Jak český robot pomůže pacientům s rakovinou štítné žlázy
Nově vyvíjené české robotické zařízení by mohlo pomoci přesněji mapovat distribuci radioaktivního jódu při detekci a léčbě nádoru štítné žlázy. Díky průlomové miniaturizované gama kameře přesně lokalizuje, kde a jak radiofarmakum působí. Prototyp nazvaný ThyroPIX byl vyvinut v rámci stejnojmenného projektu financovaného Technologickou agenturou České republiky.
Lékaři každý rok celosvětově diagnostikují přibližně 300 tisíc nových případů rakoviny štítné žlázy. Jednou z běžných součástí léčby je terapie radiojódem, která se většinou provádí po chirurgickém odstranění nádoru. I po operaci totiž většinou zůstanou v krku pacienta nepatrné zbytky nádorové tkáně, které je potřeba odstranit, aby nedošlo k návratu onemocnění.
ČTĚTE TAKÉ: Vše, co byste měli vědět o nemoci mpox. WHO vydala nejvyšší stupeň varování, hrozí epidemie
Pacienti proto dostávají radioaktivní izotop jódu, který se ve štítné žláze přirozeně akumuluje, postižené místo lokálně ozáří a eliminuje tak rakovinové bujení.
Cílem projektu ThyroPIX bylo vyvinout unikátní zdravotnické zařízení, které zlepší možnosti monitorování účinku radiofarmak a umožní minimalizovat jejich případné nežádoucí účinky. Členy konsorcia, které v tomto úspěšném výzkumu podpořila Technologická agentura ČR, byly 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy, Fakultní nemocnice Motol, Český metrologický ústav a tuzemské inovativní firmy Radalytica a ADVACAM.
Překonat fyzikální limity stávajících metod
Stávající metody často neumí dostatečně pomoci v rozhodování o nejvhodnější strategii léčby. „Fyzikálně nejsou dnes běžně používané přístroje schopné mít takové rozlišení pro jód 131. Vidíme několik skvrn, ale se špatným prostorovým rozlišením nejsme schopní přesně určit jejich polohu,“ vysvětluje klinická radiologická fyzička Fakultní nemocnice v Motole Tereza Kráčmerová. Vyšetření navíc trvá dlouhou dobu – přibližně 20 minut.
ThyroPIX se pomocí robotického ramene dostane blíže ke snímanému místu a dokáže jej zabrat přesněji – a při opakovaných vyšetřeních vždy stejně. Srdcem přístroje jsou částicové kamery vyráběné společností ADVACAM.
Díky nově vyvinuté metodice pro využití takzvaného Comptonova rozptylu umí určit směr a energii každé jednotlivé přicházející částice ionizujícího záření. Tímto způsobem je možné získávat podrobné informace o velikosti a tvaru zbytků štítné žlázy, a tak ověřit distribuci terapeutické aktivity v těle pacienta.
Software vykreslí 3D obrázek
Stěžejní je pro lékaře software, který vědci v rámci projektu vyvinuli – až v počítači se získaná data mění na snímek s viditelnými pozůstatky nádoru. Senzor gama kamery při tom využívá Comptonův rozptyl.
„Z primárního zdroje záření vyletí foton (částice zprostředkující elektromagnetickou interakci, pozn. red.), který zasáhne první vrstvu citlivého materiálu. Při této interakci předá foton část své energie a rozptýlí se do druhé vrstvy senzoru. Tam už dochází k jeho úplné absorpci,“ popisuje princip směrové citlivosti detektoru Eliška Trojanová z firmy ADVACAM.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: WHO bije na poplach. Vyhlásila nejvyšší stupeň pohotovosti kvůli nebezpečnému viru z Afriky
„Díky informacím o průchodu částic oběma vrstvami gama kamery jsme pak schopni vypočítat úhel, ze kterého radiace vychází. Tímto způsobem můžeme zjistit, jak je radioaktivní zdroj v těle pacienta distribuovaný,“ dodává.
ThyroPIX má za sebou testování na fantomovém modelu lidského hrudníku a krku, který vyvinuli v Českém metrologickém institutu. Vytvořili také kompletní počítačovou simulaci celého detekčního systému. „Důvodem bylo to, aby kolegové z ADVACAMu nemuseli vyrábět desítky různých kombinací senzorů,“ upřesňuje Jan Rusňák z oddělení primární metrologie veličin ionizujícího záření ČMI.
Testování kamery probíhalo v Centru pokročilého preklinického zobrazování 1. LF UK. „Hlavní výhoda ThyroPIXu spočívá v tom, že nabízí standardizaci vyšetření, široké zorné pole a vyšší senzitivitu než jiné přístroje,“ říká přednosta centra Luděk Šefc a doplňuje: „Skvělá je také kompaktnost a s ní spojená mobilita přístroje. Díky ní je možné pacienta vyšetřit přímo na lůžku.“
Kdy se dostane k pacientům?
Do praxe ale inovaci ještě pár kroků zbývá. Hlavu gama kamery je třeba upravit, aby se dostala ještě blíže ke štítné žláze. V plánu je i další vylepšování softwaru, aby přístroj mohl nakonec podstoupit klinické zkoušky přímo na pacientech. Autoři navíc intenzivně hledají průmyslového partnera, který by měl zájem řešení pomoci přinést na trh jako hotový produkt.
„Nejraději bychom celé řešení předali někomu, kdo už má zkušenosti s vývojem zdravotnického prostředku a s certifikačním procesem,“ uzavírá hlavní řešitelka projektu Trojanová. Ten je financován se státní podporou Technologické agentury ČR a Ministerstva průmyslu a obchodu ČR v rámci Programu TREND.
