Creazione di una macchina a raggi X portatile

Una startup sta sviluppando una sorgente di raggi X a schermo piatto che potrebbe aiutare a rendere portatile la tecnica di imaging. I pannelli dell'azienda sono realizzati utilizzando tecniche comuni nel settore dei semiconduttori e sarebbero combinati con sensori di immagine a schermo piatto per realizzare una macchina a raggi X delle dimensioni di una valigetta alimentata da una batteria per laptop. Un tale sistema potrebbe essere utilizzato sul campo dai militari o al posto degli ingombranti sistemi di comodini utilizzati nelle unità di terapia intensiva ospedaliera. Le prime ricerche suggeriscono anche che potrebbe esporre i pazienti a meno radiazioni.

Punto elettrico: Questo punto, inciso in un cristallo piroelettrico, emette elettroni quando il materiale viene riscaldato. Una sorgente di raggi X a schermo piatto utilizza una serie di tali punti per creare un campo più uniforme per l'imaging medico.

L'azienda dietro la sorgente di raggi X, Salute del raggio , è stato scorporato dall'Università della California, a Los Angeles, l'anno scorso. Sta sviluppando una versione commerciale di una sorgente di raggi X a schermo piatto sviluppata da fisici dell'università. La società realizzerà il suo primo imager a raggi X completo in tre o quattro mesi e afferma che avrà un prototipo in scala reale in un anno.

Le macchine a raggi X utilizzate oggi negli ospedali utilizzano una sorgente di radiazioni ad alta energia. Un filamento di tungsteno a un'estremità di un lungo tubo a vuoto emette elettroni quando riscaldato e questi accelerano lungo il tubo fino a quando non colpiscono un elettrodo di metallo, provocando la produzione di raggi X.

Molti gruppi stanno lavorando per sviluppare sorgenti di raggi X più compatte e robuste, afferma Dieter Enzmann , cattedra di scienze radiologiche presso l'Università della California, Los Angeles Health System. Enzmann non è stato coinvolto nello sviluppo della nuova sorgente di raggi X, ma fa parte del comitato consultivo di Radius Health.

Un vantaggio chiave del sistema Radius Health è che utilizza una serie di emettitori, piuttosto che una singola fonte. Esiste un potenziale per ridurre la dose di raggi X se è possibile controllare centinaia o migliaia di sorgenti di raggi X in modo indipendente, afferma Enzmann. Questa dose più bassa sarebbe particolarmente interessante per l'imaging pediatrico, afferma Enzmann, aggiungendo che se si dispone di un design portatile e sottile che genera buone immagini, potrebbe essere utilizzato sia sul campo che all'interno dell'ospedale.

Le sorgenti di raggi X di Radius Health funzionano tramite la piroelettricità, la capacità di alcuni materiali di produrre campi elettrici quando vengono riscaldati o raffreddati, e utilizzano un approccio sviluppato presso l'Università della California, a Los Angeles, per controllare l'emissione di elettroni da parte dei cristalli piroelettrici. .

L'incisione chimica viene utilizzata per intagliare wafer di cristalli piroelettrici in piccole tessere, che vengono poi disposte sopra un riscaldatore resistivo. Modelliamo la superficie del cristallo con punti fini che consentono agli elettroni di uscire solo in quei punti, dice Gil Travish , un ricercatore nel laboratorio di fisica del fascio di particelle dell'università e uno dei cofondatori dell'azienda. Ciò garantisce un fascio di elettroni stabile che può quindi essere utilizzato per generare raggi X allineati adatti per l'imaging. I cristalli utilizzati includono niobato di litio e cristalli di tantalato di litio, che si trovano in dispositivi e sensori di telecomunicazioni. Non abbiamo bisogno di materiali insoliti, afferma Travish.

I wafer piastrellati sono ricoperti da una lamina metallica che emette raggi X quando viene bombardata dagli elettroni del cristallo sottostante. Un tubo a raggi X convenzionale produce un fascio di radiazioni a forma di cono con un punto caldo nel mezzo, il che significa che i radiologi devono posizionare i pazienti più lontano dalla sorgente di raggi X per ottenere un'immagine di un'area più ampia, per compensare il perdita di intensità sulla distanza, l'energia della radiazione deve essere aumentata. Il nuovo sistema produce raggi uniformi e paralleli che dovrebbero avere dei vantaggi nell'imaging di grandi aree, afferma Travish.

Un'altra società, Xintek , sta sviluppando una nuova sorgente di raggi X che utilizza fasci di nanotubi di carbonio . L'azienda è più avanti nello sviluppo, avendo portato la sua tecnologia ai test clinici con Siemens. Ma Enzmann afferma che il vantaggio della tecnologia di Radius Health è che i pannelli possono essere facilmente fabbricati su vaste aree utilizzando metodi già impiegati nell'industria dei microchip.

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