PDF Basket
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) to zaawansowana technika obrazowania molekularnego, która umożliwia badanie funkcjonowania narządów i procesów fizjologicznych. Od czasu jej opracowania w latach 50. XX wieku, dzięki ciągłemu rozwojowi skanery PET zrewolucjonizowały onkologię, neurologię i kardiologię, zapewniając lekarzom kompleksowy wgląd w funkcjonowanie narządów. Nie oznacza to jednak, że technologia ta nie ma żadnych ograniczeń. Konwencjonalne skanery PET charakteryzują się stosunkowo niską dokładnością i rozdzielczością, a dodatkowo mają problemy z obrazowaniem w czasie rzeczywistym, co może prowadzić do luk w diagnostyce.
Zespół projektu 4D-PET działający w ramach Hiszpańskiej Narodowej Rady Badawczej postanowił opracować innowacyjną i przystępną cenowo alternatywę dla istniejących rozwiązań. „Konwencjonalne skanery PET charakteryzują się istotnymi ograniczeniami w zakresie głębokości i precyzji wykrywania”, wyjaśnia José María Benlloch Baviera, koordynator projektu i dyrektor Instytutu Urządzeń do Obrazowania Molekularnego. „Naszym celem było opracowanie zaawansowanego skanera PET całego ciała wykorzystującego nowatorską koncepcję detektora, który rejestruje interakcje gamma w 3D z niezrównaną precyzją”.
Rezultatem prac jest system, który stanowi przełom w technologii obrazowania PET i otwiera możliwości znane dotychczas z literatury science fiction.
Rewolucyjna koncepcja
Podstawą rozwiązania 4D-PET jest innowacyjny moduł detektora. W przeciwieństwie do konwencjonalnych skanerów PET, które wykorzystują tablice pikseli, system 4D-PET opiera się na ułożonych pionowo scyntylacyjnych płytach kryształowych. Taka konstrukcja umożliwia ciągłe pomiary wyrazistości obrazu (DOI) i zmniejsza potrzebę stosowania nieporęcznych urządzeń elektronicznych, obniżając tym samym koszty bez wpływu na osiągi.
Nowy system może zapewnić rozdzielczość przestrzenną sięgającą nawet 1,25 mm i rozdzielczość czasową poniżej 200 pikosekund, umożliwiając szczegółowe obrazowanie małych struktur mózgu, takich jak istota czarna i jądro szwu, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia zaburzeń psychicznych i chorób mózgu.
„Wysoka rozdzielczość pozwala nam wizualizować różne warstwy kory mózgowej i mniejsze struktury wielkości ziarenka ryżu”, mówi Benlloch Baviera.
Testy w rzeczywistych warunkach
Do tej pory technologia ta została wykorzystana w dwóch prototypach skanerów PET - przedklinicznym skanerze PET do obrazowania małych zwierząt oraz urządzeniu w skali mózgu. Współpracując z Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) w Lozannie, zespół projektu 4D-PET opracował prototyp skanera mózgu, który umożliwił osiągnięcie bezprecedensowych rezultatów.
W ramach badań klinicznych z udziałem pacjentów w szpitalu La Fe w Walencji, skany wykonane przy użyciu urządzenia 4D-PET dały znacznie wyraźniejsze obrazy skomplikowanych struktur mózgów pacjentów - niemal dwukrotnie wyraźniejsze niż obrazy uzyskiwane dzięki konwencjonalnym systemom PET, dzięki czemu umożliwiają precyzyjniejsze badanie schorzeń neurologicznych.
Przełom w opiece zdrowotnej
Lista obszarów, w których może znaleźć zastosowanie rozwiązanie 4D-PET jest ogromna. W neurologii jego precyzja umożliwia obrazowanie drobnych struktur mózgu i warstw kory mózgowej, co utoruje drogę do nowych możliwości w zakresie badań i leczenia chorób. Skaner całego ciała może zrewolucjonizować immunoterapię dzięki umożliwieniu szybkiej oceny skuteczności leczenia, oszczędzając pacjentom niepotrzebnych interwencji.
Prawdopodobnie najbardziej ekscytującym obszarem zastosowania jest radiologia interwencyjna. Dzięki wyjątkowej rozdzielczości czasowej, rozwiązanie 4D-PET może stanowić podstawę skanerów o otwartej konstrukcji, które mogą zapewnić obrazowanie funkcjonalne w czasie rzeczywistym podczas zabiegów takich jak biopsje, operacje i zabiegi robotyczne. Technologia może stanowić prawdziwy przełom w onkologii, umożliwiając lekarzom niszczenie guzów z niespotykaną dotąd dokładnością. Hiszpańska spółka Oncovision wykazała już zainteresowanie zastosowaniem technologii w warunkach klinicznych.
Przyszłość technologii PET
Zespół projektu nieustannie prezentuje rozwój technologii obrazowania PET na najważniejszych konferencjach na całym świecie. Dzięki stałemu wsparciu hiszpańskiego Ministerstwa Zdrowia, konsorcjum projektu 4D-PET opracowuje obecnie pełnowymiarowy prototyp pozwalający na obrazowanie całego ciała. Badacze planują także pozyskanie dodatkowych dotacji w celu dalszego rozszerzenia możliwości technologii, by mogła zapewnić bardziej precyzyjne i skuteczne obrazowanie w skali globalnej.
Jak dodaje Benlloch Baviera: „Chcemy, aby nasza technologia była dostępna dla wszystkich pacjentów. Musi być dostępna dla ludności całego świata, nie tylko dla elit”.
Projekt 4D-PET został sfinansowany ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych.