Эксперты из Токийского университета и Национального института радиологических наук (НИРН, Япония) разработали достаточно простой способ увеличить информативность стандартной медицинской томографии. Объединенная исследовательская группа разработала таймер, позволяющий позитронно-эмиссионным томографам (ПЭТ) отслеживать концентрацию кислорода в различных тканях организма.
Это усовершенствование в дальнейшем может привести к разработке более эффективного лечения раковых заболеваний, основанного на быстром выявлении частей опухоли с наиболее агрессивным ростом.
По словам радиолога из НИРН, соавтора публикации д-ра Мивако Такахаши, «для пациентов процедура ПЭТ-исследования не изменится, как не изменится она для операторов томографии. Просто информация на выходе станет более полезной».
«Для нас это был быстрый проект, но он должен означать быстрый прогресс медицины для реальных онкобольных в течение следующего десятилетия. Надеюсь, разработчики медицинского оборудования используют новую методологию весьма эффективно»
Кенго Сибая, доцент Высшей школы искусств и наук Токийского университета
К.Сибая и его коллеги, используя миниатюрный ПЭТ-сканер, разработали диаграмму ожидаемой продолжительности жизни позитронов, чтобы определить время их образования и распада в жидкостях с известной концентрацией кислорода. Результаты, полученные исследовательской группой, показывают, что при высокой концентрации кислорода более вероятен кратчайший цикл. По мнению разработчиков, их метод позволяет в ходе ПЭТ-сканирования определять абсолютную концентрацию кислорода в любой ткани организма пациента, основываясь на времени жизни позитронов.
Оценить время жизни позитронов будет возможно с применением того же класса детекторов гамма-излучения, что выпускаются и используются сейчас. Однако предстоит большая работа по «переносу усовершенствованных детекторов и нового программного обеспечения из лаборатории в больницы».
Специалистам давно уже была известна связь между степенью оксигенации опухолевых тканей и эффективностью терапии. Во-первых, низкие уровни кислорода чаще встречаются в трудноизлечимых, быстро растущих, агрессивных раковых опухолях. Во-вторых, низкая оксигенация делает менее успешной лучевую терапию, деструктивный эффект которой частично достигается за счет преобразования присутствующего в клетках кислорода в свободные радикалы, повреждающие ДНК раковых клеток.
Таким образом, трехмерная детекция концентраций кислорода в тканях позволит более эффективно атаковать опухоль, направляя максимум энергии в участки с низкой оксигенацией, и в меньшей, щадящей степени облучая высоко оксигенированные зоны.
Доктор Кенго Сибая отмечает, что его команду вдохновила теоретическая модель детекции уровня кислорода с помощью позитронов, опубликованная в прошлом году учеными из Польши. Японский проект по реализации этой идеи прошел путь от концепции до публикации результатов всего за несколько месяцев, несмотря даже на связанные с COVID-19 ограничения.
