Разработка портативного гамма-сканера для проведения онкологических операций
Аннотация
Целью диссертационной работы является проектирование и изготовление прототипа ГЛ для проведения локальной радионуклидной диагностики в физиологически активной или патологически измененной ткани, в частности для верификации локального (очагового) накопления РФП в региональных коллекторах лимфооттока.
Поставлены следующие задачи:
- Рассмотреть историю развития и методы радионуклидной диагностики, реализуемые при работе с гамма-локатором;
- Разработать прототип гамма-локатора (анализ существующих гамма-локаторов и параметров исследуемых объектов, разработка структуры прототипа с четким заданием его параметров, проектирование системы коллимирования и формирование технического задания для написания программного обеспечения и корпуса аппарата);
- Провести фантомные испытания прототипа гамма-локатора и анализ полученных результатов.
Основным результатом работы, проведенной в течение 2 лет специально созданным коллективом, является разработка прототипа гамма-локатора с набором коллиматоров и возможностью спектрометрических исследований для проведения локальной радионуклидной диагностики, в частности для верификации локального (очагового) накопления РФП в региональных лимфатических коллекторах.
Более частные задачи, решенные в рамках данной магистерской работы, были направлены на анализ современного состояния радионуклидной диагностики, используемой при оперативных вмешательствах сигнальных лимфоузлов. В ней также сравнены функциональные возможности, параметры и недостатки применяемых в медицинской практике в России и за рубежом гамма-локаторов, гамма-сканеров и гамма-зондов. На основании проведенного анализа были сформулированы требования к создаваемому прототипу гамма-локатора и предложена его структура. Отличительными особенностями разрабатываемого гамма-локатора должны были стать универсальность, возможность использования с различными коллиматорами цилиндрического и конического типа, наличие спектрометрического тракта, возможность его надстройки до многодатчиковой системы и применения в фармакокинетике РФП.
Частные результаты работы заключаются в следующем:
1. Проведены расчеты коллиматоров различных типов, подобраны их оптимальные размеры для исследования сигнальных лимфоузлов у пораженных молочных желез. В результате был отработан алгоритм, позволяющий подбирать и рассчитывать коллиматоры для различных гамма-локационных исследований.
2. Экспериментальное тестирование разработанного прототипа гамма-локатора показало, что он способен не только выявлять распределение РФП в конкретном органе, но и конкретизировать применяемые радиоизотопы и их пространственное распределение, исследовать кинетику процессов перемещения РФП в здоровых и больных органах.
3. Проведена разработка нескольких фантомов для моделирования и апробирования созданного прототипа гамма-локатора. Изучена возможность серийного производства гамма-локаторов различного назначения и маркетинговые исследования.
Необходимо также отметить, что подготовленный проект, направленный на создание портативного гамма-локатора для верификации локального (очагового) накопления РФП в региональных лимфатических коллекторах, получил грантовую поддержку от фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Некоторые исследовательские задачи магистерской работы и предварительные результаты были описаны в проекте РФФИ, которым был предоставлен молодежный грант № 16-38-00744.
Поставлены следующие задачи:
- Рассмотреть историю развития и методы радионуклидной диагностики, реализуемые при работе с гамма-локатором;
- Разработать прототип гамма-локатора (анализ существующих гамма-локаторов и параметров исследуемых объектов, разработка структуры прототипа с четким заданием его параметров, проектирование системы коллимирования и формирование технического задания для написания программного обеспечения и корпуса аппарата);
- Провести фантомные испытания прототипа гамма-локатора и анализ полученных результатов.
Основным результатом работы, проведенной в течение 2 лет специально созданным коллективом, является разработка прототипа гамма-локатора с набором коллиматоров и возможностью спектрометрических исследований для проведения локальной радионуклидной диагностики, в частности для верификации локального (очагового) накопления РФП в региональных лимфатических коллекторах.
Более частные задачи, решенные в рамках данной магистерской работы, были направлены на анализ современного состояния радионуклидной диагностики, используемой при оперативных вмешательствах сигнальных лимфоузлов. В ней также сравнены функциональные возможности, параметры и недостатки применяемых в медицинской практике в России и за рубежом гамма-локаторов, гамма-сканеров и гамма-зондов. На основании проведенного анализа были сформулированы требования к создаваемому прототипу гамма-локатора и предложена его структура. Отличительными особенностями разрабатываемого гамма-локатора должны были стать универсальность, возможность использования с различными коллиматорами цилиндрического и конического типа, наличие спектрометрического тракта, возможность его надстройки до многодатчиковой системы и применения в фармакокинетике РФП.
Частные результаты работы заключаются в следующем:
1. Проведены расчеты коллиматоров различных типов, подобраны их оптимальные размеры для исследования сигнальных лимфоузлов у пораженных молочных желез. В результате был отработан алгоритм, позволяющий подбирать и рассчитывать коллиматоры для различных гамма-локационных исследований.
2. Экспериментальное тестирование разработанного прототипа гамма-локатора показало, что он способен не только выявлять распределение РФП в конкретном органе, но и конкретизировать применяемые радиоизотопы и их пространственное распределение, исследовать кинетику процессов перемещения РФП в здоровых и больных органах.
3. Проведена разработка нескольких фантомов для моделирования и апробирования созданного прототипа гамма-локатора. Изучена возможность серийного производства гамма-локаторов различного назначения и маркетинговые исследования.
Необходимо также отметить, что подготовленный проект, направленный на создание портативного гамма-локатора для верификации локального (очагового) накопления РФП в региональных лимфатических коллекторах, получил грантовую поддержку от фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Некоторые исследовательские задачи магистерской работы и предварительные результаты были описаны в проекте РФФИ, которым был предоставлен молодежный грант № 16-38-00744.