Учёные создали супертомограф для всего тела

Американские учёные предложили проект сверхточного томографа, способного оценивать состояние целого организма человека, а не только его отдельных небольших областей.

Учёные и инженеры из Калифорнийского университета в Дэйвисе разработали проект позитронно-эмиссионного томографа (ПЭТ), который получает сигнал со всего тела. По словам разработчиков, это устройство совершит революцию в радиологии. Проект нового ПЭТ-сканера опубликован в журнале Science Translational Medicine. Коротко о работе сообщает портал Нейроновости.

По расчётам авторов нового сканера, их разработка сможет захватывать все испускаемые фотоны. Это позволит достичь 40-кратного преимущества по эффективной чувствительности и шестикратного по соотношению "сигнал-шум" по сравнению с обыкновенным ПЭТ-сканером. Кроме того, новый аппарат позволит снизить размытость изображения, вызванную движениями тела, при получении серии изображений нескольких его участков.

Метод позитронной эмиссионной томографии основан на явлении аннигиляции позитрона и электрона. Перед исследованием человек принимает радиофармпрепарат. Это специально синтезированное для подобных исследований органическое вещество, в котором один из "обычных" атомов замещён на короткоживущий, радиоактивный. Он распадается по бета-плюс-распаду, испуская позитрон. Позитрон сталкивается с ближайшим электроном, собственной античастицей. Они аннигилируют, превращаясь в два фотона с очень высокой энергией — гамма-кванты. Их регистрируют датчики в "трубе" томографа, после чего программное обеспечение восстанавливает траекторию гамма-квантов до точки аннигиляции.

Радиофармпрепарат подбирают так, чтобы он накапливался в нужных для исследователей местах. Благодаря этому можно обнаружить соответствующие данные — зоны активности мозга, метастазы опухоли и так далее.

Для множества целей ПЭТ-исследования не только максимально информативны, но и очень дороги. Кстати, поэтому позитронно-эмиссионная томография используется не так часто. Радиофармпрепараты готовятся на циклотронах специально для конкретного исследования, да и сам ПЭТ-сканер очень дорогой. Однако существующие приборы могут снимать сигнал только с одного небольшого участка тела. Поэтому для того, чтобы провести исследование масштабного фрагмента организма (например, для поиска метастазов), нужно проводить несколько последовательных сканирований. А это связано с повышенной радиационной нагрузкой на организм, ведь при каждой процедуре используются радиоактивные препараты.

Первой областью применения нового сканера станет диагностика опухолей. Также авторы называют в числе своих приоритетов мониторинг лечения неврологических заболеваний. Отдельным плюсом нового томографа станет то, что при его помощи можно будет сразу выполнять полные фармакодинамические исследования новых препаратов, то есть смотреть, как и насколько быстро потенциальное лекарство распространяется по телу пациента.

Национальные институты здравоохранения США выдали авторам проекта нового томографа 15,5 миллиона долларов на создание прототипа. Первый аппарат будет стоить в 5–6 раз дороже обычного ПЭТ-сканера. Учёные надеются получить первую ПЭТ-картинку со всего тела человека в середине–конце 2018 года, а где-то в 2020-м — ввести томограф в клиническую практику.