Przejdź do treści

Idealny obraz wnętrza

Le­karze od za­wsze chcieli zaj­rzeć do środka or­ga­nizmu – wtedy znacznie ła­twiej na­zwać i le­czyć wiele urazów, za­bu­rzeń czy chorób. Pierwszy przełom przy­niosło za­sto­so­wanie pro­mieni X przez pio­niera ob­ra­zo­wania me­dycz­nego Wil­helma Röntgena.

Cząstki ele­men­tarne w użyciu

Mija już 110 lat od kiedy Röntgen otrzymał Na­grodę Nobla. Przez ten czas spo­soby wi­dzenia wnę­trza ciała roz­wi­nęły się i przy­czy­niły do ogrom­nego po­stępu me­dy­cyny. Jedną z naj­bar­dziej za­awan­so­wa­nych tech­no­lo­gicznie metod jest dziś po­zy­to­nowa to­mo­grafia emi­syjna (ang. Po­si­tron Emis­sion To­mo­graphy, w skrócie PET). Działa ona zu­pełnie ina­czej niż znane wszystkim prze­świe­tlenia rent­ge­now­skie. PET opiera się na zja­wi­skach ze świata czą­stek ele­men­tar­nych i sta­nowi nie­zwykle czułe na­rzę­dzie dla le­karzy, znaj­du­jące za­sto­so­wania od badań mózgu do po­szu­ki­wania prze­rzutów nowotworowych.

Aby zo­bra­zować tkanki me­todą PET, czyli np. ob­ser­wować ak­tyw­ność mózgu czy śle­dzić wy­niki le­czenia, do or­ga­nizmu pa­cjenta wpro­wa­dzony zo­staje znacznik, czyli nie­szko­dliwa sub­stancja za­wie­ra­jącą atomy pro­mie­nio­twór­czego izo­topu. Ule­gają one stop­nio­wemu roz­pa­dowi (zwa­nemu beta plus), pod­czas któ­rego po­jawia się cząstka zwana po­zy­tonem. Jest to an­ty­elek­tron, czyli cząstka, która w prze­ci­wień­stwie do elek­tronu po­siada ła­dunek do­datni. Cząstki (ma­teria) po ze­tknięciu z an­ty­cząst­kami (an­ty­ma­terią) zni­kają, a w miejsce ich masy po­jawia się energia; jest to proces zwany ani­hi­lacją. An­ty­elek­tron wy­two­rzony pod­czas roz­padu beta plus niemal na­tych­miast na­po­tyka na swej drodze elek­tron (składnik „zwy­kłej” ma­terii, czyli ko­mórek pa­cjenta), a w wy­niku ich ani­hi­lacji po­wstaje „błysk” energii zwany kwantem gamma. Takie „błyski” wy­sy­łane są z miejsca ani­hi­lacji do­kładnie w prze­ciwne strony, czyli pod kątem 180 stopni. Dzięki temu po za­ob­ser­wo­waniu kwantów gamma przez dwa le­żące na­przeciw siebie de­tek­tory można zlo­ka­li­zować pro­mie­nio­twórczy izotop w ciele pa­cjenta. Stąd już tylko krok do wy­kre­ślenia trój­wy­mia­ro­wego ob­razu or­ga­nizmu – po­ko­nu­jemy go dzięki elektronice.

PET udo­sko­na­lony

Nie­stety, opi­sana me­toda nie jest wolna od ogra­ni­czeń. Obecnie sto­so­wane sys­temy de­tekcji kwantów gamma opie­rają się na użyciu dro­gich krysz­tałów sub­stancji nie­orga­nicz­nych. Z tego względu urzą­dzenia (to­mo­grafy) PET są bardzo drogie, a ich roz­miar – ogra­ni­czony; nie mieści się w nich cały pa­cjent, a ob­ra­zo­wanie trzeba prze­pro­wa­dzać „na raty”. Po­nadto roz­dziel­czość uzy­ska­nych zdjęć rów­nież po­zo­stawia wiele do ży­czenia. Tym wadom ma za­ra­dzić wy­na­lazek prof. Pawła Mo­skala roz­wi­jany na Wy­dziale Fi­zyki, Astro­nomii i In­for­ma­tyki Sto­so­wanej UJ. Dzięki za­sto­so­waniu no­wych ma­te­riałów, któ­rymi są pewne po­li­mery or­ga­niczne (przy­po­mi­na­jące po­pu­larne „pleksi”), koszt to­mo­grafu uda się znacznie ogra­ni­czyć. Co więcej, ulep­szone me­tody ana­lizy sy­gnału po­prawią roz­dziel­czość i po­zwolą na zmniej­szenie dawki pro­mie­nio­twór­czego znacz­nika. Nowe po­dej­ście po­zwoli rów­nież na zbu­do­wanie więk­szych urzą­dzeń da­ją­cych moż­li­wość ob­ser­wacji ca­łego ciała pa­cjenta. Wszystko to wpłynie na zwięk­szoną do­stęp­ność PET dla pa­cjentów i roz­szerzy za­kres sto­so­wania tej metody.

W po­łowie maja 2011 opi­sana tech­no­logia była pre­zen­to­wana przez CITTRU pod­czas kon­fe­rencji Eu­ro­Med­tech – jednej z głów­nych eu­ro­pej­skich im­prez po­świę­co­nych nowym urzą­dze­niom i tech­no­lo­giom me­dycznym. Pod­czas targów udało się na­wiązać kon­takt z kil­koma part­ne­rami prze­my­sło­wymi, w tym li­derem w branży – firmą Phi­lips. Po­przez pro­mocję wy­na­lazku oraz kon­takty z prze­my­słem CITTRU po­szu­kuje firm i in­we­storów za­in­te­re­so­wa­nych roz­wojem tech­no­logii, którzy mogą pomóc w zbu­do­waniu pro­to­typu i wpro­wa­dzeniu no­wych to­mo­grafów na rynek. Dzięki fun­du­szom struk­tu­ralnym UE uzy­skano rów­nież o ochronę pa­ten­tową wy­na­lazku w Polsce i za granicą.

Dzięki za­sto­so­waniu no­wych ma­te­riałów, któ­rymi są pewne po­li­mery or­ga­niczne (przy­po­mi­na­jące po­pu­larne „pleksi”), koszt to­mo­grafu uda się znacznie ogra­ni­czyć. Co więcej, ulep­szone me­tody ana­lizy sy­gnału po­prawią roz­dziel­czość i po­zwolą na zmniej­szenie dawki pro­mie­nio­twór­czego znacznika.

Nowe po­dej­ście po­zwoli rów­nież na zbu­do­wanie więk­szych urzą­dzeń da­ją­cych moż­li­wość ob­ser­wacji ca­łego ciała pa­cjenta. Wszystko to wpłynie na zwięk­szoną do­stęp­ność PET dla pa­cjentów i roz­szerzy za­kres sto­so­wania tej metody.

Do­minik Cza­plicki, CITTRU

Powiązane materiały: