Tomografia komputerowa kojarzy się powszechnie z medycyną. Wiemy, że można za jej pomocą zobrazować na przykład jamę brzuszną albo klatkę piersiową i znaleźć nietypowe, chorobliwe struktury. Ale czy wiecie, że tomografem bada się też przeróżne przedmioty? Cel jest taki sam. – Pozwala nam to narzędzie badać budowę wewnętrzną różnych obiektów bez ich niszczenia – tłumaczy mój dzisiejszy gość, dr hab. inż. Jacek Tarasiuk, profesor Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej. Laboratorium pod jego kierownictwem służy innym naukowcom supermocą promieniowania X: zaglądaniem do środka badanego obiektu.

 

Przypomnijmy na początek, jak działa tomografia. Opiera się na promieniowaniu rentgenowskim, czyli naświetlaniu krótkimi falami rentgenowskimi. Niektóre materiały i struktury przepuszczają takie fale, a inne, wychwytują je i pochłaniają. –  Z grubsza można powiedzieć, że im materiał jest bardziej gęsty, tym silniej wychwytuje promieniowanie rentgenowskie – wyjaśnia prof. Tarasiuk. Stąd wyraźniejszy obraz kości na zdjęciach rentgenowskich. Tomografia to połączenie bardzo wielu zdjęć rentgenowskich, wykonanych z różnych stron, i matematyki. Komputer dokonuje obliczeń na podstawie zdjęć i przedstawia trójwymiarowy model badanego obiektu.

 

Tomograf laikowi wiele nie powie, ale doskonale obrazuje gęstość i strukturę wewnętrzną materiałów, więc fachowe oko wie, czego szukać. Opisane w odcinku badania nanotomografem pomagają naukowcom z przeróżnych dziedzin: archeologom, biologom, paleontologom, kryminologom, inżynierom materiałowym, farmaceutom. Wymieniać można naprawdę długo. – My się nie znamy merytorycznie na tym, co oni chcą zbadać, ale wnosimy możliwość zobrazowania czegoś i przeprowadzenia analiz – opowiada fizyk. Do tomografu można włożyć na przykład znalezioną kość mamuta z ciemniejszą plamką i odkryć, że to szczątki grotu z epoki lodowcowej, nie uszkadzając przy tym samej kości. Można zbadać znalezisko archeologiczne i dowiedzieć się, jak wygląda od środka i czy na przykład tym środkiem nie jest mumia gołębia. A można też zbadać ząb lub malutką kostkę z ucha, żeby móc stworzyć dokładny model i na nim prowadzić badania. Zastosowania ogranicza tylko fantazja… i rozmiary – do tomografu prof. Tarasiuka nie zmieści się obiekt większy niż kilogram cukru.

W odcinku usłyszycie mnóstwo fascynujących historii z laboratorium mojego gościa. Dowiecie się, co ciekawego można odkryć we własnym zębie, jak zmienia się struktura kawy na różnych etapach palenia, po co kryminologom analiza koszulek ofiar i dlaczego farmaceuci chcą badać tomografem tabletki. Jeśli z fizyką nie do końca wam po drodze, nie lękajcie się – profesor opowiada niezwykle klarownie i ze swadą, wszystko zrozumiecie!

Nagranie powstało podczas XV podróży Radia Naukowego, tym razem do Krakowa. Podróże są możliwe dzięki wspierającej nas społeczności Patronek i Patronów. Tutaj możecie do nich dołączyć: https://patronite.pl/radionaukowe

TRANSKRYPCJA

Karolina Głowacka: Radio Naukowe w podróży, jestem u dra hab. inż. Jacka Tarasiuka, dzień dobry.

Jacek Tarasiuk: Dzień dobry, dzień dobry państwu.

K.G.: Profesora Akademii Górniczo-Hutniczej, Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej, Katedra Fizyki Materii Skondensowanej. Panie profesorze, kiedy ludzkość się zorientowała, że świat można oglądać w innym świetle niż widzialne?

J.T.: Hm, stosunkowo późno, ponieważ przez większą część swojej historii oglądaliśmy świat wyłącznie przy użyciu światła tego, który nazywamy widzialnym.

K.G.: No bo jakżeby inaczej, tak?

J.T.: Bo jakżeby inaczej, oczywiście. Pewne podejrzenia się już pojawiły powiedzmy pod koniec XIX wieku, ale tak naprawdę pierwszy raz zobaczyliśmy coś z wykorzystaniem światła innego niż widzialne, no to był Wilhelm Röntgen w 1895 roku. Robiąc pewne eksperymenty dotyczące promieniowania katodowego, zauważył nagle, że pewna płyta światłoczuła mu się tam naświetla, a światła tam nie było, bo było ciemno. No więc się zainteresował i okazało się, że odkrył to, co nazywamy teraz promieniami Rentgena, czyli po prostu pewien rodzaj promieniowania, który nie jest dla nas widzialny, natomiast potrafi zobrazować coś. No i oczywiście cóż zobrazował Röntgen jako pierwsze, jako pierwsze, co możemy teraz znaleźć? Dłoń swojej żony, na której widzimy zarys dłoni, widzimy bardzo dobrze kości oraz pierścionek, który właśnie na tej dłoni był. Także to jest dopiero końcówka XIX wieku, kiedy robimy pierwsze badania, pomiary w świetle innym niż widzialne.

K.G.: To chyba najsłynniejsze zdjęcie dłoni na świecie, tak mi się wydaje.

J.T.: Zapewne.

K.G.: Ale to oczywiście też pobudziło kolejne pytania, no bo dlaczego widać kości, dlaczego to ciało trochę jak mgiełka, dlaczego wyróżnia się pierścionek i tak dalej, i tak dalej. No te pytania się wtedy pojawiły, nie?

J.T.: Tak, oczywiście. Ale to musiało minąć jeszcze dość dużo czasu, bo żeby zrozumieć, dlaczego tak jest, to musimy wiedzieć, czym jest tak naprawdę promieniowanie rentgenowskie, a żeby to zrozumieć, to ja bym proponował jeszcze w ogóle zrozumieć, czym jest promieniowanie widzialne, czyli światło widzialne, bo chyba na to najlepiej sobie najpierw odpowiedzieć. A światło widzialne z punktu widzenia fizyka to jest po prostu fala elektromagnetyczna. Fala jest pojęciem chyba dość dobrze zrozumiałym dla przeciętnego odbiorcy, no bo widzimy falę na wodzie, widzimy na przykład falę meksykańską na stadionie i to jest jak najbardziej fala, ona nie jest salą fizyczną, ale jest jak najbardziej falą. W związku z tym można użyć do jej opisu parametrów, jakie fizycy używają do opisu fali, więc na przykład długość fali. I czym będzie w takiej sytuacji długość fali? Jak popatrzymy prostu na dwa miejsca, w których ludzie wstali, a pomiędzy nimi są ludzie siedzący, to odległość między tymi dwoma szczytowymi punktami, gdzie stali, to jest właśnie długość fali. I ta długość fali będzie dla nas ważna, dlatego że światło jest falą elektromagnetyczną. Co to znaczy, że jest elektromagnetyczną? Że jest to fala, która się rozchodzi poprzez drgania pól elektrycznych i magnetycznych. Te pola nam towarzyszą od zawsze. Elektryzujemy się, prawda? Czeszemy włosy i się elektryzujemy. Mamy magnesy, one się przyciągają. To są pola elektromagnetyczne, one są wokół nas i były zawsze wokół nas. I fale elektromagnetyczne to są właśnie drgania tych pól. No i teraz ta długość fali. Nasze światło, które oglądamy, to jak popatrzymy na tęczę, mamy siedem kolorów, prawda? Czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, jeszcze się czasem mówi indygo, prawda, i fioletowy. I teraz: czymżeż się te fale różnią, skoro my je widzimy jako różne barwy? One się różnią po prostu długością, czyli właśnie ta długość, czyli odległość pomiędzy tymi szczytowymi elementami fali, jest różna. Dla fali fioletowej jest najkrótsza, dla fali czerwonej jest najdłuższa. No i tu teraz dochodzimy do kwestii innych… no właśnie „świateł” to źle brzmi, bo światło jest widzialne.

K.G.: Zakresów.

J.T.: Tak, czyli innych obszarów fali elektromagnetycznej, bo oczywiście te fale się nie urywają w tym miejscu, gdzie kończy się nasze widzenie. Te fale idą w stronę krótszych fal, a więc za fioletem mamy ultrafiolet, o którym słyszeliśmy, wiemy, że nas opala na przykład, ale to jest już fala, ciągle elektromagnetyczna, ale już dla nas niewidzialna.

K.G.: Ale dla niektórych zwierząt jak najbardziej.

J.T.: Tak, niektóre zwierzęta jak najbardziej widzą ultrafiolet. Idąc dalej, mamy potem jeszcze krótsze fale i te jeszcze krótsze fale to są po prostu już fale rentgenowskie, czyli te, o których będziemy dzisiaj jeszcze mówić, a jeszcze dalej idąc, dochodzimy do bardzo krótkich fal gamma. W drugą stronę jakbyśmy poszli od tego czerwonego, to spotkamy z kolei fale podczerwone. I fale podczerwone my odbieramy, tylko że nie oczyma, tylko po prostu czujemy ciepło promieniujące do nas. Więc jeżeli zbliżamy dłoń i nie dotykamy dłonią na przykład do grzejnika, a czujemy to ciepło, to duża część tego ciepła idzie właśnie jako promieniowanie podczerwone. Poniżej podczerwonego mamy jeszcze mikrofale, z którymi się spotykamy chociażby w domu, w kuchence mikrofalowej, no a jeszcze dalej mamy fale radiowe. Także mamy szereg zakresów tych fal i w każdym z tych zakresów tak naprawdę możemy obserwować materię, więc to jest tylko kwestia wyboru, co nas interesuje.

K.G.: Co oczywiście ma ogromne zastosowanie chociażby w astronomii, ale bardzo często tak jest w nauce, że podobne narzędzia są wykorzystywane właśnie w tej dużej fizyce i w tej malutkiej, prawda? Bo tutaj właśnie w laboratorium, które przed chwilą zresztą zwiedziłam dzięki pana uprzejmości, korzystacie właśnie z promieniowania rentgenowskiego, żeby badać materię w sposób bardzo szczegółowy. Ale jeszcze zanim o tym opowiemy, to ja bym chciała zrozumieć, dlaczego jest tak, że promieniowanie X przenika przez część materii, a przez część nie? Dlaczego jak mamy zdjęcie, klasyczne zdjęcie rentgenowskie z podejrzeniem złamania, no to te kości są wyraźniej widoczne, ciało jest taką mgiełką. Czy jak na tej dłoni żony Röntgena ten pierścionek taki wyraźny, z czego to się bierze?

