![Naukowcy wydrukowali naczynia krwionośne](/img/istock/_medium/istock_000023876092medium.jpg)
Antymateria odsłania nowotwór
![](http://laboratoria.net/img/istock/istock_000009702283xsmall_1.jpg?1406532712545?1406532712545)
W ciele każdego żywego organizmu znajdują się atomy z jądrami promieniotwórczymi. Posiadają one praktycznie takie same właściwości chemiczne jak atomy stabilne, co oznacza, że i jedne, i drugie w podobny sposób zużywane są w procesach metabolicznych organizmów żywych. Przykładowo: drogą pokarmową wchłaniamy promieniotwórczy potas 40K, wdychamy znajdujący się w powietrzu promieniotwórczy dwutlenek węgla 14CO2 czy molekuły promieniotwórczej pary wodnej 3H2O. W konsekwencji atomy z jądrami promieniotwórczymi (np. 40K, 14C czy 3H) stanowią część naszych organizmów, a w ciągu każdej sekundy we wnętrzu ciała człowieka następuje średnio osiem tysięcy rozpadów promieniotwórczych jąder atomowych.
Anihilacja oznacza proces, w którym cząstka w zetknięciu ze swoją anty-cząstką zmieniają się w energię w postaci kwantów gamma lub w inne cząstki.Kwanty gamma to promieniowanie jądrowe takie samo jak fotony światła, tylko o miliony razy bardziej energetyczne.
Śledzenie lotu kwantów gamma
W pozytonowej emisyjnej tomografii
świadomie wykorzystuje się fakt, że po podaniu pacjentowi substancji,
której molekuły zawierają atomy z jądrami promieniotwórczymi, organizm
nie rozróżnia atomów stabilnych od promieniotwórczych. Preparaty te
dobiera się tak, by były najmocniej przetwarzane w tkankach lub organach
przeznaczonych do zdiagnozowania. Najczęściej stosowanym środkiem jest
glukoza, w której jednym z atomów jest promieniotwórczy fluor 18F.
W wyniku przemiany promieniotwórczej jądra fluoru 18F zamieniają się w jądra tlenu 18O.
W konsekwencji tej metamorfozy następuje emisja promieniowania
jądrowego w postaci pozytronu (antyelektronu) i neutrina (elektrycznie
obojętne cząstki elementarne). Na „uciekające" z organizmu neutrino nic w praktyce nie oddziałuje, natomiast antyelektron spowalnia w wyniku
oddziaływania z elektronami i – ostatecznie – po wytraceniu prędkości,
będąc cząstką antymaterii, anihiluje z napotkanym elektronem w odległości około milimetra od miejsca przemiany promieniotwórczej.
Wskutek anihilacji najczęściej powstają dwa lecące naprzeciw siebie
kwanty gamma, które, w większości, wydostają się na zewnątrz organizmu.
Pozytonowa tomografia emisyjna polega na rejestrowaniu wylatujących z człowieka kwantów gamma, zrekonstruowaniu linii ich lotu i odtworzeniu
obrazu miejsc anihilacji. Rozkład punktów anihilacji odpowiada mapie
rozprzestrzenienia się fluoru 18F w organizmie, a ten z kolei
równoważny jest obrazowi intensywności metabolizowania glukozy podanej
pacjentowi. Taki obraz pozwala zidentyfikować miejsca z tkankami
nowotworowymi, które cechuje podwyższone zużycie glukozy.
Nowy tomograf
Obrazowanie procesów metabolicznych jest szczególnie korzystne we
wczesnym wykrywaniu nowotworów i przerzutów nowotworowych, gdyż
umożliwia wykrycie zmian w tkankach, zanim nastąpią modyfikacje
morfologiczne, które są już uchwytne za pomocą obrazowania innymi
metodami. Obecnie jako detektory służące do wykrywania promieniowania
wykorzystywane są kryształy nieorganiczne. Stosowana technologia jest
bardzo droga. Tomograf PET kosztuje kilkanaście milionów złotych i dlatego obecnie w Polsce dysponujemy tylko kilkunastoma urządzeniami
tego typu.
Zakład Fizyki Jądrowej UJ pracuje nad prekursorską technologią detekcji kwantów gamma.
Nowością w opracowanych rozwiązaniach jest użycie do detekcji
promieniowania materiałów organicznych, ale również sposób rekonstrukcji
miejsca reakcji kwantów gamma, opierający się głównie na pomiarze czasu
rejestrowanych sygnałów. Tomograf będzie składał się z pasków z materiałów polimerowych, które zostaną połączone optycznie z mechanizmem
zamieniającym impulsy świetlne na impulsy elektryczne. Opracowana
technika pozwoli na zwiększenie rozmiarów komory diagnostycznej bez
istotnego zwiększenia kosztów produkcji, umożliwiając obrazowanie całego
ciała człowieka jednocześnie.
Rozwinięta metoda stanowi przykład transferu nowoczesnych metod
detekcji promieniowania używanych w badaniach podstawowych fizyki
jądrowej i fizyki cząstek do obszaru zastosowań medycznych. Wynalazek
ten został nagrodzony złotym medalem na 58. Światowych
Targach Wynalazczości, Badań Naukowych i Nowych Technologii (Brussels
Innova 2009). Obecnie budowany jest prototyp w małej skali, w którym
przetestowane zostaną nowe moduły elektroniczne oraz nowe metody
rekonstrukcji sygnałów i rekonstrukcji obrazów opracowane w ciągu
ostatnich dwóch lat w Zakładzie Fizyki Jądrowej UJ. Jeśli testy się
powiodą, w 2014 roku planowane jest rozpoczęcie budowy prototypu o rozmiarach, które umożliwią obrazowanie ciała człowieka.
![Naukowcy wydrukowali naczynia krwionośne](/img/istock/_medium/istock_000023876092medium.jpg)
![Wiadomo, jak picie z przyjaciółmi działa na mózg](/img/istock/_medium/istock_000016788031xsmall_1.jpg)
Wiadomo, jak picie z przyjaciółmi działa na mózg
Odpowiedź może mieć znaczenie dla terapii uzależnień.
![Prawie 50 tys. Europejczyków zmarło z powodu upałów w 2023 r.](/img/istock/_medium/mtaynhg3njg12073932_12073926.jpg)
Prawie 50 tys. Europejczyków zmarło z powodu upałów w 2023 r.
Zmiany klimatyczne należy postrzegać jako problem zdrowotny.
![W Europie trwa sezon transmisji wirusa Zachodniego Nilu](/img/istock/_medium/istock_000040082462small.jpg)
W Europie trwa sezon transmisji wirusa Zachodniego Nilu
W tym roku do końca lipca zgłoszono 69 przypadków.
![Ryzyko zakażeń wirusem Zachodniego Nilu jest w Polsce znikome](/img/istock/_medium/fotolia_155464254_s.jpg)
Ryzyko zakażeń wirusem Zachodniego Nilu jest w Polsce znikome
Człowiek nie może się zarazić poprzez kaszel.
![Wirus Zachodniego Nilu nie przenosi się z człowieka na człowieka](/img/istock/_medium/000433_980.jpg)
Wirus Zachodniego Nilu nie przenosi się z człowieka na człowieka
Przenoszą go owady, takie jak komary czy meszki.
![Jazda na rolkach - Czy jest dobrym sportem?](/img/forum/_medium/1705.jpg)
Jazda na rolkach - Czy jest dobrym sportem?
Jazda na rolkach przynosi liczne korzyści zdrowotne.
![1 sierpnia weszły w życie przepisy AI Act](/img/istock/_medium/07-oko_1.jpg)
1 sierpnia weszły w życie przepisy AI Act
Nowe prawo dzieli różne rodzaje AI na cztery grupy.
Recenzje