โครงการนักศึกษาภาคฤดูร้อนของสถาบันวิจัยไอออนหนักจีเอสไอ จำนวน ๒ คน
๑. นายศุภโชค บัวรักษ์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
๒. นางสาววริศรา จารุจินดา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ภาพที่ ๑ คณะกรรมการมูลนิธิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำริ สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี นำคณะครู นิสิต นักศึกษา ที่ได้รับคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการภาคฤดูร้อนของสถาบันเซิร์น เดซี และจีเอสไอ ประจำปี 2562 กราบถวายบังคมลา ก่อนออกเดินทาง

ภาพที่ ๒ สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงฉายพระรูปร่วมกับคณะกรรมการมูลนิธิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำริ สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี นำคณะครู นิสิต นักศึกษา ที่ได้รับคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการภาคฤดูร้อนของสถาบันเซิร์น เดซี และจีเอสไอ ประจำปี 2562 ณ อาคารชัยพัฒนา สวนจิตรลดา

ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีกับ GSI/FAIR
   มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีช่วยดำเนินการประสานงาน ดังนี้

   1) วันที่ 16 – 17 มกราคม พ.ศ. 2562 ณ. สถาบัน GSI เมืองดาร์มสตัดท์ คณะนักวิจัยแสงซินโครตรอน ร่วมหารือกับคณะนักวิจัย PANDA-GSI/FAIR เรื่อง (1) โครงสร้างสนับสนุนเชิงกลของสเปกโตรมิเตอร์ (2) ระบบควบคุมหัววัดทางเดินด้านหน้า (3) เครื่องเร่งสำหรับการเกษตร และการแพทย์
   2) เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2562 ดร. ประทีป กอช Programme Coordinator GET Involved Council Issues Office FAIR GmbH ในการลงนามข้อตกลงความร่วมมือระหว่าง ม.สุรนารี กับ GSI/FAIR ในการส่งนักศึกษาและนักวิจัยไปปฏิบัติงานวิจัยระยะสั้นที่ GSI/FAIR
   3) วันที่ 11 – 15 มีนาคม พ.ศ. 2562 ได้มีการจัดการประชุม PANDA Collaboration Meeting และลงนามเจตจำนงความร่วมมือระหว่าง ผศ.ดร.ชิโนรัตน์ กอบเดช ม.สุรนารี กับ ศ.เคลาส์ ปีเตอร์ส โฆษกของ PANDA ณ โรงแรมดีวาน่าพลาซาอ่าวนาง จ.กระบี่ และ ดร.กีรติ มานะสถิตพงศ์ ผู้แทนสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน และ ผศ.ดร.สาคร ริมแจ่ม ผู้แทน ม.เชียงใหม่ ร่วมลงนามแสดงเจตจำนงความร่วมมือเรื่องการออกแบบและสร้างชุดฉากรับลำอนุภาค (C-Frame) ของ PANDA สเปกโตรมิเตอร์ การพัฒนาระบบควบคุมหัววัดทางเดินด้านหน้า (Forward Tracker Detector Control System) และการพัฒนาและออกแบบระบบซอฟต์แวร์โดยใช้หลักการเรียนรู้ของเครื่อง 5.2 เดือนเมษายน – สิงหาคม พ.ศ. 2562 นางสาวเดอา ออเลีย คาร์ตินี นักศึกษาระดับปริญญาเอก ม.สุรนารี ได้เดินทางไปปฎิบัติงานวิจัย ที่ GSI ด้านชีววิทยารังสี ด้านอัตราการอยู่รอดของเซลล์ปกติและเซลล์มะเร็งหลังการฉายด้วยรังสีเอกซ์และอนุภาคคาร์บอน ในโครงสร้างถาดหลุมโดยใช้สารในการเลี้ยงทั้งแบบ 2 มิติ (monolayer) และ 3 มิติ (matrigel)

