Prof. Ewa Stępień wspólnie ze szwajcarskim zespołem pod przewodnictwem prof. Kuangyu Shi z Uniwersytetu Berneńskiego w Szwajcarii, przeprowadzi wieloaspektowe badania dotyczące obrazowania PET o wysokiej przepustowości z wykorzystaniem sygnałów wielofotonowych na tomografie PET o długim polu widzenia przy użyciu sztucznej inteligencji wspomaganej fizyką.
Narodowe Centrum Nauki przedstawiło listę polskich laureatów OPUS 24+LAP, którzy zrealizują dwustronne międzynarodowe projekty badawcze we współpracy z naukowcami ze Szwajcarii. Budżet pięciu zwycięskich projektów to niemal 9,2 mln zł. Projekt prof. Ewy Stępień jest jednym z dwóch projektów realizowanych w grupie nauk o życiu (NZ).
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) jest szeroko stosowaną metodą obrazowania molekularnego, jednak ze względu na ograniczenia metodologiczne (ograniczony dostęp do radioizotopów) oraz sprzętowe, dotychczas nie było możliwości wykonywania dodatkowych pomiarów fizjologicznych w praktyce klinicznej. W ostatnim czasie nastąpił rozwój detektorów PET i zwiększenie ich możliwości pomiarowych.
Projekt, w którym będzie uczestniczyła prof. Ewa Stępień, skupi się na obrazowaniu raka prostaty przy użyciu radiofarmaceutyku 68Ga-PSMA. W praktyce klinicznej diagnostyka obrazowa raka prostaty opiera się głównie na ocenie rozmieszczenia 68Ga-PSMA u pacjenta. W celu rozwoju metodologicznego, przy okazji klinicznego obrazowania PET za pomocą skanera PET o długoosiowym polu widzenia (LAFOV PET), w projekcie zostanie weryfikowana koncepcja obrazowania pozytonium. Pomiary sygnału wielofotonowego konieczne do obrazowania pozytonium zostaną wykonane na skanerze LAFOV PET w Szpitalu Uniwersyteckim w Bernie, który jako pierwszy w Europie zainstalował i wykorzystuje tego typu urządzenie do badań. Akwizycja, rekonstrukcja i korekcja sygnału obrazowania zostaną zoptymalizowane w oparciu o symulację Monte-Carlo i pomiary fantomowe. Rozwijane będą 2 metody głębokiego uczenia oparte na fizyce, w tym "transfer domen" i głębokie sieci neuronowe.
Pierwsze pomiary wykonywane w Zakładzie Medycyny Nuklearnej Szpitala Uniwersyteckiego w Bern w Szwajcarii; Kierownik Zakładu prof. n. med. Axel Rominger; 27 luty 2023
Od lewej strony: prof. Kuangyu Shi (kierownik projektu OPUS 24+LAP, po stronie szwajcarskiej), mgr Szymon Parzych, dr William Steinberger, stud. Gabriela Łapkiewicz, dr Lorenzo Mercolli, dr Szymon Parzych, prof. Axel Rominger (kierownik Zakładu Medycyny Nuklearnej); prof. Ewa Stępień (kierownik projektu OPUS 24+LAP, po stronie polskiej); prof. Paweł Moskal (kierownik grupy J-PET); dr Hasan Sari
Efektem badań będzie m.in. opracowanie protokołu akwizycji obrazowania wielofotonowego na klinicznych skanerach LAFOV PET, stworzenie solidnej i godnej zaufania metody głębokiego uczenia się (AI) opartej na fizyce, w celu skutecznej rekonstrukcji i kwantyfikacji obrazowania pozytonium, a także osiągnięcie pierwszego klinicznego obrazowania pozytonium raka gruczołu krokowego. Ponadto uzyskana zostanie dogłębna wiedza na temat patofizjologii leżącej u podstaw obrazowania pozytonium in vivo.
Projekt prof. Ewy Stępień otrzymał najwyższe finansowanie w wysokości prawie 3,2 mln zł.
Od lewej: Hasan Sari, Will Steiberger, Gabriala Łapkiewicz, Kuangyu Shi, Albert Einstein, Ewa Stępień, Paweł Moskal, Szymon Niedźwiecki, Szymon Parzych