Obrazowanie w medycynie z wykorzystaniem antymaterii: Paweł Moskal na TEDxKraków
-
0:01 - 0:05Panie i Panowie, jak wspomniał Paul,
-
0:05 - 0:09z zamiłowania i profesji jestem fizykiem.
-
0:10 - 0:13To szczęśliwy zbieg okoliczności.
-
0:13 - 0:18Jak stwierdził Demokryt,
-
0:18 - 0:19do czego się podłączę,
-
0:19 - 0:25wolałbym odkryć jedno prawo przyrody,
-
0:25 - 0:27niż zostać Królem Persji.
-
0:27 - 0:32Jestem pewien, że wiele praw
-
0:34 - 0:35czeka na odkrycie...
-
0:36 - 0:39Wszystko działa?
-
0:40 - 0:43Jest wiele zjawisk,
które mają miejsce nawet teraz, -
0:44 - 0:46ale ich nie rozpoznajemy.
-
0:46 - 0:52Mam na to dowód.
Mam na to dowód. -
0:52 - 0:56Gdy pracowałem przy tym akceleratorze,
-
0:57 - 1:01coś mnie zaskoczyło.
-
1:01 - 1:06Odwiedził mnie przyjaciel...
-
1:06 - 1:08(Podwójny sygnał telefonu)
-
1:08 - 1:10To właśnie usłyszałem, a on poprosił,
-
1:10 - 1:14żebym odebrał,
bo to połączenie zewnętrzne. -
1:16 - 1:21Zrobiłem, jak prosił i okazało się,
-
1:21 - 1:24że miał rację.
-
1:24 - 1:27Kiedy spytałem, skąd to wiedział,
-
1:27 - 1:29wyjaśnienie brzmiało tak:
-
1:29 - 1:33To połączenie zewnętrzne...
(Dwukrotny dzwonek telefonu) -
1:33 - 1:36To połączenie wewnętrzne.
(Pojedynczy dzwonek telefonu) -
1:36 - 1:38(Śmiech)
-
1:38 - 1:41Wielu z was pracuje w instytucjach
-
1:41 - 1:43i pewnie to wiecie.
-
1:44 - 1:47Mimo wielu lat tam przepracowanych,
-
1:47 - 1:50nigdy tego nie zauważyłem.
-
1:50 - 1:52(Śmiech)
-
1:52 - 2:00Nauczyło mnie to pokory.
-
2:00 - 2:02To bolesna lekcja dla naukowca,
-
2:02 - 2:08którego ambicją jest odkrywanie
rzeczy większej wagi. -
2:08 - 2:09(Śmiech)
-
2:09 - 2:11Więc... (Śmiech)
-
2:11 - 2:16Dało mi to też nadzieję,
że mam szansę coś odkryć... -
2:16 - 2:18(Śmiech)
-
2:18 - 2:19Coś, czego jeszcze nie zauważyłem.
-
2:19 - 2:22Przedstawię wam opowieść
-
2:22 - 2:24trochę bardziej dla mnie pomyślną,
-
2:24 - 2:31o molekularnym obrazowaniu ciała
przy użyciu antymaterii. -
2:32 - 2:34Co przez to rozumiem?
-
2:34 - 2:38Opowiem wam o tym wynalazku.
-
2:38 - 2:40To cylindryczne urządzenie,
-
2:40 - 2:46w które można będzie zmieścić człowieka.
-
2:46 - 2:52Będzie ono umożliwiać tworzenie
obrazów tomograficznych, -
2:52 - 2:57nieinwazyjnych zdjęć ludzkiego ciała.
-
2:58 - 3:05Alternatywnym tytułem mojej prezentacji
mogłoby być zdanie: -
3:05 - 3:07"Jak odkryłem bęben na nowo".
-
3:08 - 3:10Po tym jak się pośmialiście,
-
3:10 - 3:14kiedy Charles Crawford
przedstawiał równania, -
3:15 - 3:17czuję się zobowiązany dać wykład,
-
3:17 - 3:21zanim przejdziemy dalej,
-
3:22 - 3:25na temat fizyki molekularnej, jądrowej,
-
3:26 - 3:28kończąc na cząstkach elementarnych.
-
3:28 - 3:32I tyle wystarczy
do zrozumienia reszty prelekcji. -
3:32 - 3:33(Śmiech)
-
3:33 - 3:35Ale... (Śmiech)
-
3:35 - 3:39Widzę wśród publiczności
znajomych z instytutu, -
3:39 - 3:42młodszych, którzy już byli
na takich wykładach. -
3:43 - 3:48Ale ja przeprowadzę go na własny sposób,
-
3:48 - 3:51chce zacząć...