    ความร่วมมือระหว่างจุฬาฯ กับ GSI นางสาววริศรา จารุจินดา นักศึกษาปริญญาตรีปีที่ 4 จากคณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (ปัจจุบันเรียนต่อปริญญาโทปี 1 จุฬาฯ) เข้าร่วมโครงการนักศึกษาภาคฤดูร้อนของสถาบันวิจัยไอออนหนักจีเอสไอ (GSI) ประจำปี พ.ศ. 2562 ระหว่างวันที่ 22 กรกฎาคม – 12 กันยายน พ.ศ. 2562 ทำงานวิจัยเรื่อง”Monte Carlo Simulation for Radiation” และนำเสนอผลงานเรื่อง SOBP Generating Functions for the Depth-Dose Distribution Based on the Monte Carlo Simulation Using PHITS ในการประชุม Siam Physics Congress 2019 โรงแรมหรรษา เจบี หาดใหญ่ จ. สงขลา เมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2562

เมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2062 ที่การประชุม PANDA Collaboration จ.กระบี่ ได้มีการลงนาม Expression of Interest (EoI) ระหว่าง PANDA กับ ม.สุรนารี สซ. และม.เชียงใหม่ เพื่อร่วมมือกันในการ (1) ออกแบบและสร้างเมคานิกส์ของหน่วยตรวจวัด Forward Trackers และ (2) ออกแบบและพัฒนาระบบซอฟต์แวร์ควบคุมหน่วยตรวจวัด Forward Trackers และ (3) พัฒนาระบบเลือกอนุภาคเกิดใหม่ด้วยปัญญาประดิษฐ์ของการเรียนรู้ด้วยเครื่อง โดย Prof. Klaus Peters ซึ่งเป็น PANDA spokesperson ได้เดินทางมาลงนามกับฝ่ายไทยซึ่งมี ดร.ชิโนรัตน์ กอบเดช (ม.สุรนารี) ดร.กีรติ มานะสถิตพงศ์ (สซ.) และ ดร.สาคร ริมแจ่ม (ม.เชียงใหม่) เป็นผู้แทนฝ่ายไทย

    ความร่วมมือระหว่าง สซ. กับ GSI /FAIR : การร่วมออกแบบและพัฒนาระบบตรวจวัดไปข้างหน้า โครงการ 1 : ระบบควบคุม FT DCS

การประชุมปรึกษาหารือมีนาคม พ.ศ. 2562 จ.กระบี่ ประเทศไทย

นักวิจัยจะใช้ชุดซอฟต์แวร์ EPICS (Experiment Physics and Industrial Control System) ที่แพร่หลายในสถาบันวิจัยเครื่องเร่งอนุภาคทั่วโลก ซึ่งมีเครื่องมือสำหรับสร้างระบบควบคุม เช่น ไดรเวอร์สำหรับควบคุมอุปกรณ์ ซอฟต์แวร์ส่วนติดต่อผู้ใช้ ซอฟต์แวร์ส่งสัญญาณเตือน (alarm) ซอฟต์แวร์บันทึกข้อมูลอุปกรณ์ (archiver) โดยผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมขึ้นมาใหม่ทั้งหมด สามารถติดตั้งบนคอมพิวเตอร์หลากหลายแพลทฟอร์ม เช่น ไมโครซอฟท์วินโดว์ ลินุกซ์ ยูนิกซ์ หรือแมคอินทอช (ทั้งแบบ PC, Laptop) บอร์ดคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก หรือคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ตามความต้องการของผู้ใช้

     โครงการ 2 : โครงสร้างเชิงกลของชุดทดแทน Tracking Module สำหรับForward Spectroscopy (โครงสร้างเชิงกล Mech.Struc.)