J.T.: Myślę, że znowu najpierw spróbujmy popatrzeć na światło widzialne i dlaczego pewne obiekty są przezroczyste, inne są częściowo przezroczyste, a inne w ogóle nie są przezroczyste, bo mechanizm będzie ten sam, tylko przeniesiony jak gdyby na trochę wyższy poziom. I proponuję tutaj zająć się wodą. Woda jest jak najbardziej przezroczysta, prawda? Widzimy przez wodę, ale teraz: jeżeli…

K.G.: Chociaż tłumaczono mi, że ona jest bardziej niebieska.

J.T.: Tak, oczywiście ona będzie troszeczkę bardziej niebieska, ale jest przezroczysta w zasadzie.

K.G.: Widać przez nią.

J.T.: Widać przez nią, tak. Natomiast jeżeli wodę zamrozimy, czyli zrobimy lód, jeżeli to była zwykła taka woda, to ten lód już nie będzie przezroczysty, prawda? Również jeżeli wodę podgrzejemy i zamienimy ją w parę, gęsta para wodna też nie będzie przezroczysta. No więc mamy te same cząsteczki, ale w pewnych stanach one są przezroczyste, a w pewnych nie. I okazuje się, że właśnie to, czy materiał jest przezroczysty, czy nie, zależy tak naprawdę od struktury danego materiału, czyli nie od chemicznego składu cząsteczek, ale od struktury. I celowo podałem ten przykład wody, ponieważ w przypadku pary i w przypadku lodu będziemy mieli dwa różne mechanizmy nieprzezroczystości, ponieważ przezroczystym można być jak gdyby tylko na jeden sposób, a nieprzezroczystym na dwa sposoby. Najpierw popatrzmy na ten lód. Gdybyśmy zrobili idealny lód w idealnych warunkach, to on byłby przezroczysty, ale takie coś jest zrobić bardzo trudno. Normalnie w lodzie mamy oprócz wody trochę powietrza. I teraz: to powietrze w momencie, kiedy lód zamarza, zaczyna tworzyć takie mikropęcherzyki, do tego jeszcze są niewielkie zanieczyszczenia w tej wodzie, więc tworzą się w tym lodzie takie różne centra, na których dochodzi do rozpraszania światła, czyli światło biegnie, uderza w jakiś taki rozpraszasz i rozprasza się, czyli biegnie na przykład potem gdzieś w bok. No i skoro pobiegnie w bok, to znaczy, że nie przejdzie na drugą stronę i dlatego my go nie widzimy.

K.G.: Światło usiłuje przejść prostą drogą, tylko się nie da, bo się ciągle obija o jakieś…

J.T.: Obija, tak, obija i w końcu wychodzi bokiem i wtedy mamy taką mleczną poświatę. I to na przykład jest, jak mamy szyby takie z mleczną poświatą, to coś z tego światła wychodzi, ale nie widzimy właściwie nic, co jest za tą szybą, bo wszystko nam się bardzo rozmywa.

K.G.: Ale nawet w codziennych warunkach widzimy te różnice, bo jak robię lód sobie sama, tak po prostu lejąc wodę z kranu i nie dbając o jakieś takie szczegóły, to jest mniej przezroczysty niż ten kupny, nie?

J.T.: Tak, dokładnie, dokładnie. Więc to jest ten jeden mechanizm, czyli rozpraszanie. Drugi, ważniejszy w sumie mechanizm, to jest ten, który występuje w parze wodnej, czyli para wodna nie przepuszcza światła, ponieważ to światło po prostu pochłania. Oznacza to, że para wodna ma powiedzmy taką strukturę tych cząsteczek, odległości między nimi, no różnych rzeczy, że fala świetlna jest pochłaniana no i po prostu nie przechodzi na drugą stronę. No i to jest właśnie ten główny mechanizm, który chyba najczęściej się zdarza. Zdarza się również, że możemy mieć materiał, który pochłania tylko częściowo. Na przykład jeżeli weźmiemy sobie niebieską szybkę, to przez niebieską szybkę jak patrzymy na białe światło, to tylko widzimy niebieski kolor. Co to oznacza? To oznacza, że ta szybka jest selektywna, jak mówimy, czyli z wszystkich długości fali, jakie występują w świetle białym, czyli te siedem kolorów, które wymieniłem w tęczy. Z tych wszystkich siedmiu ona przepuszcza tylko niebieski, a wszystkie pozostałe pochłania, dlatego widzimy tam tylko niebieski. No i teraz przenosząc to jak gdyby na inny poziom, zasada działania jest dokładnie taka sama: to, czy dany materiał będzie przepuszczał promieniowanie, czy nie, zależy od jego struktury. Od tego, z jakich cząsteczek się składa, jak te cząsteczki są ze sobą powiązane, w jakich relacjach ze sobą występują. Pewne relacje będą powodowały, że promieniowanie rentgenowskie będzie przechodzić przez ten materiał prawie niepochłonięte, bo nie będzie prawie z nim oddziaływać. Inna budowa spowoduje, że taki materiał będzie chętnie wychwytywał to promieniowanie rentgenowskie i po prostu zabierał mu energię, no i ono wtedy nie przeniknie. Z grubsza można powiedzieć, że im materiał jest bardziej gęsty, tym silniej wychwytuje promieniowanie rentgenowskie.

K.G.: Dlatego te kości.

J.T.: Tak, dlatego te kości, ponieważ kości są znacznie bardziej gęste. Mówimy o takiej gęstości, jaką się rozumie też powszechnie, czyli gdyby po prostu zważyć coś i podzielić przez objętość, to dostaniemy gęstość takiego materiału po prostu. Więc rzeczywiście kości, ponieważ są bardzo gęste, pochłaniają silnie, dlatego będą wyraźnie widoczne, natomiast tkanka miękka pochłania stosunkowo słabo, bo ma małą gęstość, w związku z tym ona będzie widoczna właśnie jako ta taka mgiełka. Natomiast pierścionek z metalu ma jeszcze większą gęstość niż kości, będzie po prostu widoczny jeszcze bardziej, jeszcze wyraźniej.

K.G.: Ale wprawne oko lekarza zobaczy też na takim rentgenie na przykład nieprawidłowość, jakieś zgrubienie czy guz na przykład, prawda? Że tych komórek jest tam więcej.

J.T.: Tak. Oczywiście wprawne oko, czyli człowiek, który po prostu obejrzał już dostatecznie dużo tego typu obrazów, jest w stanie wychwytywać nawet takie drobne… Na pewno to musi być na tym zdjęciu, tylko po prostu to mogą być delikatne zmiany, których właśnie ktoś niewytrenowany nie zobaczy. Natomiast jeżeli po prostu oglądaliśmy dużo takich zdjęć rentgenowskich właśnie albo tomograficznych, to potrafimy zauważać pewne struktury, które coś nam mówią, a dla postronnego odbiorcy oczywiście są niejasne.

K.G.: Tutaj w piwnicach wydziału jest właśnie urządzenie, które korzysta z promieniowania X. Jest tomografem, w zasadzie nanotomografem, ale tutaj warto właśnie to przypomnieć, połączyć, bo nie jestem pewna, czy powszechnie się rozumie, że tomograf w zasadzie korzysta właśnie z promieniowania X. Jest takimi zdjęciami rentgenowskimi z każdej strony zrobionymi. Proszę powiedzieć, jak to działa.

J.T.: Proszę sobie wyobrazić, że mamy jakiś przedmiot i oświetlamy go latarką i patrzymy tylko na cień. I ten cień może być na przykład kołem, więc w zasadzie niewiele możemy powiedzieć o tym, jak ten obiekt wygląda.

K.G.: Kula, walec, tak?

J.T.: Może to być kula, walec, prawda, stożek może też nawet być i wiele innych kształtów. No więc z pojedynczego prześwietlenia niewiele wiemy. Jak oświetlimy pod innym kątem ten przedmiot i on nam będzie rzucał cień i teraz ten cień będzie prostokątem, no to już wiemy, że na pewno nasz obiekt nie jest kulą. Być może jest walcem, ale dalej o nim jeszcze nie za wiele wiemy. Ale jeżeli będziemy ten obiekt oświetlać latarką z wielu różnych stron, to będziemy uzyskiwać coraz więcej informacji o jego kształtach z różnych kierunków, a to da nam lepsze wyobrażenie o tym, jak ten obiekt wygląda. I to jest właściwie idea tomografii. W normalnym prześwietleniu rentgenowskim, jeżeli mamy złamaną rękę, prawda, czy jakieś zmiany w klatce piersiowej, i zrobimy pojedyncze zdjęcie rentgenowskie, to jest tak, jakbyśmy oświetlili właśnie nasz przedmiot latarką tylko w jednym kierunku. Więc coś wiemy, coś widzimy, ale nie zawsze jest to pełna informacja, a na pewno nie jest to informacja przestrzenna. Ona nam nic nie mówi o przestrzennym rozkładzie obiektów, które znajdują się we wnętrzu na przykład badanego ciała. I tomografia działa w ten sposób, że my robimy zdjęcia rentgenowskie obiektu pod wieloma różnymi kątami. Dla przykładu obracamy ten obiekt i pod 360 kątami robimy 360 zdjęć. I teraz: mając tak dużo zdjęć prześwietleń z różnych kierunków, stosując już dość zaawansowaną matematykę, notabene odkrytą czy wymyśloną matematykę w 1917 roku, a więc znacznie, znacznie wcześniej, zanim w ogóle powstały tomografy.

K.G.: Niech pan uważa z tym poprawianiem się: odkryta czy wymyślona. To cały czas dyskusja trwa!

