Student World

Lidé nevidí v rentgenové části spektra. Toto omezení našich smyslů způsobuje problém např. v medicíně, kdy lékař při použití rentgenu nebo mamografu netuší, jak přesně záření proniká do těla pacienta, zda má správný směr, není-li někde překročena bezpečná dávka atd. Zejména při onkologické léčbě silnými dávkami tvrdého (gama) záření by lékař rozhodně potřeboval mít nějakou vizualizaci rozložení záření přímo on-line a podle toho přizpůsobovat zákrok, tj. zaměřit paprsek přímo na nádor nebo upravit dávkování.

Pomoci by zde mohlo Čerenkovovo záření. Jedná se o efekt, který provází překročení rychlosti světla v určitém prostředí (nepřekročitelná je rychlost světla ve vakuu, nikoliv v konkrétním médiu). Nabité částice pohybující se špatně vodivým prostředím rychleji než světlo vyvolávají typicky namodralé až modrozelené světélkování. Čerenkovovo záření lze použít třeba k vizualizaci procesů v jaderných reaktorech, využívá se při detekci neutrin.

Vědci z Thayer School of Engineering v Dartmouthu dokázali pomocí Čerenkovova záření a upravené kamery nejprve sledovat vysokoenergetické paprsky procházející vodou. Kamera byla nastavena na režim nočního vidění. Následně experimentovali i s figurínou lidského těla a na Geisel School of Medicine pak stejnou metodu použili při radiační léčbě psa – šlo o nádor v ústní dutině. Ukázalo se, že tým provádějící operaci může skutečně „vidět“ potřebné informace o záření v reálném čase. Loni se pak stejný postup uplatnil i při ozařování ženy trpící rakovinou prsu. Zde se díky tomu zjistilo, že jedno místo v podpaždí dostává hodně vysokou dávku, a směr paprsku bylo proto upraven.

Oba případy, tedy boj s nádorem v prsu i v ústní dutině, usnadňují uplatnění nové metody mj. i proto, že zákrok se odehrává u povrchu těla. Lze ale dohlédnout i hlouběji – týmu se údajně na základě vyzařování namodralého světla z pokožky podařilo takto vizualizovat i strukturu měkkých tkání a cév pod povrchem. Jako možné vylepšení se navrhuje především nějaký integrovaný systém, který by na základě získávaných dat upravoval postup ozařování automaticky.

Výsledky byly publikovány v Journal of Biomedical Optics.

Zdroj: Phys.org

Poznámka:
Z původního textu není jasné, zda detekce Čerenkovova záření vyžaduje při zákroku nějaké zatemnění (zmínka o kameře nastavené na noční vidění).
Fyzikální podstata poněkud nejasná, protože se nedetekuje samotné tvrdé záření (zřejmě vytváří nadsvětelně rychle se pohybující elektrony?).

autor Pavel Houser