การประชุมปรึกษาหารือมกราคม พ.ศ. 2562 ดาร์มสตัด เยอรมันนี

ในระยะแรกสถานีวิจัย PANDA ไม่สามารถสร้าง FT5 และ FT6 ได้ทัน (FT หมายถึง Forward Trackers มีทั้งหมดตั้งแต่ FT5 และ FT6) ประจวบกับ CERN ต้องการอัพเกรด Outer Tracker และจะรื้อถอนชุดเก่าออกไปสถานีวิจัย PANDA เห็นว่า Outer Tracker ที่ถูกรื้อถอนสามารถนำมาใช้เป็น FT5 และ FT6 ได้ อย่างไรก็ดี Outer Tracker ของ CERN มีขนาดใหญ่กว่า Forward Tracker ที่ PANDA ต้องการ สถานีวิจัย PANDA จึงจำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์ยึดจับสำหรับ Outer Tracker ขึ้นใหม่ จึงเป็นที่มาของโครงการ Mech.Struc. ขณะนี้ Outer Tracker จาก CERN ได้ถูกนำมาเก็บรักษาไว้ที่ GSI แล้ว

ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย
เนื้อหาโดย ผศ. นพ.ชลเกียรติ ขอประเสริฐ
ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย
คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

    โรคมะเร็งเป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญของประเทศไทย การรักษาด้วยรังสีนั้น ถือเป็นหนึ่งในการรักษาหลักที่สำคัญ และมีการพัฒนาเทคนิคมาอย่างต่อเนื่อง จากรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ รังสีแกมมาจากแร่โคบอลต์ จนมาถึงรังสีเอกซ์พลังงานสูงด้วยเทคนิคต่างๆ โดยมีจุดมุ่งหมายคือ ให้รังสีปริมาณสูงที่ก้อนมะเร็ง และลดปริมาณรังสีต่อเนื้อเยื่อปกติข้างเคียงให้น้อยที่สุด เพื่อเพิ่มอัตราการหายขาดจากโรค ในขณะเดียวกันลดผลข้างเคียงจากการรักษา ผู้ป่วยจึงมีคุณภาพชีวิตที่ดีในระยะยาว การใช้อนุภาคโปรตอน ถือเป็นความก้าวหน้าไปอีกขั้น และเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับว่ามีประสิทธิภาพดีที่สุด โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย โดยองค์อุปนายิกา สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี มีพระราชประสงค์ให้การรักษาพยาบาลผู้ป่วยแก่ทุกชนชั้น ทุกเพศ ทุกวัย และทุกโรค โดยเฉพาะผู้ป่วยเด็กและผู้สูงอายุ ให้หายจากโรคภัย มีสุขภาพและคุณภาพชีวิตที่ดี ดังนั้นเนื่องในวโรกาสมหามงคล สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี มีพระชนมายุครบ 65 พรรษา ในปี พ.ศ. 2563 ทางโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทยได้จัดทำโครงการศูนย์เพื่อรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน โดยมีเป้าหมายเพื่อการก้าวเข้าสู่การรักษาโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน ซึ่งยังไม่มีการรักษาชนิดนี้ในประเทศไทยและในภาคพื้นเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ทั้งนี้เพื่อพัฒนาการรักษาให้มีประสิทธิภาพที่ดี ผู้ป่วยมีโอกาสหายจากโรค ปราศจากภาวะแทรกซ้อน

   โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย เริ่มวางแผนที่จะนำอนุภาคโปรตอนมาใช้รักษาผู้ป่วยตั้งแต่ปี พ.ศ. 2557 ประกอบด้วยการศึกษาความเป็นไปได้ ทั้งทางเทคนิค ทางกายภาพ และความคุ้มค่า รวมทั้งการเตรียมบุคลากรให้มีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้าน มีการศึกษาดูงาน ระยะสั้น ระยะยาว และศึกษาต่อในระดับปริญญาดุษฎีบัณฑิตในต่างประเทศ โดยได้รับงบประมาณ 1,200 ล้านบาท และเริ่มก่อสร้างอาคารเมื่อปี พ.ศ. 2560 อาคารนี้เป็นอาคารใต้ดิน ตั้งอยู่หน้าอาคารความก้าวหน้าทางวิชาการ ลึก 15 เมตร หรือเท่ากับ 3 ชั้น ตั้งอยู่บนพื้นที่ของตึกสวัสดิ์-ล้อมเดิม ซึ่งเป็นอาคารเก่าที่ใช้ดูแลผู้ป่วยและอยู่คู่กับโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์มาอย่างยาวนาน โดยได้รับความกรุณาจากตระกูลโอสถานุเคราะห์ ผู้มีอุปการคุณในการสร้างตึกสวัสดิ์-ล้อม ให้สามารถรื้อถอนตึกเพื่อนำพื้นที่มาจัดสร้างเป็นศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ รองรับเครื่องโปรตอนที่ประกอบด้วยส่วนของเครื่องเร่งอนุภาค หรือ “ไซโคลตรอน” น้ำหนัก 90 ตัน และส่วนของหัวเครื่องฉาย ซึ่งสามารถหมุนได้รอบตัวผู้ป่วย น้ำหนัก 280 ตัน

   ทั้งนี้โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย ได้รับพระ มหากรุณาธิคุณพระราชทานนามศูนย์โปรตอนนี้ ว่า ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ พร้อมทั้งพระราชทานพระราชวโรกาส ให้นำคณะผู้บริหารและอาจารย์ของโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ เดินทางไปศึกษาดูงานที่ สถาบันศูนย์วิจัยไอออนหนักจีเอสไอเฮล์มฮอลทซ์ (GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research) สหพันธสาธารณรัฐเยอรมนี ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อความร่วมมือในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งระหว่างสถาบันที่เป็นศูนย์รังสีรักษาทั้งในและต่างประเทศ เพื่อให้บริการรังสีรักษาที่มีศักยภาพสูง อีกทั้งเป็นแหล่งศึกษาของแพทย์รังสีรักษา นักฟิสิกส์การแพทย์ นักรังสีการแพทย์ และนักวิทยาศาสตร์ในสาขาที่เกี่ยวข้องจากทั่วประเทศ โดยมุ่งสู่ความเป็นเลิศทางด้านบริการ วิชาการ และงานวิจัย ในระดับประเทศและเป็นที่ยอมรับในระดับนานาชาติ รวมทั้งสร้างเครือข่ายกับสถาบันและองค์ชั้นนำต่างๆ ทั่วโลก

เครื่องเร่งอนุภาคไซโคลตรอนที่มีน้ำหนักถึง 90 ตันในศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ ขนส่งมาจากสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนีโดยทางเรือ ใช้เวลาประมาณ 2 เดือนถึงท่าเรือแหลมฉบัง จังหวัดชลบุรี จากนั้นจึงขนส่งต่อมาทางถนนด้วยรถขนาดใหญ่ 100 ล้อ เนื่องจากเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนมีขนาดน้ำหนักใหญ่มาก

ในวันที่ 20 มิถุนายน พ. ศ. 2562 สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรการติดตั้ง และทรงกดปุ่มไฟฟ้านำเครื่องไซโคลตรอนเข้าศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ

อนุภาคโปรตอนได้จากเครื่องเร่งอนุภาคไซโคลตรอน ซึ่งเร่งอนุภาคโปรตอนพลังงานประมาณ 250 ล้านอิเล็คตรอนโวลต์ จุดเด่นของอนุภาคโปรตอนคือเนื้อเยื่อที่อยู่หน้าต่อก้อนมะเร็งจะได้รับปริมาณรังสีน้อยและเนื้อเยื่อที่อยู่หลังต่อก้อนมะเร็งแทบไม่ได้รับรังสีเลย สามารถลดผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นจากปริมาณรังสีที่อวัยวะสำคัญข้างเคียงได้ ซึ่งเป็นข้อดีเหนือการรักษาด้วยรังสีเอกซเรย์ (บริเวณที่อนุภาคโปรตอนปล่อยสูงสุดเรียกว่า จุดสูงสุดแบร็กก์ (Bragg peak) ซึ่งแพทย์สามารถกำหนดจุดสูงสุดแบร็กก์ ให้ตรงกับบริเวณก้อนมะเร็งได้) ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 เปรียบเทียบปริมาณรังสีโปรตอนและรังสีเอกซเรย์ที่ร่างกายได้รับ [จะมีการแก้ไขตัวอักษรให้เป็นภาษาไทยดังนี้ : Dose = โดส, Bragg Peak = จุดสูงสุดแบร็กก์, X-rays (Photons) = เอกซ์เรย์ (โฟตอน), Protons = โปรตอน, Tumor = เนื้องอก, Damage occurring to surrounding tissue = เนื้อเยื่อโดยรอบที่เกิดความเสียหาย, Depth (cm) = ความลึก (ซม.)]