-
3:51 - 3:54Muszę odwrócić to w tę stronę.
-
3:54 - 3:59To krzak z mojego ogrodu.
-
3:59 - 4:02Jeśli ktoś ma duszę naukowca,
zajrzy do niego -
4:02 - 4:05i zauważy mnóstwo owoców.
-
4:06 - 4:10Można też pójść dalej.
-
4:10 - 4:12Przeskoczmy do fizyki molekularnej.
-
4:13 - 4:15Te owoce są zrobione z cząsteczek,
-
4:15 - 4:17a cząsteczki z atomów.
-
4:18 - 4:19(Śmiech)
-
4:19 - 4:20(Brawa)
-
4:20 - 4:23Tak więc... (Brawa)
-
4:23 - 4:27Jesteśmy już na poziomie fizyki atomowej.
-
4:27 - 4:30(Śmiech)
-
4:30 - 4:33Trzeba zdać sobie sprawę,
-
4:33 - 4:36to bardzo ważne dla zrozumienia...
-
4:36 - 4:38To nie jest w odpowiedniej skali.
-
4:38 - 4:40(Śmiech)
-
4:40 - 4:41Nie da się zachować skali,
-
4:41 - 4:46bo jądro atomowe jest dużo mniejsze,
-
4:46 - 4:48w stosunku do całego atomu.
-
4:48 - 4:51Dlatego niektóre cząstki
-
4:51 - 4:55mogą przepływać przez ludzkie ciało,
materię, -
4:55 - 4:57jeśli mają wystarczającą energię.
-
4:57 - 5:01Teraz przejdziemy do fizyki jądrowej.
-
5:01 - 5:02To jest jądro atomowe.
-
5:02 - 5:06Teraz fizyka cząstek elementarnych.
-
5:06 - 5:08Kwarki tworzą jądro atomowe.
-
5:08 - 5:12Przejdźmy teraz do antymaterii,
-
5:12 - 5:14już dochodzimy do sedna.
-
5:15 - 5:18Są kwarki i antykwarki.
-
5:18 - 5:23Właśnie je badam codziennie.
-
5:23 - 5:26To są mezony, co nie jest istotne,
-
5:26 - 5:28ale chciałem o tym wspomnieć.
-
5:29 - 5:30(Śmiech)
-
5:30 - 5:34Mezony są zbudowane
z materii i antymaterii. -
5:35 - 5:37Dlatego istnieją tylko przez chwilę.
-
5:37 - 5:40Kiedy kwark i antykwark zderzają się,
-
5:40 - 5:43znikają, zmieniając się w energię.
-
5:44 - 5:47Można to wykorzystać w obrazowaniu.
-
5:47 - 5:50Ale mezon nie wytrzyma długo
w laboratorium, -
5:50 - 5:56żyje tak krótko, że nie warto wspominać.
-
5:56 - 5:59Ale mamy też inne źródło antymaterii
-
6:00 - 6:01dostępne w laboratoriach,
-
6:01 - 6:04a przynajmniej w większości z nich.
-
6:05 - 6:07To izotopy,
-
6:08 - 6:14substancji takich jak fluor czy tlen,
-
6:14 - 6:16które przy rozpadzie
emitują promieniowanie. -
6:16 - 6:18To wiemy wszyscy.
-
6:18 - 6:21Ale jeden z typów promieniowania
jest wyjątkowy. -
6:21 - 6:25Z typów alfa, beta i gamma,
-
6:25 - 6:29promieniowanie beta
jest najbardziej tajemnicze. -
6:29 - 6:30Zaraz wytłumaczę.
-
6:30 - 6:38Jeden z neutronów w jądrze atomowym
rozpada się, jak pokazano. -
6:39 - 6:45Wróćmy teraz do antyelektronu, to e+.
-
6:45 - 6:47To nie elektron, ale antyelektron.
-
6:47 - 6:49Elektron miałby minus.
-
6:50 - 6:51To antyelektron.
-
6:52 - 6:57Ta cząstka w przypadku
dotknięcia elektronu -
6:57 - 7:02anihilowałoby, wytwarzając energię.
-
7:02 - 7:06Na świecie już się to wykorzystuje.
-
7:07 - 7:09Wystarczy trochę oszukać,
-
7:09 - 7:11stworzyć radioaktywny cukier
-
7:11 - 7:13zamiast zwykłego.
