Dostępne obecnie na rynku tomografy służące do pozytonowej tomografii emisyjnej (Positron Emission Tomography – PET) wykorzystują w detekcji promieniowania drogie kryształy nieorganiczne. W urządzeniu opracowywanym przez naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego zostały one zastąpione znacznie tańszymi polimerami organicznymi, co może znacznie zmniejszyć koszty tak produkcji tomografu, jak i samego badania.

Poinformował o tym w przesłanym PAP komunikacie Robert Papliński, przedstawiciel Centrum Informatycznego Świerk przy Narodowym Centrum Badań Jądrowych.

"Opracowywany właśnie model będzie nawet dwukrotnie tańszy niż obecnie wykorzystywane tomografy PET. W połączeniu z lepszą o przynajmniej kilkanaście procent rozdzielczością uzyskiwanego dzięki niemu obrazu oraz możliwością łatwego powiększania komory urządzenia będziemy mogli zaproponować zupełnie nowe warunki realizacji badań diagnostycznych" – podkreśla pomysłodawca wynalazku i główny koordynator badań, prof. Paweł Moskal z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.

Jak przypomniano w komunikacie, pozytonowa tomografia emisyjna pozwala zobrazować przebieg procesów fizjologicznych w organizmie. Powszechnie stosuje się ją zarówno w diagnostyce medycznej, jak i monitorowaniu efektów terapii w onkologii, kardiologii, neurologii, psychiatrii oraz gastrologii. Badanie polega na określaniu przestrzennego rozkładu stężenia wybranej substancji w organizmie oraz zmian, jakim to stężenie podlega w czasie.

Pacjentowi podaje się znakowany izotopem promieniotwórczym farmaceutyk, który chore komórki przyswajają znacznie szybciej niż zdrowa tkanka organizmu. Znając czas, w jakim poszczególne rodzaje tkanek wchłaniają zaaplikowany preparat, można z dużą dokładnością rozpoznać skupiska chorych komórek, nawet w sytuacji, gdy nie występują w nich jeszcze zmiany morfologiczne wykrywalne innymi metodami. Jest to przydatne chociażby we wczesnym diagnozowaniu oraz lokalizowaniu przerzutów nowotworowych.

W projektowaniu elementów nowego typu tomografu pomóc mają symulacje prowadzone w tworzonym w Świerku klastrze komputerowym. "Spodziewamy się, że dzięki zaangażowaniu w prace projektowe ekspertów i infrastruktury realizowanego w Narodowym Centrum Badań Jądrowych projektu Centrum Informatyczne Świerk uda się m.in. znacząco przyspieszyć obliczenia oraz symulacje niezbędne do podjęcia prac nad funkcjonalnym demonstratorem tej technologii" – uzupełnia prof. Moskal.

Jak wyjaśniono w komunikacie, przy budowie tomografu pozytonowego kluczowe jest precyzyjne dobranie wymiarów oraz innych charakterystyk fizycznych tzw. scyntylatorów, które są najważniejszymi elementami detektorów promieniowania.

"W związku z tym, że tych parametrów jest dużo i można je właściwie dowolnie modyfikować, bardzo trudno jest ustalić ich optymalne wartości – wyjaśnia Paweł Kowalski z CIŚ. – Dzięki wykorzystaniu zasobów naszego klastra możemy(...) prowadzić badania pozwalające określić najbardziej pożądane kształt i wymiary scyntylatorów. Takie podejście jest oczywiście nieporównanie szybsze oraz tańsze niż budowanie i testowanie kolejnych wersji urządzenia".

Opracowywane wspólnie przez naukowców z Krakowa i ze Świerku urządzenie różni się od dostępnych obecnie na rynku tomografów nie tylko rodzajem materiału, z którego wykonane będą scyntylatory, ale także samą konstrukcją najbardziej istotnych elementów.

"W dotychczas stosowanych rozwiązaniach detektory umieszczone są prostopadle do osi tomografu, a my chcemy rozmieścić je równolegle" – zaznacza Kowalski. "Docelowo pozwoli to na zbudowanie urządzeń mogących jednocześnie badać dużo większe obszary ciała pacjenta, ale na etapie badawczo-rozwojowym rozwiązanie to stanowi dodatkowe wyzwanie, z którym trzeba się zmierzyć" – przyznaje.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ agt/