   เมื่อรังสีผ่านเข้าไปในร่างกายที่ความลึกต่างๆ อาจขยายจุดสูงสุดแบร็กก์ที่แคบให้กว้างขึ้นจนครอบคลุมเนื้อเยื่อเป้ารักษาได้ นอกจากนี้ยังอาจรักษาแบบปรับความเข้ม ทำให้ได้ปริมาณรังสีที่ครอบคลุมเป้ารักษาที่มีรูปร่างผิดปกติ หรือรูปร่างตัวยู หรือตัวเอช ที่อยู่ใกล้อวัยวะอ่อนไหวต่อรังสี ทำให้อวัยวะใกล้เคียงได้รับรังสีน้อยมากหรือไม่ได้รับรังสีเลย ดังตัวอย่างแสดงตามรูปที่ 2

รูปที่ 2 การเปรียบเทียบปริมาณรังสีด้วยโฟตอน (เอกซเรย์) และอนุภาคโปรตอน

   ดังนั้นการใช้อนุภาคโปรตอนจึงเป็นการรักษาด้วยรังสีสมบูรณ์แบบที่ดีกว่าการรักษาโดยใช้โฟตอน (เอกซเรย์) เพราะปริมาณรังสีที่สม่ำเสมอครอบคลุมเป้ารักษา บริเวณนอกลำรังสีได้รับรังสีน้อยที่สุดหรือไม่ได้รับเลย แพทย์จึงสามารถเพิ่มปริมาณรังสีสูงสุดที่สามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้หมด ผลข้างเคียงจากการรักษาจะน้อยลง ปัจจุบันจำนวนผู้ป่วยที่รอดชีวิตจากการรักษาด้วยโฟตอน (เอกซเรย์) มีปัญหาจากผลข้างเคียงที่ได้รับปริมาณรังสีมากเกินไป อาจทำให้สูญเสียคุณภาพชีวิต ซึ่งอนุภาคโปรตอนสามารถขจัดปัญหานี้ได้ จึงเหมาะกับผู้ป่วยมะเร็งในเด็กและผู้ป่วยสูงอายุ รวมทั้งผู้ป่วยทั่วไป จากรายงานของศูนย์มะเร็งสถาบันเอ็มดีแอนเดอร์สัน มหาวิทยาลัยเท็กซัส (The University of Texas MD Anderson Cancer Center ) ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเริ่มใช้อนุภาคโปรตอนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2549 โดยใช้รักษาในมะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งปอด มะเร็งตับ มะเร็งหลอดอาหาร มะเร็งสมอง และมะเร็งต่อมน้ำเหลือง (lymphoma) สำหรับมะเร็งในเด็ก เช่น มะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน มะเร็งประสาทส่วนกลาง (CNS) และเนื้องอกสมอง (brain tumor) และมะเร็งที่พบยากอื่นๆ ได้ผลการรักษาที่ดี ขณะนี้แนวโน้มของการรักษาทั่วโลก จึงมุ่งตรงไปที่อนุภาคโปรตอน ปัจจุบันมีโรงพยาบาลที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนอยู่ 51 เครื่อง อยู่ระหว่างติดตั้ง 33 เครื่อง คาดว่าภายใน 5-10 ปีข้างหน้า การใช้อนุภาคโปรตอนจะกลายเป็นมาตรฐานในการรักษาโรคมะเร็ง

