129 лет назад Вильгельм Конрад Рентген открыл лучи, названные в его честь, и на рубеже веков представил первый полноценный рентгеновский аппарат. Хотя с тех пор процесс визуализации изменился, в аппаратах, по сути, все еще используются технологии 70-летней давности. Сцинтилляторы являются важной частью рентгеновских аппаратов.
Сцинтиллятор преобразует рентгеновские лучи в видимый свет. Фото: BrightComSol Проще говоря, они могут преобразовывать рентгеновские лучи в видимый свет и, таким образом, служить детекторами рентгеновского излучения. Чем больше рентгеновских лучей падает на них, тем ярче они светятся.
Сцинтиллятор является центральным компонентом рентгеновского аппарата. Фото: BrightComSol Например, если делают рентген сломанной руки, за ней помещают сцинтиллятор. Излучение, попадающее на сцинтиллятор, слабее в месте расположения кости, поскольку оно поглощает часть излучения.
Испускаемый видимый свет затем собирается датчиками света и преобразуется в электрические сигналы. Создается цифровое рентгеновское изображение.
Тот, кто совершенствует сцинтиллятор, также улучшает качество рентгеновских изображений. Стартап BrightComSol использует новый подход, а именно так называемые квантовые точки. Эти крошечные частицы состоят в основном из минерала перовскита, который также играет центральную роль в исследованиях солнечных модулей. Затем мелкий порошок можно смешать с полимером и нанести на пленку в качестве покрытия.
По сравнению с обычными сцинтилляторами материал, разработанный в Вене, светится гораздо ярче и темнеет гораздо быстрее, как только рентгеновские лучи выключаются. Уже одно это имеет несколько преимуществ: например, можно снизить радиационное воздействие, поскольку для свечения материала требуется гораздо меньше энергии. Кроме того, можно сделать множество изображений подряд, не дожидаясь окончания «послесвечения» сцинтиллятора.
Исследователи также могут улучшить разрешение рентгеновских изображений. Благодаря сотовой структуре свет в основном излучается вперед, и полученное изображение становится более четким. Эта технология подходит не только для медицинских применений, но и для промышленного рентгеновского излучения.
«Печатную электронику или литий-ионные аккумуляторы можно проверить на наличие тонких микротрещин», — сообщает BrightComSol.
Но есть и другие возможные применения в медицине, помимо визуализации, например, в лучевой терапии рака. 90 процентов пациентов страдают от ожогов кожи после лучевой терапии. Так называемая флэш-терапия призвана избежать этого побочного эффекта. Вместо нескольких сеансов продолжительностью от 10 до 20 минут нужен только один сеанс. При этом опухоль бомбардируется тысячами высокодозных импульсов радиации, что однако занимает менее секунды. Это не только ускоряет лечение, но и, прежде всего, удешевляет его.
Флэш-терапия была впервые применена к пациенту с раком кожи в 2018 году и еще не одобрена клинически. Для утверждения необходима технология, способная определить точную дозу радиации, которой подвергается организм за этот короткий промежуток времени. Сцинтиллятор BrightComSol на это способен. Для доклинического исследования компания разработала пластырь со сцинтиллятором, который можно приклеивать непосредственно на кожу. Этот метод позволяет точно измерить, сколько излучения попадает на один участок кожи.
Цель компании также состоит в том, чтобы их технология использовалась в качестве стандарта для рентгеновских аппаратов по всему миру.