J.T.: Oczywiście, oczywiście, dlatego właśnie użyłem obydwu sformułowań, żeby obie frakcje były zadowolone. Tak, no i właśnie chodzi o to, że znacznie, znacznie przed tym zanim wymyślono tomograf, to matematyka już do tego była. I właśnie tę matematykę kiedy wykorzystamy do tej serii 360 zdjęć rentgenowskich, to na tej podstawie możemy odtworzyć trójwymiarowy model obiektu. Co to znaczy, że mamy trójwymiarowy model obiektu? To znaczy, że mamy reprezentację przestrzenną wszystkiego, co jest w środku. Taką reprezentację, że w zasadzie możemy to wziąć w tej chwili i bardzo prosto wydrukować na drukarce 3D. I to możemy robić i my takie rzeczy robimy, że pewne rzeczy zmierzymy tomograficznie, a następnie po prostu sobie drukujemy na drukarce 3D.

K.G.: Ale kiedy dostaje się, czy ogląda się wyniki z tomografu, to one nie są 3D, tylko są takie płaskie.

J.T.: Tak, dlatego że monitory są płaskie, ale nie ma problemu, żeby oglądać również 3D, jeżeli sobie założymy specjalne okularki. W naszym laboratorium mamy takie okulary i wtedy możemy się poczuć jak w kinie 3D, kiedy też zakładamy specjalne okulary i widzimy film trójwymiarowy. I my również możemy w naszym laboratorium założyć takie okulary i oglądać w 3D.

K.G.: Ale rozumiem, że w tomografach też korzysta się po prostu z przekrojów i to, co widzimy często jako obrazy, to jest właśnie obraz przekroju.

J.T.: Tak. Ponieważ jeżeli już mamy strukturę trójwymiarową danego obiektu, to możemy ją podzielić wedle dowolnych kierunków, więc możemy ciąć obiekt, ale już tylko w komputerze, prawda? Czyli to nie dotyka w żaden sposób obiektu rzeczywistego. W komputerze możemy go przeciąć dowolną płaszczyzną. Możemy zdjąć z niego pewne warstwy, mamy na przykład jakieś urządzenie elektryczne, które jest w obudowie plastikowej. My tego nie rozbieramy, robimy badanie tomograficzne całego obiektu, a następnie już w komputerze zdejmujemy plastikową obudowę i widzimy, co jest w środku. Także ta reprezentacja trójwymiarowa daje nam olbrzymie możliwości wpływania później na obiekt i wybierania określonych przekrojów, miejsc, cięć, po prostu możemy zaglądnąć w dowolne miejsce takiego obiektu, nie niszcząc go.

K.G.: To jeszcze przypomnijmy, jaka jest różnica między tomografem a rezonansem magnetycznym.

J.T.: To jest często mylone, bo proszę zwrócić uwagę, że tak naprawdę tomograf, o którym my tutaj mówimy, to jest tomograf laboratoryjny, czyli niemedyczny, to jest tomograf na uczelni, który ma swoją specyfikę i to jeszcze o niej za chwilę opowiem. Natomiast oczywiście ta technika wyrosła z tomografii medycznej. I z punktu widzenia pacjenta tomograf medyczny i rezonans medyczny nie za wiele się różnią, bo generalnie jest to po prostu taka rura, koło, prawda, i rura, w której wjeżdżamy do tego.

K.G.: I każą się nie ruszać.

J.T.: I każą się nie ruszać, tak. Tylko jest pewna różnica: do rezonansu nie wolno nam wnosić niczego metalowego, natomiast do tomografu jak najbardziej możemy, tutaj w tomografii nie ma takich ograniczeń. To są dwie techniki, które badają nasze ciało, ale zupełnie na innej zasadzie. Technika tomografii komputerowej działa na zasadzie takiej, jaką przed chwilą powiedziałem z grubsza, czyli robi serię prześwietleń rentgenowskich i odtwarza wnętrze naszego ciała. Natomiast rezonans magnetyczny działa na nieco innej zasadzie. Rezonans magnetyczny wykorzystuje głównie, powiedzmy, protony w naszym organizmie, więc na przykład atomy wodoru, a więc na przykład wodę, ale również tłuszcze niektóre. Istotne jest to, że te atomy potrafią się zachowywać jak takie bączki nakręcane dziecięce. I teraz: my w tym tomografie te wszystkie bączki nakręcamy tak, że one wszystkie kręcą się w tym samym kierunku pionowo. Ale teraz zauważmy, że jeżeli taki bączek dziecięcy pstrykniemy, on się wychyli z tego stanu tych obrotów, ale po pewnej chwili wróci do tego stanu, jak go zbyt mocno nie potrącimy, to on potem wróci. I ten czas powrotu coś nam mówi na temat tego bączka. I dokładnie tak samo jest w przypadku badania rezonansem magnetycznym. Te spiny, bo tak nazywamy te kręcące się bączki w przypadku rezonansu magnetycznego, one wybite z pewnej pozycji, po pewnym czasie wracają do tych pozycji. I to, jak długo to trwa, mówi nam o tym, jakie jest sąsiedztwo, powiedzmy, tych spinów. A to nam mówi, jakiego rodzaju tkanka tam jest. I właśnie dzięki tego typu badaniu my możemy dokładnie rozróżniać bardziej tutaj tkanki miękkie niż twarde, czyli w tomografie bardziej tkanki twarde, a tutaj bardziej tkanki miękkie, ale możemy to robić bardzo, bardzo precyzyjnie i nawet niewielkie różnice w strukturze tych tkanek miękkich możemy zobaczyć na rezonansie. To jest właśnie główna różnica między tomografem a rezonansem. Poza tym rezonans jest urządzeniem znacznie bardziej skomplikowanym i znacznie bardziej droższym w eksploatacji. Dlatego metodą pierwszego wyboru jest zazwyczaj tomografia rentgenowska, a rezonans magnetyczny w przypadkach, w których jest wskazanie.

K.G.: Zawsze jak słucham takich rzeczy technicznych związanych z medycyną, to (pozwolę sobie tutaj na osobisty komentarz), biorąc w nawias oczywiście wszystkie kłopoty związane z finansowaniem, dostępnością, tym, jak różne osoby w systemie ochrony zdrowia się zachowują. To wszystko powiedziawszy i o tym pamiętając, jednak to jest niesamowicie imponujące, jak technika pozwala oglądać ludzkie ciało i z czego tutaj korzystamy. Pan opowiada przecież o jakiejś mechanice kwantowej.

J.T.: Kwantowej, tak.

K.G.: Także więc to jest wow. Tomografy są te duże medyczne, ale są właśnie też mikrotomografy, nanotomografy. Pan mi tutaj pokazywał nanotomograf, zdjęcia na radionaukowe.pl, możecie zobaczyć więcej materiałów. To nie jest jakiś bardzo duży ten nanotomograf wasz, tak? Ale ma imponujące możliwości.

J.T.: Tak. Ja powiem, że w przypadku naszego tomografu jest pewne zamieszanie, bo producent go nazwał NanoTom, jako nanotomograf. On formalnie rzecz biorąc, tak w praktyce jest mikrotomografem.

K.G.: To się PR nazywa!

J.T.: Tak, to jest PR oczywiście. Więc tak naprawdę to jest mikrotomograf, ponieważ my owszem, jesteśmy w stanie zejść w pomiarze nawet do 300 nanometrów, więc niby już sięgamy tych nanometrów. No ale z kolei naukowcy, którzy zajmują się badaniami w skali nano, mówią, że jak coś ma 10 nanometrów, to jeszcze można uznać, ale 300 to już nie jest. To już nie ta skala, jest to troszkę kwestia umowna.

K.G.: A tu oczywiście mówimy o tym, do jakich granic możemy sięgać dzięki temu urządzeniu. Sama to urządzenie nie jest takie mikre, ale też nie jest ogromne. Tutaj bym powiedziała, taka komoda trochę, coś takiego, nie?

J.T.: Tak, to jest taka skrzynka, skrzynka po prostu długości 2 m, wysokości 1,5 m i szerokości jakieś 1,20 m. No i skrzynka, która ma w sobie po prostu odsuwane drzwiczki, to w zasadzie wszystko. No tyle, że jest to bardzo ciężkie. To rzeczywiście waży ponad 2 tony.

K.G.: I dlatego w tej piwnicy?

J.T.: Tak, dlatego stoi w piwnicy, bo żaden strop w budynku nie był przygotowany na takie obciążenie, żeby na tak małej powierzchni było takie obciążenie. To między innymi wynika z tego powodu, że takie urządzenie musi być bardzo dobrze zabezpieczone radiacyjnie, żeby wszyscy, którzy wokół niego pracują, byli bezpieczni, więc tam jest dużo płyt ołowianych, a do tego jeszcze są tam też płyty granitowe, które nie zabezpieczają, ale służą z kolei do stabilizacji, żeby po prostu te przedmioty, które badamy, nie podlegały jakimś drganiom po prostu, ponieważ tutaj nawet drgania z podłogi mogłyby się przenosić i mogłyby przy tak wysokich rozdzielczościach, z jakimi mierzymy, mogłyby nam zaburzać pomiar. W związku z tym ten cały główny element pomiarowy jest umieszczony na takiej bardzo dużej, granitowej płycie, która jest ciężka. Ona jest tam też na odpowiednich sprężynach. I to wszystko stabilizowane, tak że ciężkie.

K.G.: No i pan mi tam pokazał masę próbek, jakie można oglądać właśnie w laboratoriach. Co oglądacie?

J.T.: 
Bardzo, bardzo dużo różnych rzeczy. Oglądamy w zasadzie wszystko, ponieważ ta metoda nie jest ograniczona do żadnego konkretnego działu nauki, powiedzmy, czy też techniki, ponieważ my robimy również dużo badań komercyjnych dla po prostu firm, które też chcą się czegoś dowiedzieć o swoich przedmiotach, urządzeniach, prawda, czy rozwiązaniach. W związku z tym prowadzimy badania tak naprawdę bardzo szerokiego zakresu. Prowadzimy badania dla medycyny, dla geologów, inżynierów, dla inżynierii materiałowej.

K.G.: To może zaczniemy od tej medycyny i proszę się jakoś wytłumaczyć, dlaczego u pana w laboratorium mogłam oglądać zastawki sercowe w probówkach.

J.T.: Tak, w probówkach, zgadza się, zamknięte. To były ludzkie zastawki sercowe, tak. Niestety tam, gdzie jest woda, bardzo często dochodzi do pewnego rodzaju odkładania się kamienia. To nie jest tak proste, ale niestety w zastawkach ludzkich też dochodzi do zwapnień. Tworzą się tam po prostu takie złogi wapienne.

K.G.: Czyli to jest taka hydraulika normalna trochę.

