Aplicación clínica del dispositivo prototipo J-PET (JPETClinic)

El escáner J-PET es el primer tomógrafo de positrones del mundo basado en centelleadores de tiras de plástico para medir la vida útil del átomo de ortopositronio (o-Ps). Se trata de un escáner modular, diseñado e instalado en el Departamento de Física Experimental de Partículas y Aplicaciones de la Universidad Jagellónica de Cracovia. El escáner J-PET se basa en una tecnología patentada en 2014 y 2016.

El escáner J-PET, a diferencia de los escáneres PET comúnmente utilizados en diagnóstico, tiene tres características importantes:

1. Los centelleadores J-PET están hechos de plástico en lugar de los costosos cristales de centelleo LSO (oxiortosilicato de lutecio) o LYSO (oxiortosilicato de lutecio y itrio) que se utilizan en los escáneres PET habituales;
2. J-PET es modular y puede adaptarse al tamaño del paciente y ampliarse a un escáner PET de cuerpo total porque;
3. J-PET se puede utilizar para probar un parámetro adicional llamado "biomarcador de positronio" que no se ha utilizado hasta ahora.

Anuncio. 1. Los escáneres PET convencionales utilizan cristales de centelleo LSO o LYSO, que explotan el efecto fotoeléctrico y convierten fotones gamma en fotones fluorescentes para obtener información sobre la energía, el tiempo y la posición de los fotones gamma emitidos por el proceso de aniquilación de positrones (e+) obtenido mediante el uso de un radiofármaco emisor de e+ apropiado. En los centelleadores de plástico utilizados en J-PET se utiliza el efecto Compton, es decir, el fenómeno de dispersión de fotones de alta energía sobre electrones libres o débilmente unidos del centelleador.

Anuncio. 2. El escáner modular J-PET también se puede integrar fácilmente con los sistemas de tomografía computarizada (CT) existentes, lo que permite la realización simultánea de ambos tipos de exámenes.

Anuncio. 3. Se aplican imágenes de positronio en el escáner J-PET. La técnica PET utiliza radioisótopos que emiten radiación de positrones (beta+). Los escáneres PET tradicionales obtienen imágenes de la distribución de fotones de rayos gamma producidos por la aniquilación de un electrón (e-) y un positrón (e+). La aniquilación puede estar precedida por la aparición de un átomo de positrón, un sistema casi estable compuesto por un electrón (e-) y su antipartícula, el positrón (e+), que ocurre en aproximadamente el 30-40% de todas las aniquilaciones que ocurren en el cuerpo del paciente. .

El tiempo de dicha aniquilación a través del estado del átomo de positronio depende de si se creará un positronio en el que e- y e+ tendrán espines paralelos (estado triplete ↑ ↑, este sistema se llama orto-positronio - o-Ps). o espines antiparalelos (estado singlete ↑ ↓, este sistema se llama para-positronio - p-Ps). La vida útil promedio de las o-P en el vacío es más de 1000 veces mayor (142 nanosegundos [ns]), que la vida útil promedio de las p-P (125 picosegundos [ps]). La vida útil promedio de las o-P en el vacío es más de 1000 veces más larga (142 nanosegundos [ns]) que la vida útil promedio de las p-P (125 picosegundos [ps]). La segunda diferencia es que la aniquilación de o-Ps se produce a través de 3 fotones, algo que hasta ahora no se ha detectado y que es el PET tradicional. el tiempo de aniquilación del átomo de o-Ps puede ser un parámetro de diagnóstico adicional ("biomarcador de positronio") que se medirá y analizará en el escáner J-PET.

La aplicación clínica de dicho "biomarcador de positronio" en términos de detección de lesiones, calidad de imagen y cuantificación aún está por determinar, lo que pretende abordar este estudio.