Klinická aplikace prototypového zařízení J-PET (JPETClinic)

Skener J-PET je první pozitronový tomograf na světě založený na plastových páskových scintilátorech pro měření životnosti atomu orto-pozitronia (o-Ps). Jedná se o modulární skener navržený a nainstalovaný na Katedře experimentální částicové fyziky a aplikací Jagellonské univerzity v Krakově. Skener J-PET je založen na technologii patentované v letech 2014 a 2016.

Skener J-PET, na rozdíl od skenerů PET běžně používaných v diagnostice, má tři důležité funkce:

1. J-PET scintilátory jsou vyrobeny z plastu místo drahých-produkovat LSO (lutetium oxyorthosilicate) nebo LYSO (lutetium yttrium oxyorthosilicate) scintilační krystaly používané v běžných PET skenerech;
2. J-PET je modulární a lze jej přizpůsobit velikosti pacienta a rozšířit na celotělový PET skener, protože;
3. J-PET lze použít k testování dalšího parametru zvaného „pozitroniový biomarker“, který se dosud nepoužíval.

Inzerát. 1. Konvenční PET skenery využívají scintilační krystaly LSO nebo LYSO, které využívají fotoelektrický jev a převádějí gama fotony na fluorescenční fotony, aby získaly informace o energii, čase a poloze gama fotonů emitovaných procesem pozitronové anihilace (e+) získané použitím vhodné radiofarmakum emitující e+. V plastových scintilátorech používaných v J-PET je využíván Comptonův jev, tedy jev rozptylu vysokoenergetických fotonů na volných nebo slabě vázaných elektronech scintilátoru.

Inzerát. 2. Modulární skener J-PET lze také snadno integrovat se stávajícími systémy počítačové tomografie (CT), což umožňuje současné provádění obou typů vyšetření.

Inzerát. 3. Pozitroniové zobrazování je aplikováno v J-PET skeneru. Technika PET využívá radioizotopy, které emitují pozitronové záření (beta+). Tradiční PET skenery zobrazují rozložení fotonů gama záření produkovaných anihilací elektronu (e-) a pozitronu (e+). Anihilaci může předcházet výskyt pozitronového atomu - kvazistabilního systému složeného z elektronu (e-) a jeho antičástice - pozitronu (e+), který se vyskytuje přibližně u 30-40 % všech anihilací vyskytujících se v těle pacienta. .

Doba takovéto anihilace probíhající prostřednictvím stavu atomu pozitronia závisí na tom, zda vznikne pozitronium, ve kterém e- a e+ budou mít paralelní spiny (stav tripletu ↑↑, tento systém se nazývá orto-pozitronium - o-Ps) neboli antiparalelní spiny (stavový singlet ↑ ↓, tento systém se nazývá para-pozitronium - p-Ps). Průměrná životnost o-Ps ve vakuu je více než 1000krát delší (142 nanosekund [ns]), než průměrná životnost p-Ps (125 pikosekund [ps]). Průměrná životnost o-Ps ve vakuu je více než 1000krát delší (142 nanosekund [ns]) než průměrná životnost p-Ps (125 pikosekund [ps]). Druhým rozdílem je, že anihilace o-Ps probíhá přes 3 fotony, které dosud nebyly detekovány a které tradiční PET. doba anihilace atomu o-Ps může být dalším diagnostickým parametrem ("pozitroniový biomarker"), který má být měřen a analyzován v J-PET skeneru.

Klinická aplikace takového "pozitroniového biomarkeru" z hlediska detekce lézí, kvality obrazu a kvantifikace musí být teprve stanovena, na což se tato studie zaměřuje.