CT med nanorør til scanning af mennesker og bagage

Forskere fra Siemens undersøger brugen af ​​små, hurtige røntgenkilder baseret på nanorør.

I kombination med en computer tomograf (CT) scanner, disse kunne tjene til at generere billeder af høj kvalitet af hurtige processer i den menneskelige krop, såsom spredning af et kontrastmiddel. Strålingen ville blive reduceret uden at gå på kompromis med billedkvaliteten sammenlignet med det udstyr, der bruges i dag. Brugen af ​​hurtige røntgenkilder er også attraktiv til applikationer, der kræver en hurtig gennemstrømning. Disse omfatter scanningssystemer til bagage og passagerer i lufthavne. Siemens udvikler disse kilder sammen med det amerikanske firma Xintek i et joint venture ved navn XinRay Systems.

Røntgenstråler genereres, når accelererede elektroner rammer en elektrode. Dagens konventionelle kilde til sådanne elektroner er en varm filament inde i et vakuumrør. Imidlertid, denne type system bruger meget energi, reagerer relativt langsomt, bliver varm, og kan kun miniaturiseres til en vis grad. Derfor, forskere leder efter "kolde" elektronkilder, som udsender elektroner under høj spænding fra et metal, der er dannet til små pigge eller skarpe kanter.

Nanorør lavet af kulstof er ideelle som såkaldte feltemittere, da de er lige så ledende som metal og også meget tynde, med en diameter på nogle få nanometer. De kan aktiveres på mindre end en milliontedel af et sekund, hvorimod det tager flere hundrededele af et sekund at udløse en konventionel røntgenkilde. Forskerne hos Siemens, Xintek og XinRay påfører først nanorør på et metalsubstrat og kontrollerer derefter disse individuelt for at skabe en række minielektronkilder. Teknologien stammer fra forskning udført af et team ved University of North Carolina og er nu ved at blive udviklet til en kommerciel løsning af Siemens.

I de mest kraftfulde CT-scannere, der i øjeblikket er tilgængelige fra Siemens, to røntgenrør drejer rundt om patienten med mere end tre gange i sekundet. I fremtiden, hundredvis af mini røntgenkilder kunne installeres permanent i en fast cirkel og udløses i rækkefølge. Dette ville generere ti billeder af høj kvalitet i sekundet - hurtigt nok til at muliggøre observation af processer såsom ødelæggelse af tumorvæv under strålebehandling. Det vil tage flere år, før sådanne røntgenkilder kan bruges i serieproduceret medicinsk udstyr. Imidlertid, deres markedsberedskab til brug i industrielle miljøer eller til at scanne bagage i lufthavne kunne komme meget hurtigere.