Гамма-локатор. Система высокоточной диагностики онкологических заболеваний.

Гамма-локатор – это система для высокоточной диагностики онкологических заболеваний, основанный на сцинтилляционном детекторе гамма-квантов. Гамма-локатор не заменяет собой традиционные методы радионуклидной диагностики, такие как сцинтиграфия или ПЭТ, однако он является незаменимым инструментом для уточнения диагноза или проведения исследования в ходе операции. Существующие методы визуализации не позволят с высокой точность определить границы новообразований, к тому же минусом являются ограниченное число томографов в российских медицинских центрах и низкая пропускная способность аппаратов. К тому же, традиционная томография неприемлема в условиях операционной, таким образом хирурги вынуждены удалять большой запас здоровой ткани для исключения рецидивов.

Статистика показывает, что количество летальных исходов онкологических заболеваний возросла до 7,5 млн. случаев в год. В то же время изношенность медицинского оборудования в РФ достигает 80%, а удовлетворенность спроса на лучевые методы диагностики и терапии составляет 7%.

Гамма-локатор – это миниатюрный инструмент для диагностики злокачественный опухолей. Он позволяет провести исследование в режиме реального времени и определить степень распространения процесса метастазирования.

Принцип работы гамма-локатора заключается в следующем: пациенту вводят радиофармацевтический  препарат, меченный радиоактивным изотопом, испускающим гамма-кванты. РФП накапливается в опухоли, таким образом, детектируя гамма-излучение, можно определить место расположения злокачественного образования.

Существуют две основные области применения гамма-локатора: интраоперационное обнаружение сторожевых лимфатических узлов и неинвазивное сканирование поверхности тела. В первом случае пациенту перед операцией вводят РФП, и после удаления опухоли хирург с помощью гамма-локатора проверяет близлежащие лимфатические узлы на наличие метастаз. Во втором случае гамма-локатор позволяет обнаружить опухоли, расположенные неглубоко, и точно определить их границы.

Гамма-локатор состоит из сцинтилляционного кристалла, в котором происходит конвертация энергии гамма-квантов в фотоны видимого света, и фотоприемника для регистрации этих фотонов. В прототипе использованы новейшие достижения как в области сцинтилляционных кристаллов, так и в области кремниевых фотоумножителей. Сцинтиллятор LaBr3:Ce является наиболее перспективным среди неорганических кристаллов, так как он обладает наибольшим световыходом (порядка 130% относительно световыхода наиболее распространенного кристалла – NaI), а его высокая плотность позволяет эффективно регистрировать гамма-кванты энергии 140 кэВ при толщине кристалла порядка нескольких миллиметров. Кремниевые фотоумножители SiPM были разработаны в 1993 году заведующим каф. 40 НИЯУ МИФИ А.Б. Долгошеиным, и в настоящее время в рамках 220 постановления в МИФИ налаживается их производство. Сам гамма-локатор производится на базе опытного завода НИЯУ МИФИ.

Помимо медицинского, существуют альтернативные методы использования гамма-локатора. Благодаря способности обнаруживать и распознавать источники ионизирующего излучения гамма-локатор может быть использован для мониторинга источников радиации в местах массового скопления людей. Также, локатор способен решить проблему мониторинга и контроля утечки радиоактивных веществ на предприятиях атомного комплекса при помощи технологии регистрации альфа, бета и гамма излучения.

В лаборатории каф. 40 НИЯУ МИФИ были измерены основные технические характеристики прототипа гамма-локатора. Пространственное разрешение гамма-локатора составляет 8 мм, поле зрения определяется конусом с углом раствора 22 градуса. Чувствительность составляет 12 имп/с/кБк. Из сравнения видно, что отечественный прототип не уступает по своим параметрам зарубежным аналогам. К тому же, стоимость прототипа более чем на порядок ниже стоимости западных гамма-локаторов.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.