J.T.: Trochę tak. No i w momencie, kiedy w takiej zastawce jest dość dużo właśnie tych zwapnień, tych kamyków wapiennych takich, to ona się robi sztywna i się przestaje domykać. Jak się przestaje domykać, to po prostu krew zaczyna się cofać, nie jest odpowiednio hamowana, no i wtedy serce staje się niewydolne. W skrajnej sytuacji trzeba po prostu takie zastawki usunąć z serca, wstawić sztuczne, no i właśnie te usunięte zastawki trafiały do nas. To była współpraca ze szpitalem krakowskim, specjalistycznym szpitalem imienia Jana Pawła II. I w ramach tej współpracy przebadaliśmy w sumie być może nawet ponad setkę ludzkich zastawek. I tam badaliśmy właśnie kształty tych zwapnień. Znaczy obrazowaliśmy całą zastawkę, pokazywaliśmy, jak wygląda ten płatek zastawki, a następnie jak w tym płatku ułożone są zwapnienia. I tam rzeczywiście zaobserwowaliśmy, że te zwapnienia mogą w różny sposób być ułożone, mieć różne rozmiary, i co jest istotne, wydaje nam się, że pokazaliśmy co najmniej dwa różne mechanizmy powstawania tych zwapnień. Że jest ten mechanizm, polega na tym, że powstaje najpierw bardzo dużo takich drobniutkich zarodków, które potem się rozrastają i łączą, i drugi mechanizm, że po prostu powstaje jedno centrum, które się bardzo szybko rozrasta na zewnątrz. Więc wydaje się, że były co najmniej dwa takie mechanizmy. Określiliśmy bardzo wiele parametrów tych zwapnień. Czy to są takie grudki jednolite, czy są takie grudki pofałdowane, czy te grudki są popękane, czy są rozrzucone po całej zastawce, czy są gdzieś skoncentrowane, więc opisaliśmy bardzo wiele parametrów, a z kolei lekarze już tutaj od swojej strony bardzo ciekawe tutaj rzeczy znaleźli, ponieważ udało im się na przykład powiązać ekspresję pewnych genów, które odpowiadają za kalcyfikację, czyli te zwapnienia, konkretnych typów. To jest zresztą charakterystyczne dla wszystkich badań, które prowadzimy, prawie wszystkich, ponieważ my prowadzimy też badania takie nasze na nasze potrzeby, ale zdecydowana większość badań w naszym laboratorium to są badania na potrzeby innych naukowców. W związku z tym my zawsze musimy współpracować, bo my się nie znamy merytorycznie na tym, co oni chcą zbadać, ale my z kolei wnosimy możliwość zobrazowania czegoś i przeprowadzenia analiz, na których z kolei ci inni naukowcy się nie znają, ponieważ nie pracują właśnie przy tomografach i badaniach struktury. W związku z tym my możemy zaproponować wręcz pewne nowe parametry, tak jak było tutaj zresztą, w przypadku tych zastawek. Zaproponowaliśmy pewne parametry opisujące granulację, tak by to można było nazwać, tych zastawek, i lekarze to przyjęli jako ciekawy parametr, który właśnie potem im się wiązał z obrazem klinicznym.

K.G.: Bo to, co jest fascynujące i bezcenne w tej metodzie, to to, że jak oglądacie sobie próbkę już na komputerze, już tą obrobioną przez oprogramowanie na podstawie tej matematyki, o której wspominał profesor, to mamy owszem obiekt, który możemy sobie oglądać tak z zewnątrz, ale najlepsze jest to, że można do niego zaglądać do środka, tam właśnie na poziomie monitora komputerowego w uproszczeniu mówiąc, nie niszcząc go. To jest kluczowe też w różnych zastosowaniach, do których wrócimy między innymi w archeologii, ale też było to widać na zębach. Pan mi pokazywał takiego zęba jednego pewnego nieszczęśnika, który miał jakieś rozwidlony nerw, nie? O co tam chodziło? I ząb był w całości jakby, nie?

J.T.: Tak. Tutaj zdradzę, że tym nieszczęśnikiem byłem ja i… Proszę państwa, no my po prostu staramy się zdobywać próbki każdą metodą, więc jeżeli akurat jest możliwość skorzystania z własnego zęba ósemki, to właśnie tutaj żeśmy to zrobili.

K.G.: Ale dementujemy: pan nie wyrwał go na potrzeby badań?

J.T.: Nie na potrzeby tych badań, tak, ale co ma się zmarnować, skoro już jest? Więc ten ząb przebadaliśmy i zresztą skonsultowali właśnie z moją dentystką, która dopiero widząc tego zęba, stwierdziła, co było tak naprawdę podstawową przyczyną konieczności ekstrakcji. Okazało się, że ten ząb ma coś takiego, co się nazywa deltą korzeniową, a więc zazwyczaj myślimy o tym, że w danym korzeniu ta komora nerwowa wychodzi na zewnątrz tylko w jednym punkcie. Natomiast tu się okazało, że ona się rozdwaja, no i to drugie ujście po prostu nie zostało oczyszczone, bo nie mogło być, bo ono nie było widoczne na zwykłym prześwietleniu rentgenowskim i dopiero tomografia coś takiego ujawniła. Więc to rzeczywiście pozwala w inny sposób popatrzeć na takie struktury. Poza tym w takim zębie można było, w tej chwili już mając go na zewnątrz, można było dokładnie pokazać, jak na przykład wypełnienie, które było w tym zębie, jak ono wygląda, jak było dobrze… Przylegało, powiedzmy, do struktury tutaj zęba, jak się łączyło ze szkliwem. Można zobaczyć, gdzie był podkład, gdzie podkład się nie stykał z czymś, jak również można było zobaczyć szczegółowo na przykład szczeliny, które powodowały, że płyny ustrojowe, w tym przypadku ślina, dostawała się do wnętrza zęba i powodowała ból, więc można zrobić takie bardzo szczegółowe analizy.

K.G.: Trochę już jakby po sprawie jest, nie?

J.T.: Tak, jest trochę po sprawie, ale opowiem tutaj o przypadku bardzo pomysłowego wykorzystania właśnie takich zębów. Mianowicie to we współpracy tutaj też z Collegium Medicum, z Wydziałem Stomatologicznym, zrobiliśmy coś takiego, że zmierzyliśmy kilka zębów, zdrowych, to były zęby zdrowe, usunięte z innych powodów, no po prostu jakichś powodów niezwiązanych z chorobą samego zęba. I zmierzyliśmy tomograficznie te zęby, zobrazowaliśmy je, a następnie wydrukowaliśmy na drukarkach 3D, drukarkach żywicznych, korzystając w taki sposób, że można było zrobić różną twardość jak gdyby tego zęba na zewnątrz i w środku. I potem takie zęby właśnie wydrukowane drukarce 3D trafiły do studentów stomatologii. I to się spotkało z bardzo dobrym odbiorem, ponieważ studenci trenując na zębach, właściwie nie mają okazji trenować na takim samym zębie, każdy dostaje inny ząb. A tutaj po prostu można było oddać wszystkim studentom taki sam ząb z taką samą zmianą powiedzmy w środku, żeby oni się uczyli i porównywali między sobą, prawda? Albo nawet żeby mieli szansę dwa czy trzy razy zoperować tego samego zęba. To było oczywiście taki eksperyment proof of concept, jak to się mówi, ale prawdopodobnie to wejdzie do praktyki, ponieważ to rzeczywiście pozwalałoby stworzyć nowe narzędzia dydaktyczne dla studentów stomatologii.

K.G.: Czyli mogliby się właśnie doskonalić.

J.T.: Tak.

K.G.: To jest coś, czego bardzo potrzeba. A jeśli chodzi o kostki ucha?

J.T.: Tak, to jest też bardzo ciekawy projekt, który był realizowany na naszym wydziale, ale również we współpracy z Uniwersytetem Technicznym w Kownie oraz z Wyższą Szkołą Inżynierską w Metz we Francji. Na Litwie wycinano kosteczki słuchowe u osób, u których doszło do stanów zapalnych, niszczących te układy słuchowe. Te kosteczki trafiały do nas. My robiliśmy trójwymiarowy obraz tych kosteczek wraz ich wewnętrzną strukturą. I tu muszę powiedzieć, że struktura wewnętrzna kosteczek słuchowych jest niesłychanie skomplikowana i znacznie bardziej złożona niż inne kości ludzkie, które żeśmy mierzyli. To jest niesłychane, jak tak małe kosteczki, które mają 3 mm, mają wewnętrznie skomplikowaną strukturę. Ona odpowiada za przenoszenie dźwięku, więc w jakiś sposób musi być właśnie skomplikowana. I potem te nasze zmierzone kosteczki, ich trójwymiarowe reprezentacje, wracały do Kowna, natomiast same kosteczki były odsyłane do Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Metz, gdzie przyklejano je do takiej drgającej płytki, oświetlono laserem i drgano we wszystkich częstotliwościach akustycznych, czyli tak jak człowiek słyszy. Pobudzano do drgań te kosteczki i badano, jak te kosteczki reagują. I potem wyniki tych badań wracały z powrotem do Kowna i tam w Kownie łączono właśnie to, co myśmy zmierzyli, czyli tą trójwymiarową strukturę, z tymi wynikami eksperymentów wykonanych w Wyższej Szkole Inżynierskiej w Metz, po to, żeby w modelu komputerowym zrozumieć, jak te różne struktury wewnętrzne tych kostek wpływają na przenoszenie różnych częstotliwości. Po to, żeby później można było ewentualnie w badaniach oceniać, jakie zmiany w kości na przykład jak będą wpływać na przenoszenie dźwięków w zakresie na przykład różnych częstotliwości. Także to są badania, które właściwie ciągle jeszcze trwają. Już dwie publikacje z tego powstały i w zasadzie one jeszcze ciągle trwają, bardzo ciekawe badania. Natomiast jeżeli jesteśmy już przy kosteczkach słuchowych, to jeśli można, to jeszcze powiedziałbym o jednym badaniu bardzo ciekawym, związanym tutaj już z pracą na AGH, z Wydziałem Inżynierii Materiałowej i Ceramiki. Tam pani profesor Ziąbka opracowała implant słuchowy, implant słuchowy, który ma postać takiego jak gdyby malutkiego kieliszeczka. Jeżeli ktoś jest przy komputerze, to może wejść na stronę otoimplant.pl, jedno słowo, otoimplant.pl, i tam od razu zobaczy też obrazy z naszej tomografii. To były bardzo maluteńkie takie urządzenia, wydrukowane w pewnej formie plastiku, zastępujące dwie tak naprawdę kosteczki słuchowe. I ten implant słuchowy jest już opatentowany. Już sześciu pacjentom został wszczepiony, pacjenci odzyskali słuch. Natomiast jaka była nasza rola w tym wszystkim? Otóż my tylko badaliśmy zachowanie się tego implantu w ciele, to znaczy te implanty na pewnym etapie badań (całość w ogóle tych badań trwa 14 lat, tak na marginesie), myśmy uczestniczyli przez trzy lata w pewnym momencie. Kiedy te kosteczki były wszczepiane w uda szczurów, nie żeby słuchać, ale żeby te zwierzęta żyły z tymi implantami, biegały, normalnie się zachowywały, i żeby sprawdzić po pierwsze, czy te implanty nie będą się niszczyć, nie będą pękać. Po drugie: czy na przykład nie tworzą się jakieś stany zapalne, jakieś inne stany, które mogłyby grozić odrzuceniem tego implantu. I po prostu te szczury po 3, 6, 9 i 12 miesiącach były dekapitowane i trafiały do nas właśnie w postaci tych udek, całego udka. I my właśnie mierzyliśmy takie udo i w tym udzie musieliśmy odnaleźć ten implant, zobaczyć, gdzie on jest, i następnie ocenić, czy on jest zniszczony, czy też nie, czy się połączył z tkanką, czy powstały jakieś odczyny zapalne, prawda? Czy powstały na przykład jakieś tam zgrubienia, próba otoczenia jakąś tkanką włóknistą. I to wszystko właśnie po prostu badaliśmy i ocenialiśmy. Tam było kilka form tego implantu, niektóre były wypełniane nanosrebrem na przykład, no i badaliśmy, które z nich tak naprawdę będą najlepsze.

K.G.: Bardzo ciekawe są też zastosowania w archeologii, gdzie trochę archeolodzy jak saperzy, jak zepsują na przykład jakieś otwieranie zawiniątka w bandażach albo, no nie wiem, zdecydują się właśnie na rozłupanie jakiegoś elementu, żeby zajrzeć co jest w środku, no to właśnie to jest… To jest po pierwsze trudna decyzja, czy to robić. Bardzo często odpowiedź brzmi: nie, nie wolno tego robić, a chciałby się zajrzeć do środka. No i wtedy rozumiem, że taki zespół archeologów przechodzi z zawiniątkiem, mówi: profesorze Tarasiuk, potrzebujemy się dowiedzieć, co jest w środku, nie? A pan co mówi?

J.T.: No ja mówię: bardzo chętnie.

K.G.: I fakturka!

J.T.: Nie, ja nigdy. Od faktury nie zaczynamy, czasem nawet nie kończymy na fakturze. Znaczy w ogóle jeżeli chodzi o te badania naukowe, to one się odbywają tak naprawdę bezpłatnie. To znaczy to są badania w ramach współpracy naukowej, to jedynie badania komercyjne wykonujemy odpłatnie. Jeżeli tylko jest szansa na zmierzenie czegoś ciekawego, to my zdecydowanie się na to decydujemy. Mogę powiedzieć, że my generalnie mierzymy znacznie więcej rzeczy, niż później publikujemy, bo po prostu nie wszystkie badania wychodzą, ale jak tylko jest możliwość zmierzenia czegoś ciekawego, to my w to idziemy, bo po prostu jest to ciekawe i fajne i nas to interesuje. Więc jeżeli przychodzi ktoś z archeologii i chce coś zmierzyć, to jak najbardziej tak. I tutaj dużo żeśmy rzeczy mierzyli, może nie tak spektakularnych, jak w Egipcie w tej chwili – tą samą techniką bada się na przykład małe mumie zwierząt. Są to po prostu takie małe mumie, z których czasami nawet nie wiadomo, co znajduje się w środku, i potem dopiero po, wiadomo, że nikt tego nie rozetnie, nie zniszczy, więc jedynie tomografią możemy zajrzeć do środka. No i nagle się okazuje, że na przykład mamy tam jakiegoś gołębia, ibisa albo kota na przykład w takiej mumii. Więc to jest jedyna technika, żeby zajrzeć do środka. Ale rzeczy, które myśmy mierzyli, też są bardzo ciekawe. Na przykład mierzyliśmy to we współpracy z Uniwersytetem Warszawskim: grzechotki, grzechotki gliniane, ale z początków państwa polskiego. Oczywiście w tamtych czasach grzechotki nie były wykorzystywane do zabawiania dzieci, tylko miały znaczenie kultowe. I te grzechotki, one miały bardzo interesujące formy. Były wykonane z gliny, no i coś w nich było, ponieważ grzechotały, ale nikt nie zdecydowałby się, znowu, stłuc takiej grzechotki, żeby zobaczyć co jest w środku, więc tomografia była znowu jedyną techniką, która pozwalała zajrzeć do środka takiego obiektu no i zobaczyć, że na przykład były to kamyki, a nie nasiona na przykład. Że pewne kamyki były takie zaokrąglone, jakby już były przygotowane, no parę różnych form. Tak na marginesie, potem inny wydział, tutaj Wydział Mechaniczny AGH, na bazie tych właśnie kształtów, które myśmy odtworzyli, i tej liczby i rodzaju tych kuleczek w środku zaproponował czy zrekonstruował, jak one mogły oryginalnie brzmieć, to znaczy jak te grzechotki brzmiały. Swoją drogą później te nasze badania były wystawiane w Gnieźnie właśnie na takiej wystawie o początkach państwa polskiego i tam też się to znalazło.

K.G.: Przy okazji pasuje mi tutaj pytanie jednego z patronów, skąd pan wie, że to były kamyczki? No bo rozumiem, że kształt jakiś można było zobaczyć.

J.T.: Tak.

K.G.: Bo jeden z patronów pyta, czy jest możliwe rozpoznanie, jaki materiał widzimy na obrazie z prześwietlenia? Jeśli tak, to na ile dokładna jest taka identyfikacja?

J.T.: Tak. Więc pierwsza rzecz, jaką należy powiedzieć, że tomografia nie rozróżnia związków chemicznych. My nie jesteśmy w stanie rozróżnić związków chemicznych, więc to, co jesteśmy w stanie rozróżnić, to jedynie gęstości różnych materiałów. I teraz: jeżeli my wstępnie wiemy, czego się możemy spodziewać, to po gęstości, jaką tam znajdujemy, możemy zidentyfikować, co to jest. To w szczególności w inżynierii materiałowej, jeżeli dostajemy jakiś element wykonany w ramach inżynierii materiałowej, gdzie producent czy twórca doskonale wie, co tam jest, tylko nie wie, jak to wszystko jest porozkładane, to my to możemy zidentyfikować. Podobnie jest z farmacją. Jeżeli dostajemy leki, w których wiemy, że są takie, takie i takie substancje o różnych gęstościach, to możemy zobaczyć, jak one są rozłożone w różnych miejscach. Natomiast jeżeli nie wiemy kompletnie nic, no to możemy na przykład opisać struktury, jakie widzimy, jak struktury są porozkładane, jak na przykład jakieś wtrącenia w materiale. Mamy jednolity materiał, w którym są jakieś wtrącenia, to możemy powiedzieć, gdzie one są i w jakiej ilości, ale nie powiemy wtedy dokładnie, co to jest, jeżeli nic na temat tego materiału nie wiemy. Oczywiście są techniki komplementarne, które pozwalają, tylko one są niestety już niszczące, które pozwalają potem określić, jakie to były materiały. Natomiast my możemy pokazać, jaka była ich struktura przestrzenna. Ale w wielu przypadkach możemy się domyślać, z czym mamy do czynienia, zwłaszcza w takich archeologicznych rzeczach, bo tak, mogą to być różnego rodzaju kamyki. Kamyki takie podstawowe typu właśnie piaskowce, prawda, wapienie, bazalty jakieś takie ukruszone, to one się różnią strukturą wewnętrzną i gęstością, więc możemy stosunkowo łatwo rozróżnić, czym są te materiały. Jak również jeżeli mamy do czynienia na przykład z kośćmi, to też możemy to rozróżnić. Co więcej, nawet możemy z pewnym prawdopodobieństwem rozróżnić, czy na przykład te kości są zwierzęce czy ludzkie, dlatego, że wiemy, że na przykład u…

K.G.: Porównawczo, rozumiem?

J.T.: Porównawczo, tak, ponieważ wiemy, że te struktury wewnętrzne kości są trochę inne na przykład u świni, trochę inne u krowy czy konia, a inne u ludzi. I to jesteśmy w stanie rzeczywiście rozróżnić. Wracając jeszcze może do tych archeologicznych rzeczy, to tutaj również takie badania, które robiliśmy z Wydziałem Odlewnictwa AGH. Badaliśmy na przykład guziki z epoki brązu. Wiadomo, w epoce brązu ktoś, kto miał guziki, był na pewno bardzo wysoko postawioną osobą. I te guziki miały kształt taki okrągły, z takim dzióbkiem z przodu. No i był problem, było pytanie: jak oni ten dzióbek robili, jak to było zrobione? Znowu: nikt tego nie rozetnie, no więc trzeba było zrobić tomografię, obejrzeć dokładnie tą strukturę wewnętrzną i zobaczyliśmy jak to było robione. Oni po prostu brali okrągłą blaszkę, następnie brali taki szpikulec, który miał przekrój kwadratowy, tym szpikulcem przebijali tą blaszkę, wtedy ta blaszka się wywijała, takie cztery narożniki się wywijały pośrodku tej blaszki, i do tych czterech narożników dopiero mocowali ten właśnie taki stożkowaty czubek. A więc określiliśmy pewną technikę wykonywania, co jest nie bez znaczenia. Dlaczego? Zaraz powiem. Bo jeszcze inną rzecz ciekawą żeśmy też badali, mianowicie igielnik, który służył do robienia tatuaży. I to był taki stożek, w którym było bardzo wiele cieniutkich rureczek zwiniętych, wepchniętych tam, tam do tego nalewano jakiś ten barwnik, on się gromadził w tych rureczkach i tym zaostrzonym, końcówką, po prostu nakłuwano skórę i robiono tatuaż. I okazało się, że sposób zwijania tych rureczek jest bardzo charakterystyczny. I teraz: tak jak charakterystyczne były te przebicia w tych guzikach, tak tutaj też mieliśmy pełen charakterystyczny sposób zwijania. I to pozwala nam później identyfikować na przykład wytwórcę, dlatego że takie igielniki produkowano tylko w kilku miejscach w Europie. To jest epoka lodowcowa, o której mówimy. W kilku miejscach w Europie produkowano tego typu igielniki i po tej strukturze wewnętrznej możemy badać, skąd on pochodził. Bo każdy wytwórca miał swój własny patent. I możemy w ten sposób analizować na przykład, jak się rozprzestrzeniały, te igielniki, skąd wyszły, dokąd poszły. Więc to jest bardzo ciekawe badanie właśnie, które można zrobić, badając właśnie strukturę wewnętrzną.

K.G.: Skoro o epoce lodowcowej mowa, to od razu mi się ten mamut przypomina, którego też przebadaliście i się okazało, że nieszczęśnik został dopadnięty przez kogoś posługującego się oszczepem.

J.T.: Tak, tak. To jest bardzo ciekawa historia, ponieważ kości tego mamuta zostały znalezione w Krakowie, na ulicy Spadzistej, to jest niedaleko Kopca. Tam, okazuje się, mamy…

K.G.: Mamut krakus, tak?

J.T.: Tak, tam okazuje się, że mamy całe cmentarzysko mamutów. Tych mamutów jest tam ponad setka. Jak mi tutaj paleontolodzy, z którymi żeśmy rozmawiali, opowiadali, prawdopodobnie to był taki rodzaj rzeźni, to znaczy, że te mamuty zabite ściągano w to miejsce, ćwiartowano i dopiero roznoszono do wiosek, co było zwyczajem trochę odmiennym od całej reszty znanych wiosek europejskich, gdzie po prostu mamuta zazwyczaj ściągano bezpośrednio do wioski. Więc można by było powiedzieć, że to był taki rodzaj rzeźni. I teraz: przyszli do nas właśnie paleontolodzy z żebrem takiego mamuta. Na tym żebrze była taka plamka, na którą ja bym nawet nie zwrócił uwagi. No ale oczywiście paleontolodzy mówią, że w tym żebrze musi być grot od oszczepu po prostu.

K.G.: Ale wam się to żebro zmieściło do tego urządzenia?

J.T.: Tak, to żebro nie było wielkie, bo to był fragment. To był fragment żebra, taki dwunastocentymetrowy mniej więcej, tak. No i my właśnie po zbadaniu tomograficznym zobaczyliśmy rzeczywiście, że wewnątrz tej kości znajduje się grot. Ten grot, określiliśmy, jaki kształt miał ten grot, jak on popękał po wejściu, nawet określiliśmy, pod jakim kątem on wszedł w tą kość, no i po prostu cóż, proszę państwa, to okazało się wyjątkowo ciekawe odkrycie, dlatego że po pierwsze takich kości mamuta z grotem jest bardzo niewiele. Po drugie, najstarsze takie kości pochodziły sprzed 22 000 lat, natomiast nasza kość pochodziła sprzed 24 000 lat. Cóż to oznacza? To oznacza, że dowody na istnienie łowiectwa w Europie przesunęliśmy o 2000 lat wstecz, bo po prostu to, że ten mamut miał ten oszczep w sobie, to świadczy, że ktoś go upolował, on się sam nie nadział na ten oszczep. Czyli to było świadome działanie, ktoś na niego polował, czyli mieliśmy łowiectwo 24 000 lat temu, już tutaj w Krakowie.

K.G.: Meteoryty też sprawdzaliście?

J.T.: Tak, meteoryty to są ogólnie badania geologiczne, powiedzmy geolodzy przychodzą do nas z różnego rodzaju próbkami. Są zainteresowani różnego rodzaju pęknięciami, strukturami, tym, jak się na przykład coś zgniata w takich skałach. Ale właśnie czasami dostajemy też do przebadania meteoryty, no i one mają też niesłychanie ciekawe wewnętrzne struktury. Taka chyba najciekawsza to była taka, chondra to się chyba nazywa, dokładnie taka grudka malutka, mniejsza od łebka od szpilki, która powstała jeszcze z pyłu protoplanetarnego, a więc zanim jeszcze powstała Ziemia tak naprawdę. To jest zresztą też ciekawe w tej pracy i przyjemne, że pracujemy z różnymi materiałami, z różnymi ludźmi, wielu mądrych rzeczy się dowiadujemy. No i na przykład mamy szansę w dłoni podtrzymać na przykład coś, co jest starsze niż kula ziemska, no jest to… Rodzi pewne emocje. Tak, i te struktury właśnie w tych meteorytach są niesłychanie skomplikowane, bardzo ciekawe. No i okazuje się, że badania tomograficzne wnoszą bardzo dużo argumentów na rzecz rozstrzygania pewnych hipotez, dotyczących tworzenia się tych meteorytów. Tam jest kilka hipotez i właśnie to, co my widzimy w tomografii, no po prostu daje silniejsze argumenty jednej z tych hipotez niż innym.

K.G.: Nawiasem mówiąc, geolodzy mają w swoich szafach i szufladach takie rzeczy, że wszystkim innym by buty pospadały, a dla nich to jest jakieś takie zupełnie oczywiste. To tak nawiasem mówiąc, anegdotka: byłam kiedyś w gabinecie u szefowej Instytutu Nauk Geologicznych, pani mi dała jakiś tam kamyczek, ja mówię „o, co to?”, „a, to wie pani, tam ma 3 miliardy lat” czy coś. I właśnie ten ciężar taki poczułam właśnie: o czym my tu mówimy? Jeszcze wymieniając kolejne te przykłady, zwraca uwagę dość zaskakujące: dlaczego na przykład się bada kapustę pekińską?

J.T.: Tak, to też nas zaskoczyło i było bardzo łatwo ze zdobyciem próbki.

K.G.: Bo warzywniak jest w pobliżu.

J.T.: Dokładnie tak było, ponieważ po prostu oni do nas zadzwonili, czy moglibyśmy zrobić po prostu im takie badania kapusty pekińskiej? Myśmy spytali, jakiej. No, jakiejkolwiek kapusty pekińskiej. No jest, poszliśmy po prostu na ryneczek, kupiliśmy kapusty, no i spróbowaliśmy zrobić te badania. O cóż chodziło? Chodziło o te aparaty szparkowe, które są na powierzchni liści, bo one się otwierają, zamykają w różnych warunkach, tam różnie się zachowują. I okazuje się, że znajomość ich rozkładu i wielkości jest istotna pod kątem na przykład projektowania środków ochrony roślin też. No i to właśnie był temat, powiedzmy, tutaj tego bardzo prostego w sumie badania.

K.G.: I też dużo owadów oglądacie, pan mi sam pokazał teraz główkę czego, szarańczy?

J.T.: Tak, to była główka szarańczy.

K.G.: Główka szarańczy, ale też, czy ja dobrze przeczytam: Polypedilum vanderplanki. To kto to taki?

J.T.: Tak, to jest bardzo ciekawy owad. Owad z gatunku muchówek, z rodziny ochotkowatych dokładnie. I on żyje tylko w bardzo ograniczonym zakresie w Afryce, w okolicach Nigerii. To jest malutki, larwa tego owada jest malutka, ona ma około 3 mm długości. Natomiast jest to o tyle ciekawy owad, że to jest owad, który może najbardziej się wysuszyć ze wszystkich owadów, jakie znamy. To znaczy on może się pozbyć ponad 95% wody z siebie i robi się wtedy z tego, no właśnie oglądaliśmy go w takim stanie zasuszonym, no wygląda jak taka wyschnięta skórka po fasolce, powiedzmy, on jest tak pokręcony. I teraz: pomimo tego, że on się prawie pozbył wody i w tym stanie może nawet kilka lat przeleżeć, w momencie kiedy padnie na niego kropelka wody, on po prostu tą wodę nabiera, hydratyzuje się i jest zdolny do ponownego życia. Więc ten obiekt jest badany między innymi z tego powodu, żeby określić jak gdyby, jak mało wody jest potrzebne, żeby utrzymać życie. Czyli naukowcy badają po prostu…

K.G.: Astrobiolodzy machają tym momencie!

J.T.: Tak, dokładnie. I w tym sensie ten owad ma coś wspólnego z niesporczakami, o których też pewnie niedługo usłyszymy.

K.G.: Tak! Profesor czujnie obserwuje plany Radia Naukowego, owszem, z Krakowa również jest rozmowa o niesporczakach.

J.T.: Tak, ponieważ niesporczaki również podlegają antyhydrobiozie. Natomiast Polypedilum vanderplanki jest jedynym owadem, który właśnie ma taką cechę. Także tak, oglądaliśmy po prostu wysuszonego Polypedilum, bardzo ciekawe badania.

K.G.: Moglibyśmy tu jeszcze bardzo długo, bo są im badania komercyjne i tak dalej, i tak dalej, są badania, które pomagają konserwatorom zabytków, bo dzięki temu, jak się przyglądacie, jak w różnych warunkach drewno się wygina, mówiąc tak w uproszczeniu, można na przykład właśnie jakoś szczególnie zadbać na przykład o ikony, ich konserwację. I jeszcze zapytam oczywiście o wasze badania, ale na chwilę jakbyśmy spojrzeli na to wszystko z bardziej ogólnie i z takiego lotu ptaka, to jeszcze raz: z czym my tu mamy do czynienia? Z takim narzędziem, które pozwala na co? Czemu ci wszyscy ludzie przychodzą?

J.T.: Przede wszystkim pozwala nam to narzędzie badać budowę wewnętrzną różnych obiektów bez ich niszczenia, natomiast również przychodzą przedszkolaki albo dzieci z szkół podstawowych w ramach dni nauki, prawda, czy nocy naukowców. No to wtedy my im zawsze pokazujemy w naszym tomografie taki przedmiot, który pewnie każdy rodzic zna, czyli jajko niespodziankę. No i oni są właśnie zachwyceni, że po prostu takie jajko niespodziankę można włożyć do środka do tomografów, wykonać pomiar i bez otwierania tego jajka można zobaczyć, co tam w środku jest. No więc to jest oczywiście wielka radość dla dzieciaków, no ale to jest również wielka radość dla naukowców, że bardzo cenne obiekty możemy badać bez ich niszczenia, bez ich otwierania. Więc to jest główna zaleta tej metody, czyli badamy budowę wewnętrzną. A jeżeli mówimy o budowie wewnętrznej, to często myślimy o pewnych strukturach. W zależności od tego, co badamy, te struktury mogą być bardzo różne. To mogą być struktury takie piankowe, na przykład pumeks, taką strukturę mają kości. W takich strukturach na przykład piankowych, takich z dużą ilością porów, my możemy dokładnie policzyć, jakiej grubości są te ścianki, czy one są jednakowe, czy w innych miejscach są grubsze, w innych cieńsze. Czy te pory na przykład, które są w materiale, czy one są pozamykane, czy te pory się łączą ze sobą, bo różne materiały będą potrzebowały różnego rodzaju porów. Jeżeli na przykład badamy materiały dociepleniowe do budynków, to tam chcemy, żeby te pory były zamknięte, żeby nie było przepływu powietrza między nimi. Jeżeli z kolei badamy materiał, który ma posłużyć jako materiał do filtracji, na przykład w oczyszczalniach ścieków, on ma filtrować wodę, no to te pory muszą się ze sobą łączyć. I my możemy w takim pomiarze tomograficznym powiedzieć na przykład, jak dużo jest porów połączonych, jak dużo jest porów zamkniętych. Więc to jest bardzo ważne z punktu widzenia później, jakie funkcje będzie pełnić ten materiał. Możemy również analizować składy, w sensie jakie obiekty znajdują się, jakie na przykład wtrącenia znajdują się w danym materiale, jak one są rozłożone. Takie badania robiliśmy na przykład na potrzeby farmacji. Badaliśmy pewne tabletki po prostu, które miały wymieszane różne składniki o różnej grubości, różnej ziarnistości i różnym ułożeniu. I to było badane pod kątem tego, jak szybko one później zaczną działać, jak się je połknie, to jak ta struktura wewnętrzna, jaki ma wpływ na szybkość rozpuszczania się w tych tabletek. No i to są bardzo konkretne, praktyczne badania, które właśnie tylko taką techniką możemy zrobić, bo możemy zobaczyć, jaka jest wewnętrzna struktura i budowa takich tabletek. Również istotne jest na przykład to, że możemy w takich materiałach również różne niedoskonałości znajdować, na przykład pęknięcia, na przykład wewnętrzne puste przestrzenie. Takie coś na przykład obserwujemy przy lutowiu, to znaczy jak są elementy elektroniczne lutowane do płytki, na przykład w telefonie komórkowym, to okazuje się, że jeżeli ta technika lutowania nie jest właściwa, to pomiędzy elementem a płytką, do którego on jest montowany, w tym lutowiu pojawiają się pewne puste przestrzenie, które potem mogą być przyczyną na przykład uszkodzeń takiego telefonu. Więc takie rzeczy też badamy. Więc to jest olbrzymie spektrum różnych zastosowań. Nawet trudno wszystkie w tym momencie mi wymienić. O, może powiem jeszcze na przykład o takich bardzo ciekawych badaniach, które robiliśmy z Instytutem Ekspertyz Sądowych, gdzie na przykład badaliśmy przestrzeliny koszulek bawełnianych. To znaczy mieliśmy koszulki bawełniane przestrzelone z broni palnej z różnej odległości i badaliśmy tutaj, w jaki sposób się wywijają te włókna bawełniane oraz jaki jest rozkład prochu wokół tych włókien, ponieważ proch bardzo dobrze jest widoczny w tomografii. W związku z tym mogliśmy zrobić takie mapy i teraz: mając kilkadziesiąt różnych przestrzelin z różnych odległości…

K.G.: Porównawczo znowu?

J.T.: Tak, potem to może służyć właśnie po prostu do ekspertyz porównawczych: mamy przestrzeloną koszulkę, nie wiemy, z jakiej odległości padł strzał. Możemy to porównać właśnie z tymi atlasem jak gdyby, który wykonaliśmy.

K.G.: A to jest żmudna robota?

J.T.: Same pomiary to nie tak bardzo. Przygotowanie do pomiaru w zależności od tego, co badamy, to jest powiedzmy około pół godziny. Sam pomiar to jest od godziny do ośmiu godzin w zależności od tego, co badamy, natomiast…

K.G.: Ale to nie pan robi, to maszyna robi.

J.T.: Tak, to maszyna już robi. Natomiast żmudna jest obróbka tych danych. To rzeczywiście jest tak, że obrobienie tych danych to bardzo często trwa wiele, wiele godzin, znacznie więcej niż pomiar. Tak, więc to to jest czasochłonne.

K.G.: To ile osób potrzeba do obsługi takiego tomografu?

J.T.: Teoretycznie wystarczyłaby jedna osoba, my tutaj pracujemy we dwóch z kolegą Sebastianem Wrońskim, którego z tego miejsca serdecznie pozdrawiam i dziękuję za lata udanej współpracy. Pracujemy we dwóch i to jest dobre rozwiązanie, dlatego że często robiąc takie badania, my mamy duże ilości próbek do wykonania w krótkim czasie. Na przykład jeżeli są to próbki biologiczne, które po prostu mogą się zniszczyć wskutek kolejnych dni, które będą leżały w jakichś tam roztworach, to te badania trzeba zrobić szybko. W związku z tym bywają takie sytuacje, że na przykład robimy badania cały tydzień włącznie z weekendem i wtedy w weekend ja przychodzę rano, wkładam próbkę, próbka się mierzy, w południe przychodzimy obaj, żeby jeszcze coś przedyskutować, wkładamy kolejną próbkę, a wieczorem na przykład kolega Sebastian przychodzi i zmienia próbkę, prawda? I po tym następnego dnia odwrotnie. Więc ta współpraca to, że są dwie osoby i nie zawsze każdy ma po prostu czas, więc jeżeli są dwie osoby, znacznie łatwiej jest się dopasować tak, żeby wykorzystywać ten czas badawczy. Bo nasze urządzenie pracuje bardzo dużo, to znaczy ono jest przystosowane w ogóle do pracy 7 dni w tygodniu, 24 godziny na dobę. Może tak nie pracuje, ale bywały takie okresy, że i tak pracowało.

K.G.: Ale też muszę przyznać, że zaglądałam panu przez ramię do monitora i tam nazwy katalogów były co najmniej zadziwiające. Była na przykład „babeczka nieupieczona”, „babeczka już upieczona” czy pączek czy jakieś takie różne rzeczy. To jakby: dlaczego?

J.T.: Większość naszych katalogów nazywana jest nazwiskami osób, które nam przynoszą próbki. Natomiast rzeczywiście ten katalog, który tutaj pani zobaczyła, był specyficzny, ponieważ był to katalog z próbkami przynoszonymi przez studentów. My w naszym laboratorium prowadzimy również zajęcia, uczymy studentów tomografii, co zresztą sobie bardzo cenią, ponieważ w tej chwili tomografy coraz częściej już w różnego rodzaju firmach występują i oni po prostu przychodzą z pewną gotową umiejętnością obsługi takich tomografów i pomiarów. I rzeczywiście my mamy taki pomysł, że studenci przynoszą różne próbki samodzielnie, no po to, żeby mogli sobie zmierzyć coś, co sami chcą. My to tylko ewentualnie akceptujemy. No i rzeczywiście te pomysły są bardzo różne, tak właśnie jak tutaj pani mówiła na przykład babeczka, która jest niewypieczona, i babeczka, która jest wypieczona. I możemy sobie porównać, co się w tej babeczce stało. Pomysły mają studenci bardzo różne, ktoś przyniósł na przykład kamienie nerkowe własnego dziadka. No, czemu nie? Zmierzyliśmy, zbadaliśmy, ale na przykład bardzo…

K.G.: Dobra, pan z własnym zębem przyszedł!

J.T.: Dokładnie. Jeden student, który pracował w palarni kawy, przyniósł trzy ziarna kawy na różnych etapach wypalenia, a więc kawa niewypalona, kawa średnio wypalona i kawa mocno wypalona. I to były bardzo ciekawe badania, naprawdę, ponieważ doskonale było widać, że ta kawa niewypalona to ona była taka zwarta, jednolita, trochę jak jabłko powiedzmy. Ta kawa wypalona miała bardzo dużo już takich pustych przestrzeni, miała po prostu, no była taka jak pumeks, prawda, jak gąbka. A ta kawa mocno wypalona to po prostu miała bardzo, bardzo dużo takich cieniutkich ścianek, nie wiem do czego to tak przyrównać, bo to była taka siateczka z takich ścianek. No i tu właśnie widać wyraźnie, że po prostu ta kawa dobrze wypalona będzie się lepiej zachowywała potem przy przeciskaniu przez nią wody, bo ta woda będzie miała bardzo dużo powierzchni stykowej.

K.G.: Skąd może pobrać smak!

J.T.: Dokładnie tak, stąd ten cały efekt.

K.G.: Czyli kawosze mają rację.

J.T.: Absolutnie tak, absolutnie tak. I to było badane.

K.G.: Potwierdzone naukowo.

J.T.: Tak, to było badanie właśnie wymyślone przez studenta. Student przyniósł próbkę i rzeczywiście coś takiego badaliśmy.

K.G.: A ten pączek słynny agiehowski?

J.T.: Tak, to dwa lata temu chyba nasz Dział Promocji wpadł na pomysł, że każdy wydział będzie się promował na Tłusty Czwartek jakąś techniką badawczą, którą zbada pączka. No i my oczywiście też zrobiliśmy obrazowanie tego pączka, także pokazaliśmy, z czego się pączek składa, trójwymiarową strukturę tego pączka. Mamy lukier, mamy to ciasto.

K.G.: No ale to panie profesorze, pączek, jaki jest, każdy widzi.

J.T.: No właśnie, i myśmy zrobili to trójwymiarowo i jak się wpisze „AGH pączek”, to od razu w internecie wyskoczą właśnie zdjęcia naszych pączków zrobionych tutaj w laboratorium.

K.G.: Jak małe obiekty można badać metodą tomografii? Czy tutaj mamy jakieś takie ograniczenia fizyczne właśnie, że nie wiem, fala na przykład ominie już?

