Forbedret forstærkerteknologi til brug ved positronemissionstomografi

I EU -projektet ENEFRF, forskere ved Ångström Laboratory arbejder på at forbedre radiofrekvensforstærkere, der vil gøre teknologi til kræftdiagnostik mere effektiv, tilgængelig, og overkommelig. "Vi ser en dramatisk stigning i antallet af PET -scanninger og derfor omkostningerne for samfundet. Med opgraderet teknologi, omkostningerne til vedligeholdelse og drift reduceres, "siger Dragos Dancila, Docent i anvendt fysik.

Uppsala Universitet har en lang tradition for at udvikle avanceret teknologi til medicinske formål. Det var i Uppsala, at 61 år siden en tumor blev behandlet for første gang ved hjælp af protonstråling ved Gustaf Werner Institute for Nuclear Chemistry, GWI, i dag Svedberg -laboratoriet, TSL. Nu udvikler forskere ved Ångström Laboratory højtydende radiofrekvensforstærkere til medicinsk billeddannelsesteknologi, såsom kræftdiagnostik.

Dragos Dancila ved Division of Solid State Electronics og FREIA leder Eurostars -projektet ENEFRF. Planen er at udvikle radiofrekvensforstærkere til nye cyclotrons i samarbejde med GE Healthcare i Uppsala. Partikelacceleratorer som cyclotroner bruges til at producere radioisotoper. Disse bruges derefter som markører i positronemissionstomografi, KÆLEDYR, scanninger, at spore og identificere tumorer hos patienter.

Imidlertid, elektronrørteknologien, der bruges i dag, er afhængig af et enkelt element, hvilket er problematisk med hensyn til pålidelighed, fastslår Dragos Dancila.

"Hvis denne komponent fejler, det tager lang tid at genoprette driften. Men hvis vi i stedet bruger flere komponenter, i form af flere dusin højeffekttransistorer, det bliver lettere at udskifte en enkelt komponent, og på denne måde opretholde radioisotopproduktion. "

Kan håndteres af hospitalspersonale

En anden fordel er, at transistorer med lavere spændingsniveauer også kan håndteres af personale uden specialistviden. Resultatet af projektet er også mere overkommelige cyklotroner, som endda kan sendes til fjerntliggende områder, ifølge Dragos Dancila.

"Så kan du oprette flere cyklotroner i nærheden af ​​rigtig mange patienter på forskellige hospitaler, i stedet for bare at have en enkelt centraliseret cyclotron. "

De radiofrekvensforstærkere, som han og hans forskningskolleger udvikler på Ångström -laboratoriet, vil blive drevet af transistorer med en ti gange højere densitet end nu er tilgængelig. De bliver dog nødt til at øge effektniveauerne.

"Lige nu, vi udvikler effektforstærkere baseret på halvlederteknologi til forskellige frekvenser og forskning i effektivisering. Udfordringen er at nå højt nok spændingsniveau og få forstærkerne til at arbejde med så høj effektivitet og pålidelighed som muligt, "siger Dragos Dancila. Han tilføjer:

"I fremtiden, denne form for højtydende mikrobølgekilder vil også være kritisk for driften af ​​forskningsfaciliteter såsom ESS i Lund. "

ENEFRF står for Energy Efficient Positron Emission Tomography (PET) Cancer Diagnostics-Novel RF Source for Radioisotope Production.

Formålet med projektteamet på FREIA -laboratoriet er at opnå mere end 1 kW pr. Transistorforstærker med cirka 80 procent effektivitet.

Den kontinuerlige forbedring af transistorer muliggør udskiftning af elektronrørteknologi i frekvensområdet 100-2000 MHz.