Nowatorski sprzęt medyczny testowany na Uniwersytecie Jagiellońskim

Jagielloński-PET (J-PET) jest pierwszym na świecie pozytronowym tomografem emisyjnym, który działa w oparciu o scyntylatory plastikowe. Zaprojektowane przez prof. Pawła Moskala oraz jego zespół urządzenie jest wyposażone w innowacyjne materiały polimerowe do budowy detektorów.

Badanie tomografem J-PET przeprowadzane jest w Szpitalu Uniwersyteckim u pacjentów ze skierowaniem na badanie z wykorzystaniem rutynowych radiofarmaceutyków. Projekt prowadzony jest we współpracy z prof. Alicją Hubalewską, prof. Anną Sową-Staszczak oraz dr Martą Opalińską z Oddziału Klinicznego Endokrynologii, Endokrynologii Onkologicznej, Medycyny Nuklearnej i Chorób Wewnętrznych Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie, a także prof. Ewą Stępień z Zakładu Fizyki Medycznej UJ.

Skany przy użyciu tomografu J-PET są wykonywane bez dodatkowej interwencji, po wykonaniu tradycyjnego badania. Celem jest ocena jakości obrazu uzyskanego z nowego urządzenia oraz porównanie go z obrazami z tradycyjnych tomografów PET zbudowanych z krystalicznych scyntylatorów.

Przełomowa technologia

Scyntylatory plastikowe są wykonane z polimerów organicznych, które mają właściwości scyntylacyjne, czyli emitują światło pod wpływem promieniowania jonizującego. W tomografie J-PET światło to jest wykorzystywane do wykrywania promieniowania gamma, emitowanego w wyniku anihilacji pozytonów. Pozwala to na zrekonstruowanie trójwymiarowego obrazu wnętrza ciała pacjenta. Oprócz tego scyntylatory plastikowe to materiały znacznie tańsze od tych stosowanych w tradycyjnych detektorach PET. Są łatwiejsze w obróbce i znacznie lżejsze, co pozwala na zbudowanie bardziej kompaktowych i przenośnych tomografów.

Nowa era diagnostyki PET?

Tomograf J-PET ma potencjał zrewolucjonizować diagnostykę obrazową PET. Dzięki niższym kosztom i większej dostępności badań PET, z metody tej będzie mogła skorzystać większa liczba pacjentów. Ponadto technologia ta pozwala na wykorzystanie dodatkowego parametru diagnostycznego - czasu życia pozytonium, którego właściwości nie mogą być analizowane za pomocą tradycyjnych tomografów PET.

Pozytronowa Emisyjna Tomografia (PET) jest nieinwazyjną metodą obrazowania procesów metabolicznych w ciele pacjenta. 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.

Metoda ta wykorzystywana jest w medycynie głównie do lokalizowania zmian nowotworowych pozostających nawet w początkowym stadium rozwoju. Skanery PET wykorzystywane obecnie w szpitalach są w stanie obrazować całe ciało, jednak konieczne jest przy tym wykonanie kilkunastu zdjęć pokazujących poszczególne fragmenty ciała pacjenta.

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).

Inf. i foto: UJ