Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego uzyskali pierwszy na świecie trójfotonowy obraz tomograficzny PET. Otwiera to nowe możliwości diagnozowania nowotworów, a także umożliwia testowanie symetrii między materią i antymaterią.
Obraz wykonano za pomocą tomografu J-PET skonstruowanego w Instytucie Fizyki UJ przez zespół kierowany przez prof. Pawła Moskala. Urządzenie różni się zasadniczo od obecnie używanych tomografów PET, które wytwarzają obrazy 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.
Zbudowany na UJ 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 trzyfotonowych 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.
Eksperyment zrealizowano w ramach projektu Jagielloński PET (J-PET). Celem tego przedsięwzięcia 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.
źródło: UJ