-
7:13 - 7:19Radioaktywny cukier
zawiera na przykład fluor, -
7:19 - 7:21ale nie taki typowy,
-
7:21 - 7:24tylko radioaktywny,
-
7:24 - 7:26który emituje pozytrony,
-
7:26 - 7:27czyli te antyelektrony.
-
7:28 - 7:30Można podać go pacjentom,
-
7:31 - 7:32jak widać na obrazku.
-
7:32 - 7:36Wszystkie procesy zachodzące w organizmie
-
7:36 - 7:39są takie, jak przy zwykłym cukrze,
-
7:40 - 7:43ale można odebrać sygnał z wnętrza ciała,
-
7:43 - 7:46powstający przy rozpadzie.
-
7:47 - 7:49Zobaczcie.
-
7:49 - 7:51Gdy zachodzi proces rozpadu,
-
7:51 - 7:54mamy antyelektron.
-
7:54 - 7:56Kiedy dotyka elektronu...
-
7:56 - 8:00Składamy się przede wszystkim
z elektronów i jąder atomowych. -
8:00 - 8:06Jeśli antyelektron dotknie elektronu,
to anihiluje. -
8:06 - 8:08A dwa fotony,
-
8:08 - 8:09dwa kwanty gamma,
-
8:09 - 8:13unoszą się w rzędzie, z dala od siebie.
-
8:13 - 8:18Mają wystarczająco wysoką energię,
żeby przenikać przez atomy. -
8:18 - 8:20Przenikają przez ciało.
-
8:21 - 8:26Zbliżamy się do wyjaśnienia.
-
8:26 - 8:27Jeśli mamy pozytron,
-
8:27 - 8:29jest emisja energii,
-
8:29 - 8:30więc dzięki czujnikom
-
8:30 - 8:34mamy Emisyjną Tomografię Pozytronową.
-
8:34 - 8:37Wystarczy rozmieścić wokół ciała czujniki,
-
8:37 - 8:41które są w stanie wychwycić kwanty gamma.
-
8:41 - 8:46Można zrobić zdjęcie wnętrza ciała,
-
8:46 - 8:49albo zbudować obraz
-
8:49 - 8:55rozmieszczenia cukru w organizmie.
-
8:55 - 8:58Ale jak to zrobić?
-
8:59 - 9:01Dam wam przykład.
-
9:01 - 9:04Załóżmy, że cały cukier
-
9:05 - 9:07został wchłonięty
w jednym miejscu w mózgu. -
9:08 - 9:12Załóżmy, ze ktoś ma guz,
-
9:12 - 9:15a cukier wchłonął się tylko tam.
-
9:15 - 9:19Łatwo wyobrazić sobie, jak zobrazować
-
9:20 - 9:21mózg czy ten konkretny punkt.
-
9:21 - 9:23Bo to, co mierzymy... (Odgłos migawki)
-
9:23 - 9:29Niebieskie prostokąty to czujniki.
-
9:29 - 9:31Coś, co rejestruje.
-
9:31 - 9:33To żarówka.
-
9:33 - 9:37Gdy przepływa prąd, pali się światło.
-
9:37 - 9:40Przy sensorach widać przepływ prądu.
-
9:40 - 9:42Powiedzmy, że to "antyżarówka".
-
9:42 - 9:45Co się dzieje?
-
9:47 - 9:48Gdy podajemy cukier,
-
9:48 - 9:50on gdzieś się rozpada.
-
9:50 - 9:53W tym wypadku tutaj.
-
9:54 - 9:56Mierzyliśmy sygnały tu i tu.
-
9:56 - 9:57Widać tu sporo kabli.
-
9:57 - 9:59Sygnał odebraliśmy tu i tu.
-
9:59 - 10:02Wystarczy połączyć je prostą.
-
10:03 - 10:07Nie wiedzieliśmy,
gdzie na niej jest cukier. -
10:07 - 10:10Rozpada się w różnych kierunkach.
(Odgłos migawki) -
10:10 - 10:14Dwie proste dadzą nam punkt przecięcia.
(Odgłos migawki) -
10:15 - 10:17Łatwo teraz zrozumieć,
-
10:17 - 10:20jak można stworzyć obraz całego ciała.
-
10:20 - 10:23No może nie tak łatwo, ale...
-
10:23 - 10:24(Śmiech)
-
10:25 - 10:27Ale można to sobie wyobrazić.
-
10:29 - 10:32Tak to wygląda.
