Ученые разработали способ извлекать данные из гамма-излучения, недоступного обычным детекторам во время ПЭТ-сканирования.
Это открытие даст возможность проводить диагностические процедуры более точно и безопаснее для пациентов.
Позитронно-эмиссионная томография – эффективный способ диагностики рака, а также важный инструмент для выявления болезни Альцгеймера. наблюдатьИзучают работу органов и тканей с помощью слежения за заранее введенным радиоактивным веществом.
Клетки, например раковые, потребляют больше глюкозы и ярче отображаются на ПЭТ-скане.
Метод основан на том, что радиоактивный материал испускает частицы-позитроны, которые аннигилируют с электронами в организме, выделяя гамма-излучение. Оно регистрируется датчиками ПЭТ-сканера, по которым создаётся трехмерная картина исследуемой области организма. Опухоли генерируют больше гамма-частиц, чем здоровые ткани.
Обнаружение гамма-частиц затруднено их рассеянием и потерей энергии до попадания в детектор, что приводит к «мусорным» рассеянным событиям. Исследователи из Йоркского университета намерены использовать эти рассеянные сигналы с помощью квантовой физики для повышения точности ПЭТ-сканирования.
Квантовая запутанность — это явление, при котором частицы связаны так, что состояние одной мгновенно влияет на состояние другой, не зависимо от расстояния. Ученые научились создавать гамма-частицы в состоянии квантовой запутанности. Исследование показало, что квантовая запутанность сохраняется в процессе рассеяния гамма-частиц.
Этот результат открывает возможности для применения искусственного интеллекта и машинного обучения в анализе данных, образующихся при подобных событиях. позволитПолучение большей информации из одного томографического исследования может способствовать созданию более точных диагностических приборов и сократить облучение пациентов.
Надёжность квантовой связи между фотонами ПЭТ стала неожиданностью. Понимание квантовой запутанности на более глубоком уровне открывает реальную возможность применения квантовой информации в ПЭТ-сканировании, — сказал руководитель проекта профессор Дэниел Уоттс. Daniel WattsПрезидент кафедры адронной и ядерной физики Йоркского университета из Великобритании.
Новое исследование, посвященное квантовой запутанности, может существенно… улучшитьСпособы выявления болезней, например, рака и болезни Альцгеймера.
Научная работа опубликована в журнале Physical Review Letters.