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: