Młody badacz udoskonala nowoczesną metodę diagnostyki nowotworów piersi

"Powstający nowotwór zapewnia sobie substancje odżywcze poprzez rozbudowę naczyń krwionośnych. Charakteryzuje się również dużo większym poziomem metabolizmu w stosunku do otaczających tkanek. W modelowaniu matematycznym przyjmuje się, że ciepło będące efektem zwiększonego metabolizmu jest kilkadziesiąt razy większe od otaczających tkanek - powoduje to wzrost temperatury na powierzchni nawet do 2 stopni Celsjusza, zależnie od budowy, głębokości i średnicy guza" - tłumaczy Moderhak.

Dodaje, że celem badania jest wykrycie zmian na powierzchni, spowodowanych tymi czynnikami. Przyznaje, że metoda staje się mniej efektywna w przypadku głęboko położonych guzów. Teoretycznie, stosując odpowiednio długi czas ochładzania, można starać się wykryć głębokie zmiany. Praktycznie jest to trudne w realizacji z kilku powodów.

"Siła pobudzenia (chłodzenia) ma tu dużo mniejsze znaczenie. Dodatkowo tkanka żywa jest obiektem nieliniowym i aktywnym termicznie w różnym stopniu, zależnie od badanej osoby, co sprawia dodatkowe problemy" - mówi naukowiec.

Jak wyjaśnia, im dłuższy czas, tym głębiej zimno dociera i pozwala wykryć coraz głębsze defekty. Aby zobrazować ten proces, podaje przykład odwrotny: potrawy smażonej na dużym ogniu, która - zanim ciepło wniknie do wewnątrz i ogrzeje mięso - przypali się. Natomiast jeśli zmniejszymy moc palnika i wydłużymy czas przygotowania, zapewnimy potrawie lepszą jakość. Prawdopodobnie obrazy parametryczne substancji po takim pobudzeniu byłyby również lepszej jakości.

Szeroka wiedza na ten temat jest zawarta w opisach Non Destructive Testing - nieniszczącego badania materiałów przemysłowych (kompozyty, laminaty, korozja, przemysł lotniczy i kosmiczny, wojsko) przy pomocy aktywnej termografii dynamicznej. Stosowane są tam różne techniki pobudzenia w zależności od materiału i szukanych defektów - od lamp halogenowych i powietrza przez ultradźwięki po prądy wirowe.

***

Mateusz Moderhak właśnie rozpoczął staż na Uniwersytecie Laval w Kanadzie. Pod kierunkiem prof. dra hab. inż. Antoniego Nowakowskiego pisze pracę pt. "Analiza algorytmów diagnostyki termicznej dla mammografii". Rozprawę chciałby obronić w ciągu dwóch lat.

Zakres jego badań to: obrazowanie 3D, modelowanie matematyczne i symulacje komputerowe, fizjologia człowieka, procesy termoregulacji, powstawanie nowotworów, akwizycja oraz przetwarzanie danych pomiarowych pod kątem analizy procesów przejściowych, aktywna termografia dynamiczna i tomografia termiczna.

Naukowca zaskoczyło duże zainteresowanie jego pracą ze strony przedsiębiorców. "Myślę, że gdy efekt końcowy będzie wiarygodny, można będzie podjąć poważne kroki w stronę współpracy z gospodarką. Badania kosmiczne, wojsko i medycyna mają największy budżet i priorytety we wszystkich cywilizowanych krajach" - stwierdza rozmówca PAP.

Moderhak jest jednym z laureatów pierwszej edycji projektu "InnoDoktorant - stypendia dla doktorantów", w ramach którego zarząd województwa pomorskiego przyznał 50 stypendiów w wysokości 30 tys. zł ze środków Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki na lata 2007-2013.

"Stypendium pozwoliło podreperować finanse, które przy kontynuacji studiów na najwyższym stopniu nie są duże. Potrzeby z czasem rosną; trzeba się utrzymać, a jednocześnie doskonalić swoje umiejętności i poszerzać wiedzę. Cieszę się, że zostałem laureatem InnoDoktoranta. Potraktowałem to jako docenienie mojej pracy. Dało mi to dodatkową motywację do działania" - mówi PAP stypendysta.