-
10:32 - 10:34Wkłada się ich do plastikowego pojemnika,
-
10:34 - 10:39na ekranie widać zdjęcie mózgu.
-
10:40 - 10:43Teraz stajemy przed problemem,
-
10:43 - 10:44albo przed wyzwaniem.
-
10:45 - 10:47Te urządzenia są bardzo kosztowne.
-
10:47 - 10:5120 mln złotych za jedno.
-
10:51 - 10:53W Polsce istnieje tylko kilka.
-
10:55 - 10:56Są krótkie,
-
10:56 - 11:01więc nie można zrobić
zdjęcia całego ciała. -
11:01 - 11:07Jak widać na obrazku,
pacjenta otaczają krótkie pierścienie. -
11:08 - 11:11Jest jeszcze jeden problem.
-
11:11 - 11:17Jak zwiększyć ostrość obrazu?
-
11:17 - 11:22Spójrzcie na to zdjęcie.
-
11:23 - 11:30Chcę go użyć, żeby wyjaśnić problem
rozmycia obrazu. -
11:30 - 11:34Jeśli antyelektron i elektron zderzą się,
-
11:34 - 11:37mamy dwa fotony,
-
11:37 - 11:40kwanty gamma, które oddziałują tutaj.
-
11:41 - 11:42Ale nie wiemy tego.
-
11:42 - 11:46Wiemy tylko, że to było
w pobliżu czujnika. -
11:46 - 11:49Bo mamy tutaj kabel i sygnał z czujnika.
-
11:50 - 11:51Przepraszam.
-
11:52 - 11:54(Odgłos migawki)
-
11:55 - 11:56Wybaczcie.
-
11:57 - 11:59Teraz możemy wykreślić prostą,
-
12:00 - 12:03wychodzącą ze środka czujnika.
-
12:03 - 12:05Popełnilibyśmy błąd.
-
12:05 - 12:09Bo wiemy, że prosta powinna być tutaj,
-
12:09 - 12:11ale my odtwarzamy tą linię.
-
12:11 - 12:14To właśnie powoduje rozmycie.
-
12:15 - 12:19Istnieje prosty sposób, by temu zaradzić.
-
12:19 - 12:23Można zmniejszyć czujniki,
-
12:23 - 12:26ale to zwiększa koszt,
-
12:26 - 12:29bo potrzeba ich więcej.
-
12:30 - 12:37Miałem pomysł, by zamiast tego
-
12:37 - 12:39zrobić coś innego.
-
12:39 - 12:43Zamiast małych kawałków
użyjmy dużej bryły. -
12:43 - 12:48Będziemy wyciągali wnioski
na podstawie tego, -
12:48 - 12:52jak promieniowanie gamma
podgrzewa czujnik. -
12:53 - 13:00Pomysł na bezpośredni transfer
-
13:00 - 13:04z użytych detektorów
-
13:04 - 13:09badałem od 15 lat.
-
13:10 - 13:14Tymi czujnikami badaliśmy mezony.
-
13:14 - 13:15Mierzyliśmy...
-
13:15 - 13:17To część akceleratora.
-
13:17 - 13:19Mierzyliśmy, ile zajmuje cząstkom
-
13:19 - 13:22przebycie tej odległości.
-
13:22 - 13:24To nanosekundy.
-
13:25 - 13:26Ale spójrzcie.
-
13:26 - 13:32To są pasma plastiku, które pozwoliły
-
13:32 - 13:34na pomiar cząstek.
-
13:35 - 13:38Można to tak wyznaczyć.
-
13:38 - 13:41Jeśli coś uderzy w pasmo plastiku,
-
13:41 - 13:44cząstka, kwant gamma,
-
13:44 - 13:46a tam jest światło,
-
13:46 - 13:47jeśli uderzy pośrodku,
-
13:47 - 13:49to czas od sygnału świetlnego
-
13:49 - 13:52do tej żarówki jest taki sam.
-
13:53 - 13:54Jeśli to jest bliżej...
-
13:56 - 14:00PM to nie moje inicjały,
a skrót terminu "fotopowielacz". -
14:00 - 14:01(Śmiech)
-
14:01 - 14:05Gdy są bliżej, ten czas jest krótszy,
a ten dłuższy. -
14:06 - 14:07Różnica czasów pokazuje,
-
14:08 - 14:12kiedy kwant gamma
uderzył w detektor. Proste. -
14:12 - 14:16Używa się tego w eksperymentach
-
14:16 - 14:18z fizyki jądrowej i cząstek elementarnych.
