Na Uniwersytecie Jagiellońskim powstaje nowoczesny, a zarazem tani tomograf pozytonowy, który pozwoli na zmniejszenie kosztów badań.

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.

"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.

Pozytonowa Tomografia Emisyjna polega na określaniu rozkładu przestrzennego stężenia wybranej substancji w organizmie oraz zmian tego stężenia w czasie. W tym celu podaje się pacjentowi farmaceutyk znakowany izotopem promieniotwórczym emitującym pozytony, w stężeniu nie wywołującym skutków ubocznych. Szybkość przyswajania znakowanych farmaceutyków w chorych tkankach jest znacznie wyższa i dobrze znana dla rożnego rodzaju tkanek, dlatego na podstawie pomiaru ich rozkładu gęstości można z dużą dokładnością rozpoznać skupiska chorych komórek, nawet jeśli nie stanowią one jeszcze zmian morfologicznych wykrywalnych innymi metodami, w szczególności w diagnozowaniu oraz lokalizowaniu przerzutów nowotworowych. Pozytonową tomografię emisyjną powszechnie stosuje się zarówno w diagnostyce medycznej, jak i monitorowaniu efektów terapii w onkologii, kardiologii, neurologii, psychiatrii oraz gastrologii.

Warto podkreślić, że nowy tomograf jest jednym z najważniejszych elementów oferty technologicznej Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu. Przedmiotem oferty technologicznej UJ, koordynowanej przez CITTRU, są nowe rozwiązania konstrukcyjne tomografów PET oraz nowe sposoby wyznaczania sygnałów niezbędnych do rekonstrukcji obrazu tomograficznego. Istotne zalety prezentowanych rozwiązań to: zastosowanie tanich materiałów scyntylacyjnych (najważniejsze elementy detektorów promieniowania); zmniejszenie liczby fotopowielaczy, przy jednoczesnej poprawie precyzji rekonstruowanego obrazu; możliwość łatwego powiększania komory diagnostycznej, w szczególności w tomografie paskowym, w którym nie pociąga to za sobą zwiększania liczby fotopowielaczy.

Oferowane rozwiązania są przedmiotem dwóch zgłoszeń patentowych. CITTRU poszukuje obecnie podmiotów zainteresowanych zarówno rozwijaniem technologii, jak i jej testowaniem i stosowaniem.

W prace mocno zaangazówany jest też Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku, gdzie w klastrze komputerowym prowadzone są symulacje przepływu cząstek.

"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.

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 Paweł Kowalski z CIŚ. "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".