ส่วนประกอบต่างๆของเครื่องโปรตอน

   1. ไซโคลตรอน (Cyclotron) เป็นเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนแบบวงกลม โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้ากระแสสลับเร่งความเร็วกล่องโปรตอน จนได้พลังงานสูง 250 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) สามารถเคลื่อนที่เข้าสู่ร่างกายได้ลึกถึง 30 เซนติเมตร

   2. ท่อลำเลียงอนุภาค (Beam line) ทำหน้าที่ลำเลียงโปรตอนไปสู่หัวเครื่อง ได้มีแม่เหล็กแรงสูงบังคับทิศทางของอนุภาคโปรตอน
   3. ระบบลดทอนพลังงาน (Beam degrader) ใช้ลดทอนพลังงานของอนุภาคโปรตอน ในกรณีที่มะเร็งอยู่ไม่ลึก เพื่อให้ตรงตามแผนรักษา
   4. โครงสร้างวงแหวนแบบหมุนรอบตัว (Gantry) ประกอบด้วยแม่เหล็กแรงสูงและโครงสร้างวงแหวนขนาดใหญ่ที่สามารถหมุนได้ 360 องศารอบตัวผู้ป่วย เพื่อสามารถนำอนุภาคโปรตอนเข้าสู่ผู้ป่วยในทิศทางได้รอบตัวตามความเหมาะสม
   5. ระบบบังคับลำอนุภาคโปรตอนแบบละเอียด (Scanning nozzle) เป็นระบบที่ปล่อยอนุภาคโปรตอนจากโครงสร้างวงแหวนแบบหมุนรอบตัว (ตามข้อ 4.) ไปยังก้อนมะเร็ง โดยมีแม่เหล็กทำหน้าที่บังคับควบคุมการเคลื่อนไหวของลำอนุภาคโปรตอนขนาด 3 มิลลิเมตร ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน จะสามารถบังคับให้โปรตอนวิ่งจากซ้ายไปขวา จากบนลงล่าง ลึกขึ้นมาตื้น จนกระทั่งลำอนุภาคโปรตอนกวาดครอบคลุมเป้าหมายทั้งหมด

ประโยชน์ในการรักษามะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน

   การรักษาโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอนทำให้แพทย์สามารถเพิ่มปริมาณรังสีที่จะทำลายเซลล์มะเร็งได้มากขึ้นกว่าการใช้รังสีเอกซเรย์ในปัจจุบัน ซึ่งจะทำให้เพิ่มโอกาสการหายขาดจากโรคมะเร็งในบางโรค และยังช่วยลดผลข้างเคียงที่อาจจะเกิดขึ้นทั้งในระยะสั้นและระยะยาวเช่น อาการเจ็บปากเจ็บคอ ปากแห้ง ภาวะลำไส้อักเสบ ภาวะไขกระดูกเสื่อม ความจำเสื่อม เป็นต้น โดยเฉพาะในกลุ่มโรคมะเร็งเด็ก จะช่วยลดความผิดปกติด้านการเจริญเติบโตและพัฒนาการ และลดการเกิดโอกาสของมะเร็งแบบทุติยภูมิ (secondary malignancy) ที่เกิดจากการได้รับรังสีมาก่อน เมื่อระยะเวลาผ่านไป 10 ถึง 20 ปี การใช้อนุภาคโปรตอนในการรักษาโรคมะเร็ง แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีค่าใช้จ่ายในการรักษาค่อนข้างสูงเช่นกัน และยังเป็นการรักษาวิธีใหม่ที่ยังไม่มีการศึกษาวิจัยรองรับในโรคมะเร็งทุกโรค โรคมะเร็งที่สามารถรักษาด้วยอนุภาคโปรตอนได้ดี และมีการศึกษาวิจัยรองรับ โดยอ้างอิงจากเอกสารแบบจำลองแนวนโยบาย 2019 (Model Policies 2019) ของสมาคมวิทยามะเร็งรังสีรักษาอเมริกัน (American Society of Radiation Oncology,ASTRO ) และของสมาคมวิทยามะเร็งรังสีรักษาญี่ปุ่น (Japanese Society of Radiation Oncology,JASTRO) คือ

