Jest takie powiedzenie, że polski pilot – jak trzeba – to i na drzwiach od stodoły poleci. W tym zachwycie nad ponadprzeciętnymi umiejętnościami naszych żołnierzy ukryte jest jednak drugie dno. Lotnik nie musiałby szybować na drzwiach od stodoły, gdyby miał do dyspozycji samolot. A tak się składa, że pod względem sprzętu – i to w różnych dziedzinach – wciąż nad Wisłą nie jest optymalnie.

Weźmy diagnostykę medyczną, gdzie ostatnim krzykiem mody są urządzenia hybrydowe, łączące w sobie funkcjonalność różnych technik, np. pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografem komputerowym lub rezonansem magnetycznym. Zaleta takich urządzeń jest oczywista: pacjent za jednym zamachem poddawany jest dwóm uzupełniającym się badaniom. Niestety, urządzeń hybrydowych w Polsce jest jak na (nomen omen) lekarstwo, więc specjaliści kierują pacjentów na badania jedno po drugim. I tutaj powstaje problem – jak dokładnie nałożyć na siebie zdjęcia uzyskane z różnych urządzeń?

Potrzebny jest punkt orientacyjny, dzięki któremu będzie można precyzyjnie określić: w tym miejscu w obu badaniach serce pacjenta jest tak samo ułożone. Dzięki temu będzie wiadomo, jak nałożyć na siebie zdjęcia – tłumaczy dr inż. Katarzyna Matusiak z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, autorka wynalazku, dzięki któremu taka kalibracja jest możliwa.

Sam wynalazek nazywa się multimodalnym fantomem serca, czyli modelem tego organu przeznaczonym do regulacji różnych urządzeń diagnostycznych. Przypomina średniej wielkości akwarium, jest wykonany z przezroczystego tworzywa sztucznego o gęstości podobnej do gęstości ludzkich tkanek (to ważne – materiał był dobierany pod takim kątem, aby jak najlepiej odwzorowywać struktury ciała pacjenta, a jednocześnie jak najmniej zakłócać proces kalibracji). Akwarium pełni rolę modelu klatki piersiowej, a najważniejszym jego elementem jest mocowane do ścianek serce z pleksi. Sztuczny organ jest tej samej wielkości co przeciętne ludzkie serce i tak samo jak ono jest nachylony pod kątem 45 stopni do płaszczyzny akwarium.

Model serca w fantomie nie musi wiernie odwzorowywać wszystkich struktur serca, ponieważ interesuje nas tak naprawdę jeden punkt: miejsce, w którym lewa komora łączy się z prawą. Wybraliśmy je, ponieważ nasze centralne organy układu krążenia różnią się w wielu detalach, ale położenie tego punktu pozostaje relatywnie niezmienne. Dlatego pełni ono funkcję markera, punktu orientacyjnego – tłumaczy dr Matusiak.

Fantomy od dawna wykorzystywane są do kalibracji urządzeń diagnostyki medycznej. Każdy tomograf wyposażony jest we własny zestaw, który wykorzystywany jest do zapewnienia poprawności działania aparatu. Nie istniał jednak do tej pory jeden fantom, który pozwalałby na kalibrację urządzeń różnego typu – a jest to bardzo przydatne, jeśli chcemy śledzić u pacjenta ten sam obszar za pomocą różnych metod diagnostycznych. Stąd krakowscy lekarze zwrócili się do naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej z prośbą o propozycję rozwiązania, które wypełniłoby tę lukę.

Problemów z precyzyjnym nakładaniem obrazów jest kilka. Pierwszy to ułożenie pacjenta – musimy mieć pewność, że w każdym urządzeniu będzie on spoczywał w tej samej pozycji. Drugi to odstęp czasu pomiędzy badaniami, a przecież ten może być spory i pacjent może w tym czasie się zmienić, np. przytyć lub schudnąć. Trzecia sprawa to fakt, że technicy medyczni obsługujący urządzenia wiedzą, jak ułożyć pacjenta, aby wynik badania był jak najlepszy – tyle że nam chodzi raczej o to, żeby on był jak najlepszy z punktu widzenia nałożenia na siebie dwóch obrazów diagnostycznych, a nie z punktu widzenia doświadczenia jednego ze specjalistów. W tym właśnie pomaga fantom, który wskazuje, w jakim sposób pacjent ma zostać ułożony – gdzie ma się znaleźć miejsce przyłączenia prawej komory do lewej – mówi dr Matusiak.

Ponieważ wynalazek powstał na zlecenie, nie będzie klasycznym „półkownikiem”, czyli czymś, co po opracowaniu trafi na półkę, bo nie jest potrzebne. Serce z pleksi nie tylko jest wykorzystywane w krakowskich szpitalach, ale również stanowi podstawę kilku prac naukowych. Multimodalny fantom serca nie jest pierwszym rozwiązaniem stworzonym przez dr Matusiak. Opracowała i opatentowała ona więcej fantomów – w tym dynamiczny fantom serca, w którym symulowany organ porusza się w trakcie badania.