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Neuer Röntgendetektor zur Reduzierung der Strahlenexposition, Verbesserung der medizinischen Bildgebung

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Die Röntgenbildgebung ist ein Eckpfeiler der modernen Medizin, aber sie ist mit erheblichen Risiken für Patienten und Gesundheitsdienstleister verbunden.

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CT-Scanner, Fluoroskope und Mammographiegeräte müssen eine große Menge ionisierender Strahlung erzeugen, da die vorhandenen Detektoren auf Siliziumbasis nicht sehr effizient bei der Erfassung eingehender Röntgenstrahlen sind. Der größte Teil der Strahlung durchdringt die vorhandenen Detektoren. Nun haben Forscher der Los Alamos and Argonne National Laboratories einen Röntgendetektor auf der Basis von Perowskit, einem Kalzium-Titanoxid-Mineral, entwickelt, der um Größenordnungen empfindlicher ist als herkömmliche Siliziumdetektoren.

Empfindlichere Detektoren werden es röntgenbasierten Bildgebungssystemen ermöglichen, die von ihnen abgegebene Strahlendosis zu reduzieren und ihre Bildtreue zu verbessern.

"Das Perowskit-Material, das das Herzstück unseres Detektor-Prototypen bildet, kann mit kostengünstigen Herstellungsverfahren hergestellt werden", sagte Hsinhan (Dave) Tsai, ein Postdoc-Stipendiat am Los Alamos National Laboratory, in einer Pressemitteilung. "Das Ergebnis ist ein kostengünstiger, hochempfindlicher und selbstversorgter Detektor, der bestehende Röntgendetektoren radikal verbessern und möglicherweise zu einer Vielzahl unvorhergesehener Anwendungen führen könnte

Der neue Detektor ist etwa 100-mal empfindlicher als Silizium-Bauelemente und benötigt keine Stromquelle, da er die eingehende Röntgenenergie zur Erzeugung des elektrischen Ausgangssignals nutzt. Ein weiterer Vorteil des neuen Detektors besteht darin, dass sein Kern, der Perowskit-Dünnfilm, auf Oberflächen aufgesprüht werden kann, im Gegensatz zu Siliziumbauelementen, die Metallabscheidung und hohe Temperaturen benötigen, um erzeugt zu werden.

"Möglicherweise könnten wir tintenstrahlartige Systeme verwenden, um Detektoren in großem Maßstab zu drucken", fügte Tsai hinzu. "Dies würde es uns ermöglichen, Silizium-Detektor-Arrays für eine halbe Million Dollar durch preiswerte, höher auflösende Perowskit-Alternativen zu ersetzen