INNOVACIÓN

Detector de rayos X autoalimentado para revolucionar las imágenes médicas

Tiene una reducción dramática en la exposición a la radiación y los riesgos para la salud asociados.

Rayos X (Foto. Freepik)
Rayos X (Foto. Freepik)

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13.06.2020 - 00:10

Un nuevo prototipo de detector de rayos X podría revolucionar las imágenes médicas, con una reducción dramática en la exposición a la radiación y los riesgos para la salud asociados, al tiempo que aumenta la resolución en escáneres de seguridad y aplicaciones de investigación, gracias a una colaboración entre el Laboratorio Nacional de Los Alamos y los investigadores del Laboratorio Nacional de Argonne.

''El material de perovskita en el corazón de nuestro prototipo de detector se puede producir con técnicas de fabricación de bajo costo", ha señalado Hsinhan (Dave) Tsai, investigador posdoctoral de Oppenheimer en el Laboratorio Nacional de Los Alamos. "El resultado es un detector rentable, altamente sensible y autoalimentado que podría mejorar radicalmente los detectores de rayos X existentes y potencialmente conducir a una gran cantidad de aplicaciones imprevistas'', ha añadido.

Detector de rayos X (Foto. Laboratorio Nacional Los Alamos)El detector reemplaza la tecnología basada en silicio con una estructura construida alrededor de una película delgada del mineral perovskita, lo que resulta en una sensibilidad cien veces mayor que los detectores convencionales basados ​​en silicio. Además, el nuevo detector de perovskita no requiere una fuente de energía externa para producir señales eléctricas en respuesta a los rayos X.

Los detectores de perovskita de alta sensibilidad podrían permitir imágenes dentales y médicas que requieren una pequeña fracción de la exposición que acompaña a las imágenes convencionales de rayos X. La exposición reducida disminuye los riesgos tanto para los pacientes como para el personal médico. El hecho de que los detectores de perovskita se puedan hacer muy delgados les permite ofrecer una mayor resolución para imágenes altamente detalladas, lo que conducirá a mejores evaluaciones y diagnósticos médicos. Los detectores de menor energía y mayor resolución también podrían revolucionar los escáneres de seguridad y las imágenes en aplicaciones de investigación de rayos X.

Debido a que la perovskita es rica en elementos pesados, como el plomo y el yodo, los rayos X que pasan fácilmente a través del silicio sin ser detectados se absorben y detectan más fácilmente en la perovskita. Como resultado, la perovskita supera significativamente al silicio, particularmente en la detección de rayos X de alta energía. Esta es una ventaja crucial cuando se trata de monitorear rayos X en instalaciones de investigación de alta energía, como las fuentes de luz sincrotrónicas.

La perovskita supera significativamente al silicio, particularmente en la detección de rayos X de alta energía

Las películas de perovskita se pueden depositar sobre superficies pulverizando soluciones que curan y dejan atrás capas delgadas de material. Como resultado, los detectores de capa delgada serán mucho más fáciles y baratos de producir que los detectores basados ​​en silicio, que requieren deposición de metal a alta temperatura. bajo condiciones de vacío.

"Potencialmente, podríamos usar sistemas de chorro de tinta para imprimir detectores a gran escala", ha subrayado Tsai. "Esto nos permitiría reemplazar los conjuntos de detectores de silicio de medio millón de dólares con alternativas de perovskita económicas y de mayor resolución", ha comentado.

Además de la promesa de las perovskitas de capa delgada en los detectores de rayos X, las capas más gruesas funcionan bien siempre que incluyan una pequeña fuente de voltaje. Esto sugiere que su rango de energía útil podría extenderse más allá de los rayos X a los rayos gamma de baja energía.

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