โรคมะเร็งในเด็ก (Pediatric Tumors)
เนื้องอกและมะเร็งที่ฐานกะโหลกศีรษะ (Base of Skull Tumors)
เนื้องอกและมะเร็งในสมองและไขสันหลัง (Brain and Spinal Tumors)
โรคมะเร็งตา (Ocular Tumors)
โรคมะเร็งหูคอจมูก (Head and Neck Cancers)
โรคมะเร็งตับ (Hepatocellular Cancer)
โรคมะเร็งเนื้อเยื่ออ่อน (Soft Tissue Sarcomas)
โรคมะเร็งต่อมลูกหมาก (Prostate Cancer)
โรคมะเร็งที่ต้องได้รับการใช้รังสีซ้ำ (Re-irradiation)
โรคมะเร็งอื่นที่อยู่ในระหว่างการศึกษาวิจัยยืนยันว่า การใช้อนุภาคโปรตอนรักษามีประสิทธิภาพสูงหรือไม่คือ
โรคมะเร็งปอดและทรวงอก (Lung and Mediastinal Tumors)
โรคมะเร็งทางเดินอาหาร (Gastrointestinal Cancers)
โรคมะเร็งในลำไส้ตรงและทวารหนัก (Rectal and Anal Cancers)
โรคมะเร็งกระเพาะปัสสาวะ (Bladder Cancer)
โรคมะเร็งปากมดลูก (Cervical Cancer)
โรคมะเร็งเต้านม (Breast Cancer)

   เมื่อเริ่มเปิดให้บริการในปี พ.ศ. 2563 ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ นี้ จะสามารถรองรับผู้ป่วยได้ประมาณปีละ 400-500 ราย โดยมีการดูแลผู้ป่วยอย่างครอบคลุม มีการเก็บข้อมูล และศึกษาวิจัยอย่างเป็นระบบ ทั้งนี้เพื่อให้ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ เป็นหนึ่งในศูนย์รังสีรักษาต้นแบบ ทั้งในระดับภูมิภาคและระดับโลกต่อไป เนื่องด้วยผู้ป่วยโรคมะเร็งที่มีปริมาณเพิ่มสูงขึ้น และเทคโนโลยีที่สามารถตรวจพบโรคมะเร็งในระยะเริ่มแรกได้ดีขึ้น จึงต้องการการรักษาที่หายขาด มีผลข้างเคียงลดลง และเพิ่มคุณภาพชีวิตหลังรับการรักษา โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย มีภารกิจให้การรักษาพยาบาลตามแผนการป้องกันและควบคุมโรคมะเร็งแห่งชาติ พ.ศ. 2556-2560 เพื่อให้การรักษาที่มีคุณภาพ เพิ่มอัตราการอยู่รอด มีคุณภาพชีวิตที่ดี เป็นศูนย์ความเป็นเลิศด้านโรคมะเร็ง อีกทั้งทัดเทียมกับผู้ป่วยมะเร็งในประเทศที่พัฒนาแล้ว และเป็นการสร้างโอกาสทางเศรษฐกิจด้วยฐานความรู้ เทคโนโลยี นวัตกรรม กับประเทศในกลุ่มประชาคมอาเซียน

   การพัฒนาประเทศให้อยู่บนฐานความรู้และเทคโนโลยีที่ทันสมัย การวิจัยพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในด้านนี้จะเป็นแรงขับเคลื่อนที่สำคัญสำหรับการพัฒนาประเทศต่อไป