J.T.: Tak, mamy to ograniczenie od dołu, które jest ograniczeniem fizycznym, ale ono jest pomijalne, ponieważ nawet nie mamy uchwytów do tak małych próbek. Natomiast uchwyty do próbek, które mamy, możemy mierzyć próbki o rozmiarach ułamka milimetra i to mierzy się spokojnie, swobodnie. Ograniczenie mamy raczej z drugiej strony, że nie możemy włożyć zbyt dużych albo zbyt ciężkich przedmiotów, więc powiedzmy kilogram cukru, mniej więcej tak jak wygląda wielkość i i ciężar, to jesteśmy w stanie maksymalnie zmierzyć. Natomiast od strony najmniejszych rozmiarów tu nie mamy wielkich ograniczeń.

K.G.: Kolejne pytanie od patrona: tomograf w archeologii, jaka jest skala tej rewolucji? Czy to jednak tylko ciekawostka?

J.T.: Wydaje mi się, że to jest rzeczywiście rewolucja. To znaczy to nie jest tak, że on zrewolucjonizuje całą archeologię, bo oczywiście archeologia jest bardzo obszernym działem badań. Natomiast ten obszar artefaktów, czyli tam, gdzie badamy różnego rodzaju artefakty archeologiczne, otwiera nam się zupełnie nowe pole do badań, ponieważ możemy w sposób nieniszczący, stosunkowo tani wykonywać badania pokazujące nam wnętrza różnych obiektów. I tu już dotychczas znamy wiele sukcesów uzyskanych tą metodą. Nie pamiętam w tej chwili autorów tego rozwiązania, ale parę lat temu pojawiło się badanie, w którym pokazano, jak właśnie w tomografie rozwinięto pewien zwój papirusa i odczytano napis. On był zwinięty i było wiadomo, że się go nie rozwinie, bo się zniszczy, bo on był w takim stanie, że się zniszczy. Natomiast naukowcom udało się zrobić tomografię, rozwinąć go w komputerze i odczytać to, co tam było zapisane.

K.G.: Świetne!

J.T.: Więc do tej pory nie było takiej możliwości. Także rzeczywiście tomografia jest techniką rewolucyjną, która rewolucjonizuje pewien obszar badań archeologicznych.

K.G.: Kolejne pytanie: słyszałem o możliwości wykorzystania przy badaniu materiałów budowlanych. Czy takie badanie wykonuje się tylko w laboratorium? Czy można, a jeśli nie można, to czy są perspektywy, że kiedyś będzie można wykonywać takie badania do nieinwazyjnego sprawdzania stanu istniejących budynków, na przykład do sprawdzania stanu ścian betonowych lub rur. Trudno mi sobie to wyobrazić, szczerze mówiąc.

J.T.: W przypadku rur istnieją takie rozwiązania, że możemy nałożyć taki jak gdyby pseudotomograf na rurę i on po prostu będzie się obracał wokół rury i ten obszar, w którym mamy rurę, możemy zbadać. Rzeczywiście tego typu urządzenia są. Do ścian betonowych no nie, raczej tomografii nie zrobimy, tam możemy robić to co najwyżej prześwietlenia rentgenowskie pod różnymi kątami i tak się robi rzeczywiście. Natomiast tak, z rurą możemy sobie w ten sposób poradzić. Natomiast rzeczywiście w laboratoriach bada się materiały, my też robiliśmy takie badania, robiliśmy badania betonu na przykład. Rur zresztą też, badaliśmy rury popękane. Robiliśmy jedno bardzo ciekawe badanie zerwanej stalowej liny na przykład, to niestety właśnie było też z obszaru kryminologii, ponieważ przez to właśnie ktoś zginął i to było na potrzeby właśnie później ekspertyzy sądowej. To znaczy my nie robimy ekspertyz, nie mamy takich uprawnień, ale eksperci się do nas zwracają właśnie z takimi badaniami. Chodziło o to, żeby ocenić, czy ta lina się zerwała w sposób samoczynny, czy też ktoś jej po prostu pomógł, więc tego typu badanie też żeśmy robili.

K.G.: No i co wyszło?

J.T.: Samoczynnie. Tak, samoczynnie się zerwała. Może powiem o jeszcze jednym ciekawym badaniu związanym właśnie z takimi badaniami też budowlanymi powiedzmy. Badaliśmy bardzo ciekawy materiał na posadzki. Ten materiał był wykonany z pewnej żywicy, w której były zatopione zmielone opony. To był taki pomysł właśnie, żeby recyklingować opony i robić z tego taki materiał, który będzie na posadzki, który będzie antypoślizgowym. I problem był taki, że ten materiał pękał, i teraz trzeba było zrozumieć, jak on pęka, co się tam dzieje. I to były właśnie takie badania, gdzie myśmy brali te próbki posadzki i poddawali je obciążeniom, i myśmy je po prostu rozrywali, ale w tomografie. Więc w tomografie patrzyliśmy krok po kroku, rozgrywaliśmy bardzo powolutku i patrzyliśmy, co się dzieje, po to, żeby się zorientować, gdzie powstają pierwsze pęknięcia i co się potem z nimi dzieje. Bo mogło być tak, że pęka żywica, mogło być tak, że pękają te ziarenka gumowe w środku, a mogło być też tak, że pęknięcia pierwsze powstają na granicy pomiędzy ziarnami a tą żywicą. No i okazało się, że tak właśnie jest, że to jest właśnie główny mechanizm pękania. To spowodowało jak gdyby, że producenci, twórcy musieli po prostu pomyśleć o pewnych rozwiązaniach, które pozwolą mocniej spoić te ziarna gumowe z żywicą. Także tak, w zastosowaniach budowlanych jak najbardziej tomografia też się przydaje.

K.G.: A jak już zrobicie badania dla medyków, archeologów, paleontologów, kryminologów, konserwatorów zabytków, biologów, komercyjne i macie czas, żeby zrobić badania swoje, to co robicie?

J.T.: No ja powiem, że ten tomograf był kupowany z pełną świadomością, że my na nasze potrzeby badań naszych wykorzystamy go w 20% góra. I tak się rzeczywiście dzieje. Czym my się zajmujemy? My się zajmujemy próbą stworzenia tak zwanej medycyny spersonalizowanej. To wiele ośrodków na świecie, wielu naukowców nad tym pracuje. Chodzi o to, że jeżeli na przykład mamy jakiś ubytek kostny, wskutek wypadku na przykład mamy ubytek fragmentu kości policzkowej albo na przykład wskutek nowotworu musimy wyciąć fragment kości udowej, to chodzi o to, co w to miejsce wsadzić. Dotychczas taką typową techniką jest po prostu wkładanie takich powiedzmy gąbek specjalnych, które pobudzają kość do wzrostu, ale te gąbki nie przenoszą obciążeń mechanicznych. W związku z tym rekonwalescencja trwa długo. Nasz pomysł jest taki, żeby po prostu, jak mamy takie miejsce, robimy tomografię, widzimy, jak wygląda ta dziura i teraz projektujemy pod kątem tej konkretnej osoby konkretną… taki scaffle tak zwany. To nie jest implant, nazywamy to scaffoldem. Taki scaffold kostny, który będziemy w stanie wszczepić w to brakujące miejsce w kości, no i kość się z tym przerośnie. I co jest ważne, właśnie już szybko będzie przenosić obciążenia mechaniczne, więc ta rekonwalescencja trwałaby krócej. Oczywiście do tego jest bardzo daleka droga, ale podstawą do tego jest zrozumienie, jak własności mechaniczne kości wiążą się z jej budową. Dlatego robimy bardzo wiele badań, w większości na kościach wołowych i wieprzowych, ale również czasami na kościach ludzkich, gdzie badamy małe fragmenty kości, tak zwanej tkanki kostnej, czyli nie cała kość, tylko tkanka kostna. Jak czasami w kuchni obrabiamy mięso, to widzimy czasami, że kość ma taką porowatą strukturę, też trochę taką jak pumeks, w środku, i my właśnie tą tkanką się zajmujemy, badamy jej strukturę i to, jak ta struktura wiąże się z własnościami tej kości, a następnie próbujemy w sposób syntetyczny, sztuczny, generować takie struktury o zadanych parametrach. Bo jeżeli chcemy uzyskać kość, która będzie miała określone własności, to my musimy wygenerować taką strukturę, potem ją wydrukować, a potem znowu musimy też zrobić testy, więc znowu wracamy na tomograf. Czyli najpierw tomografem mierzyliśmy te kości zwierzęce, a potem w tomografie mierzymy te kości, które sami wyprodukowaliśmy, i patrzymy, czy pod wpływem obciążeń one się zachowują tak, jakbyśmy chcieli. W największym skrócie na tym polegają nasze badania. Mamy nadzieję, że kiedyś się uda stworzyć właśnie taki substytut kości pod konkretnego pacjenta.

K.G.: Ale to jeszcze nie koniec, bo czekacie na nową maszynę.

J.T.: Rzeczywiście laboratorium się rozwija. Tutaj wielka zasługa właśnie kolegi Sebastiana Wrońskiego, który tu bardzo aktywnie działał na tym polu. Udało nam się zakupić nowe urządzenie. Zbyt wiele może jeszcze nie będę tutaj mówił o szczegółach, natomiast rzeczywiście będzie to urządzenie, które będzie wykorzystywało techniki rentgenowskie, tak samo jak nasza tomografia, będzie robić tomografię. Znacznie się poszerzy zakres możliwych rzeczy, które będziemy mierzyć, w szczególności ta tomografia będzie bardzo szybka. W związku z tym będziemy mogli mierzyć rzeczy, które się zmieniają w czasie. No na przykład można będzie zrobić pomiar na przykład puszystości lodów, ponieważ teraz by nam się to rozpuściło, pomiar trwałby godzinę co najmniej, więc lody by się rozpuściły. Tu pomiar będzie mógł trwać 10 sekund na przykład, więc będzie jeszcze parę innych technik badawczych. To będzie pierwsze tego typu urządzenie w Europie, więc mam nadzieję, że będzie się cieszyć dużym zainteresowaniem.

K.G.: Pączki, lody, dobrze się tu bawicie w tym Krakowie!

J.T.: I już zapraszam Radio Naukowe za rok, dwa, jak urządzenie ruszy. Myślę, że będziemy mieli o czym opowiadać.

K.G.: Oj, na pewno! Bardzo dziękuję. Doktor habilitowany inżynier Jacek Tarasiuk, profesor AGH. Dziękuję.

J.T.: Również dziękuję.