-
14:18 - 14:23Teraz trzeba było tylko
-
14:23 - 14:26zbudować z tego tomograf.
-
14:26 - 14:31Teraz znowu trzeba
"wynaleźć na nowo koło", -
14:31 - 14:38czyli przekształcić
ścianę pasm plastiku w bęben. -
14:39 - 14:44Mając te pasma,
można zamontować tu żarówkę, -
14:44 - 14:48żeby określić czas, kierunek
i miejsce uderzenia kwantu gamma. -
14:49 - 14:52Tutaj umieszcza się pacjenta.
-
14:53 - 14:56Liczba fotopowielaczy, tych żarówek,
-
14:57 - 14:59nie wzrasta wraz z rozmiarami urządzenia.
-
14:59 - 15:02Może mieć dowolną wielkość.
-
15:02 - 15:07Można zrobić wiele takich bębnów.
-
15:07 - 15:12Można też zwiększyć prawdopodobieństwo
-
15:12 - 15:16wykrycia kwantów gamma.
-
15:18 - 15:22Chcemy urzeczywistnić marzenie
-
15:22 - 15:28o tomografie wykonującym
molekularne obrazowanie -
15:28 - 15:31całego ludzkiego ciała.
-
15:31 - 15:32Teraz wszystko jasne.
-
15:33 - 15:34Ale...
-
15:35 - 15:35(Dzwonek)
-
15:36 - 15:37Co z tym?
-
15:38 - 15:39(Dwukrotny dzwonek telefonu)
-
15:39 - 15:42Możecie wierzyć, lub nie.
-
15:42 - 15:44Zaprojektowałem taki bęben
-
15:44 - 15:48z czujnika, który widzieliście.
-
15:49 - 15:53Ale odkryłem, że laboratorium,
z którym współpracuję, -
15:53 - 15:56które już go posiada.
-
15:56 - 15:58Jeden jest we Włoszech.
-
15:58 - 16:01Ma 4 metry,
zrobiony jest ze scyntylatorów, -
16:01 - 16:03przeprowadzamy tam eksperymenty.
-
16:03 - 16:07Przygotowując tą prelekcję...
-
16:07 - 16:09Znów to samo. (Pojedynczy sygnał)
-
16:12 - 16:15Zauważyłem, że pracuję nad urządzeniem,
-
16:15 - 16:19które miało bęben
zrobiony ze scyntylatora. -
16:20 - 16:22Przegotowuję następny eksperyment,
-
16:22 - 16:26który też wykorzystuje
bęben ze scyntylatora. -
16:27 - 16:31Widać, jakie one są duże.
-
16:31 - 16:34Można się w nich przejść.
-
16:35 - 16:39Stworzenie takiego tomografu jest możliwe,
-
16:39 - 16:42dzięki technologiom
używanym w fizyce jądrowej -
16:42 - 16:44i fizyce cząstek elementarnych.
-
16:44 - 16:48Mam nadzieję, że jak mówił Rafał,
-
16:48 - 16:50ktoś mądry weźmie to na poważnie
-
16:50 - 16:55i stworzy taki tomograf
-
16:55 - 16:58dzięki wsparciu ludzi
wystarczająco bogatych, -
16:58 - 17:00by użyć tych żarówek, itp.
-
17:00 - 17:06Ale jednocześnie my właśnie to
staramy się osiągnąć w Krakowie. -
17:06 - 17:07Tak więc...
-
17:08 - 17:10(Dwukrotny dzwonek telefonu)
-
17:10 - 17:15To oznacza koniec mojej prelekcji.
Dziękuję bardzo. -
17:15 - 17:18(Brawa)
- Title:
- Obrazowanie w medycynie z wykorzystaniem antymaterii: Paweł Moskal na TEDxKraków
- Description:
-
Paweł Moskal mówi o swoich badaniach, które mają za cel stworzenie narzędzi do obrazowania całego ciała w wysokiej rozdzielczości na potrzeby medycyny, które byłyby zarazem tańszym rozwiązaniem dla krajów rozwijających się niż technologie stosowane obecnie.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDxTalks
- Duration:
- 17:19
TED Translators admin edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
TED Translators admin approved Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
TED Translators admin accepted Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
TED Translators admin edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
Krystian Aparta edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
Krystian Aparta edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
Krystian Aparta edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków | ||
Krystian Aparta edited Polish subtitles for Medical imaging with anti-matter - Paweł Moskal at TEDxKraków |