Ученые выращивают кристаллы для российского высокотехнологичного томографа

11:48, 11 октября 2022

Это повысит точность диагностики социально значимых заболеваний

Исследователи вуза занимаются проверкой опытных образцов кристаллов. Фото: пресс-служба УрФУ.

Ученые Уральского федерального университета совместно с АО «Гиредмет» (подразделение ГК «Росатом») работают над получением новых материалов, сцинтилляционных кристаллов, которые применяются в современных томографах. Они планируют создать отечественный аналог позитрон-эмиссионного томографа — высокотехнологичного и точного диагностического прибора в медицине. Исследования опытных образцов кристаллов ведутся в УрФУ в рамках выполнения проекта «Приоритет-2030».

Применение сцинтилляционных материалов в современной медицине связано с высокотехнологичными методами диагностики — однофотонной и позитронно-эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ и ПЭТ). ПЭТ является одним из самых информативных методов в диагностике онкологических, неврологических и кардиологических заболеваний. Его чувствительность при обнаружении малых онкологических новообразований размером от 0,5 мм существенно выше по сравнению с другими методами медицинской томографии. Исследователи отмечают, что в настоящее время все позитрон-эмиссионные томографы, работающие в российских медучреждениях и исследовательских институтах, произведены за рубежом.

«В 2021 году в АО „Гиредмет“ был выращен и предварительно аттестован опытный отечественный образец кристалла силиката лютеция — основного сцинтилляционного материала, который применяется в ПЭТ. Его размеры превосходят зарубежные аналоги», — рассказал директор физико-технологического института УрФУ Владимир Иванов.

Важнейшей частью ПЭТ является блок детекторов, который содержит до нескольких десятков тысяч чувствительных элементов, выполненных из сцинтилляционных кристаллов. Каждый такой элемент преобразовывает энергию потока частиц от исследуемого органа в быструю световую вспышку (сцинтилляцию). Набор вспышек является основой томографического изображения. Время диагностической ПЭТ-процедуры и степень детализации (разрешение) томограммы зависят от свойств материала сцинтиллятора. Ученые УрФУ изучили прототип элемента детектора ПЭТ-томографа. Его оптические свойства, состав и кинетика свечения, величина квантового выхода практически не уступают образцам сравнения, взятым из состава импортного детектора.

«УрФУ располагает современной экспериментальной базой и обладает многолетним опытом исследования свойств сцинтилляционных материалов. Это дало возможность проводить важные исследования полученных в АО „Гиредмет“ сцинтилляционных кристаллов для создания отечественного ПЭТ», — отметил заместитель директора по науке и инновациям АО «Гиредмет» им. М. П. Сажина Константин Ивановских.

Перспективы мировой ядерно-медицинской диагностики связаны с разработкой еще более быстрых сцинтиллирующих материалов с повышенным квантовым выходом.