تولید آشکارسازی برای تصویربرداری پزشکی با دقت تفکیک پذیری بالا

به گزارش ICTPRESS، علی رغم کاربرد فراوان آشکار سازهای پرتو X (سوسوزن) در صنایع مختلف، پخش ‌شدگی و به دنبال آن پراکندگی فوتون‌های نوری تولید شده و در نتیجه عدم توانایی آنها در تفکیک مکانی مناسب از مشکلات آنها به شمار می‌رود. با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد نانو سیم‌های اکسید روی نظیر راندمان کوانتومی بالا، زمان فروپاشی کوتاه، سختی تابش بالا و عدم سمیت، محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر بر آن شدند تا نوع جدیدی از آشکار ساز سوسوزن پرتوی ایکس و ذرات باردار سنگین را با استفاده از این نانو سیم‌های یک بعدی به منظور بهبود قدرت تفکیک مکانی آشکارساز تولید کنند.
برای دستیابی به این هدف این محققان نانوسیم‌هایی با نسبت ابعادی بالا در قالب‌های پلی‌کربناتی رشد دادند. سپس لایه پلی‌کربناتی حاوی نانوسیم‌ها با یک حسگر نوری CMOS قدرتمند ترکیب شده تا براي انجام آزمون‌های تجربی به کار گرفته شود.
نتایج نشان داد که داده‌های تجربی توافق بسیار خوبی با نتایج شبیه ‌سازی شده داشته و بیانگر این نکته بود که نانوسیم‌های اکسید روی به کار رفته درون غشای پلی‌کربنات می‌تواند به عنوان یک آشکارساز پرتوی X و ذرات آلفا با قدرت تفکیک مکانی بالا عمل کنند.
نانوسیم‌های اکسیدروی به کار رفته در این آشکارسازها، بعد از تولید فوتون‌های نوری، مانند یک فیبر نوری عمل کرده و آنها را به انتهای خود منتقل می‌کنند. این مکانیسم باعث جلوگیری از پراکنده شدن نور در داخل آشکارساز شده و علاوه براین سبب می‌شوند فوتون‌های نوری دقیقا در راستای برخورد ذره پر انرژی به روی حسگر نوری خارجی منتقل شده و در نتیجه محل برخورد ذره با دقت فوق‌العاده‌ای توسط سیستم الکترونیکی ثبت شود.
با توجه به سادگی و هزینه پایین تولید این آشکارساز، و با بهینه‌سازی راندمان نوری نانو سوسوزن به کمک افزایش تخلخل غشاء، طول نانوسیم‌ها و افزودن ناخالصی مناسب به منظور افزایش بهره نوری، می‌توان از این اشکارساز برای تصویربرداری‌های پزشکی فوق دقیق بهره گرفت.
آشکارساز پرتوی X تولید شده دارای قدرت تفکیک بالایی است و قابلیت استفاده در سیستم‌های تصویربرداری تشخیصی پزشکی و سیستم‌های درمانی مبتنی بر استفاده از ذرات باردار مانند الکترون، پروتون و آلفا کاربرد دارد.