Niezwykłe osiągnięcie naukowców z UJ. Dokonali tego, jako pierwsi na świecie

Naukowcy z UJ uzyskali pierwszy na świecie trójfotonowy obraz tomograficzny PET. Opracowany przez nich sposób obrazowania otwiera nowe możliwości diagnozowania nowotworów, a także umożliwia testowanie symetrii między materią i antymaterią.

Obraz wykonano za pomocą skonstruowanego w Instytucie Fizyku UJ przez zespół kierowany przez prof. Pawła Moskala tomografu J-PET. Różni się on zasadniczo od obecnie używanych tomografów PET, które wytwarzają obrazy w oparciu o dwa fotony.

Zbudowany na UJ w ramach realizowanego projektu Jagielloński PET (J-PET) tomograf to prototyp urządzenia do obrazowania medycznego metodą Pozytonowej Tomografii Emisyjnej, który łączy w sobie możliwość jednoczesnego skanowania całego ciała z niekonwencjonalnymi trybami obrazowania. Jednym z nich jest wyznaczanie przestrzennego rozkładu właściwości egzotycznych atomów pozytonium (stanów związanych elektronu i pozytonu), które są produkowane w ciele pacjenta podczas badania PET. Realizacja tej techniki obrazowania wymaga m. in. rekonstrukcji rozpadów pozytonium na trzy fotony, której wykonalność zademonstrowali naukowcy z grupy prowadzonej przez prof. Pawła Moskala na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ. Wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Uniwersytetu w Wiedniu oraz Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej we Włoszech uzyskali oni pierwszy obraz rozciągłego obiektu oparty wyłącznie na trójfotonowych rozpadach pozytonium.

Możliwość rekonstrukcji takich rozpadów otwiera perspektywy nie tylko dla niekonwencjonalnych rozszerzeń tomografii PET, ale również dla badań podstawowych. Zarejestrowane w ramach eksperymentu rozpady atomów pozytonium naukowcy z grupy J-PET wykorzystali do przeprowadzenia testu symetrii względem połączenia odbicia przestrzennego, odwrócenia ładunku oraz odwrócenia w czasie (symetrii CPT) w układach leptonowych, osiągając największą dotychczas precyzję takiego testu przy pomocy pozytonium na poziomie 10-4. Rezultaty tego eksperymentu zostały opublikowane na łamach czasopisma "Nature Communications".

Celem realizowanego na UJ projektu Jagielloński PET (J-PET) 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 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 (termin teranostyka powstał ze złożenia dwóch słów: terapia (leczenie) i diagnostyka (wykrywanie chorób); oznacza nowe podejście do medycyny, mające na celu tworzenie nowych rozwiązań technologicznych umożliwiających jednoczesne wykrywanie i leczenie chorób).

Fot. i inf.: Uniwersytet Jagielloński