أنَّ طاولة العلاج مُصممة بطريقة تسمح بالارتفاع أو الانخفاض فضلاً عن الدوران حول محور رأسي يمرُّ بمركز التساوي، وتسمح هذهِ التصميمات بتطبيق عدة حقولٍ من زوايا مختلفة مع مرور المحور المركزي لكل حقل بمركز التساوي الواقع داخل جسـم المريض، وبذلك يمكن تنفيذ العلاج باستخدام كافة الحقول عندما يكون المريض مستلقٍ في نفس الوضع، مما يزيد من دقة التصويب.

6- طاولة العلاج

تُمثِّل طاولة العلاج جزءاً أساسياً من المسرع الخطي، حيث يتـمُّ تحريك الطاولة عمودياً ودائرياً عن طريق دعامةٍ قوية تتكون إمّا من مكبس أسطواني أو من جهازٍ قاعدي متصل بجزءٍ أرضي متحرك. تُصمـم طاولة العلاج بحيث يناسب طولها وعرضها أحجام الغالبية العظمى من المرضى، كما أنَّه من الممكن إزاحة سطح الطاولة العمودي في الاتجاه الطولي أو العرضي إما يدوياً أو باستخدام محرك، مما يسهِّل عملية ضبط الحقول العلاجية، ومن المهمّ التأكد من صلابة سطح الطاولة، وذلك لتجنب ارتخاء هذا السطح تحت ثقل وزن المريض سواءً كان هذا الارتخاء في الاتجاه الطولي أو في الاتجاه العرضي.