Polscy naukowcy z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, we współpracy z ośrodkami z Austrii i Włoch, uzyskali pierwszy na świecie trójfotonowy obraz tomograficzny PET. Tomograf J-PET został skonstruowany przez zespół prowadzony przez prof. Pawła Moskala i może przyczynić się do lepszej diagnozy nowotworów.
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) to metoda obrazowania stosowana w diagnostyce różnych chorób, przede wszystkim nowotworowych. Podczas procedury obrazowania rejestrowane jest promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (antyelektronów), których źródłem jest podana uprzednio pacjentowi substancja promieniotwórcza o krótkim czasie połowicznego rozpadu. To między innymi: tlen, fluor, węgiel czy wodór. Radiofarmaceutyki podane pacjentowi podlegają w ciele określonym procesom metabolicznym. Dzięki temu, że procesy te zachodzą w inny sposób w komórkach zdrowych, a inaczej w zmienionych chorobowo (w których następuje szybszy wychwyt znacznika, przez co komórki patologiczne są bardziej „żarłoczne”), badacze mogą sprawnie obrazować większość nowotworów.
Pozytony po rozpadzie promieniotwórczym niemal natychmiast spotykają się z elektronami, co prowadzi do anihilacji pary elektron–pozyton. W wyniku tego procesu powstają dwa fotony poruszające się w przeciwnych kierunkach, które rejestrowane są przez detektory ustawione pod różnymi kątami w stosunku do badanego organizmu, co pozwala na dokładne określenie miejsca powstania pozytonów.
Prototypowy tomograf J-PET różni się standardowych tomografów, które wytwarzają obraz w oparciu o dwa fotony. „Opracowany przez naukowców z UJ sposób obrazowania trójfotonowego otwiera nowe możliwości diagnozowania nowotworów, a także umożliwia testowanie symetrii między materią i antymaterią” – podała w komunikacie uczelnia.
Osiągnięcia krakowskiego zespołu ukazały się na łamach pisma „Science Advances” (DOI: 10.1126/sciadv.abh4394).
Pierwszy obraz rozciągłego obiektu, oparty wyłącznie na trzech fotonach, naukowcy z UJ uzyskali ze współpracownikami z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Uniwersytetu w Wiedniu oraz Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej we Włoszech.
Zbudowany na UJ tomograf J-PET to prototyp urządzenia do obrazowania medycznego metodą Pozytonowej Tomografii Emisyjnej, który łączy w sobie możliwość jednoczesnego skanowania całego ciała z niekonwencjonalnymi trybami obrazowania.
Celem projektu jest zbudowanie urządzenia pozwalającego na jednoczesne obrazowanie całego ciała. Ma ono służyć nie tylko lokalizowaniu nowotworów, ale także umożliwi określanie stopnia ich złośliwości oraz badanie dynamiki metabolizmu i rozprowadzania leków.
Urządzenie budowane jest w oparciu o technologię stworzoną na Uniwersytecie Jagiellońskim, a zespół badawczy, który ją rozwija, składa się z fizyków, informatyków, elektroników, chemików, biologów oraz lekarzy.
J-PET – jak podała uczelnia – jest unikatowym w skali świata rozwiązaniem, które pozwoli na wdrożenie procedur leczniczych, opartych na precyzyjnym diagnozowaniu, które rozwijane będą w tworzonym na UJ Centrum Teranostyki, która łączy terapię z diagnostyką.
Źródło: PAP, UJ
