• Sugárterápiás izotópok követése az emberi szervezetben (Trace-IT)

Sátor Bence
Bugár Zsóka

Magyar Tanítási Nyelvű Magángimnázium, Dunaszerdahely

Konzulensek:
Ollé Hajnalka
Dr. Ujvári Balázs

Sugárterápiás izotópok követése az emberi szervezetben (Trace-IT)

Zsóka és Bence innovációs projektje keretén belül olyan műszer kidolgozásával foglalkozott, mely megkönnyíti az orvosok munkáját. Az injektált jódterápia során alkalmazott sugárzó anyag befecskendezése egyébként is stresszes helyzet mind a beteg, mind pedig az egészségügyi dolgozók számára. Ezt leegyszerűsítendő, egy olyan eszközt terveztek, mely könnyen használható, így csökkentve a terápia során kialakult stresszt és az esetleges komplikációk kialakulását. Ha megfelelő mennyiségben az emberi testre csatoljuk, akkor egy tájékoztató jellegű emberalak ábrázolással szemléletesen megjeleníthető a szervezetben szétterjedő radioaktív sugárzás hozzá-vetőleges mennyisége.
Ennek megvalósítására a pályázók a szcintillációs detektor jól kidolgozott, sokat tesztelt technikáját választották. A megoldásban a Debreceni Egyetem Adat és Vizualizációs Tanszéken dolgozó kutatók nyújtottak segítséget. A detektor elkészítéséhez szcintillációs tömböket hasz-náltak, szem előtt tartva a praktikusság és egyszerű használhatóság igényét. Éppen ezért meg kellett keresni a megfelelő középutat, mely a mérés eredményét nagymértékben nem befolyá-solja, mégis elég kicsi ahhoz, hogy könnyen alkalmazható maradjon.
A pályázók mielőtt valódi szcintillátorral dolgoztak volna, a felületek csiszolásának fortélyait egy egyszerű plexi lapon tesztelték, gyakoroltak. Különböző durvaságú csiszolópapírokat alkalmaz-va fokozatosan egyre simább felületeket sikerült elérniük, de az igazán lényeges eredményt a vizes csiszolás hozta meg. Ezzel sikerült kiküszöbölni az opálos hatást, mely a detektor működését is befolyásolja. Az igazi szcintillátor tömbök méretre szabását a Debreceni Egyetemen végezték, majd a felületek csiszolását is itt oldották meg. A megfelelően lecsiszolt szcintillátor hasábokat teljesen fényzáróvá tették. Erre azért van szükség, hogy a napból érkező fotonokat kizárják. Így észlelhetővé válik a radioaktív sugárzás hatására Compton-effektus következtében keletkező néhány foton. A fotonok érzékelését/kiolvasását egy SiPM chip végezte. A jelfeldolgozáshoz használt elektronikai megoldásokat az egyetem kutatói biztosították. A detektor prototípusát úgy állították össze, hogy a két egymással szemben álló szcintillációs tömb állítható távolságra legyen egymástól (sínen csúsztatható), ezzel azt biztosították, hogy különböző méretű „testrészek” is tesztelhetők legyenek. Miután megbizonyosodtak róla, hogy a detektoruk jól működik, szerették volna tesztelni azt, hogy az emberi test szövetei milyen mértékben árnyékolják a radioaktív sugárzást. Próbáltak egy olyan megoldást találni, mely egyszerűen kivitelezhető, mégis valamelyest hasonlít egy emberi karra. Egy műanyag palackot megtöltöttek vízzel, arra gondolva, hogy az emberi szervezet 60-70%-a víz (testzsír-százaléktól függően), a palack közepébe infúziós csövet vezettek, ezzel a kézben futó eret helyettesítve, majd ebbe uránsó oldatot fecskendeztek. A teszt során jelentős árnyékolás történt, de az oldat áthaladása megfigyelhető a detektorok beütésszámának adatsorában.
Végezetül Zsókáék egy olyan karpántot terveztek, mely tépőzár segítségével könnyen felcsatolható, elfér rajta a két szcintillációs detektor, és a hozzá tartozó elektronika is. Mindez megoldható bokára, térdre, combra, esetleg a törzs különböző részeire. Az adatok továbbítását bluetooth-al oldanák meg, ezek megjelenítését egy színkóddal ellátott emberalakon ábrázolva rögtön láthatóvá tenné az orvos számára, hogy rendben folyik-e a kezelés.