Новий детектор на основі перовськітів обіцяє революцію в ядерній медицині — зниження витрат, підвищення точності та безпеки.
Переваги нової технології для візуалізації
У сучасній ядерній медицині метод SPECT (однофотонна емісійна комп’ютерна томографія) є надзвичайно важливим інструментом. Він дозволяє лікарям оцінити функцію серця, виявити патології судин і діагностувати захворювання на ранніх стадіях. Однак існуючі детектори мають істотні недоліки: високу вартість, крихкість матеріалів і низьку роздільну здатність. Як зазначає Іхуї Хе, «наш підхід не тільки покращує роботу детекторів, але й може знизити витрати».
Дослідники з Північно-Західного університету та університету Сучжоу розробили перший у своєму роді перовськітний детектор гамма-променів, який здатен фіксувати окремі фотони з вражаючою точністю. За словами Меркурі Канацідіса, «це перший чіткий доказ того, що детектори на основі перовськіту можуть створювати чіткі та надійні зображення». Цей прорив базується на багаторічних дослідженнях перовськітів — кристалічних структур, що вже раніше викликали інтерес у галузі сонячної енергетики.
Нові горизонти точності
На відміну від детекторів на базі телуриду кадмію-цинку (CZT) або йодиду натрію (NaI), новий пристрій забезпечує небачену досі енергетичну роздільну здатність. Завдяки особливостям вирощування кристалів у контрольованому середовищі команда змогла створити піксельний сенсор, що нагадує матрицю камери смартфона. Цей сенсор формує надзвичайно чітке зображення навіть при дуже слабкому сигналі.
«Зараз ми демонструємо, що детектори на основі перовскіту можуть забезпечити роздільну здатність і чутливість, необхідні для таких вимогливих застосувань, як візуалізація в ядерній медицині», — наголосив Канатзідіс. Це відкриває перспективи зменшення дози радіоактивного індикатора, що є критично важливим для зниження променевого навантаження на пацієнтів.
Технологія, що виходить за межі лабораторії
У рамках експериментів новий детектор зумів розрізнити джерела гамма-випромінювання, розташовані на відстані всього кількох міліметрів. Він також успішно працював із технецієм-99m — стандартним ізотопом, який широко використовується у клінічній діагностиці. Детектор показав високу стабільність, майже повністю поглинаючи сигнал без втрат. Така ефективність дозволяє проводити коротші сканування з меншою дозою опромінення.
Комерціалізацією технології займається компанія Actinia Inc., яка вже розпочала співпрацю з виробниками медичного обладнання. Завдяки спрощеному процесу вирощування перовськітів і використанню дешевших компонентів, високоякісна візуалізація стане доступнішою для більшої кількості клінік у всьому світі.
Висновки та перспективи
«Доведення того, що перовськіти можуть забезпечувати однофотонну гамма-візуалізацію, є важливою віхою», — підсумовує Канатзідіс. Цей прорив відкриває новий етап в історії діагностичної медицини, де чіткіші зображення та доступ до інновацій стають стандартом, а не привілеєм.
Мета дослідників — створити масштабовану технологію, що дозволить реалізувати повноцінні системи візуалізації нового покоління. Цей підхід поєднує високу роздільну здатність, низькі витрати та високу стабільність — рідкісне поєднання у галузі медичної техніки.
«Високоякісна ядерна медицина не повинна бути обмежена лікарнями, які можуть дозволити собі найдорожче обладнання», — підкреслює Канатзідіс. Завдяки роботі його команди, майбутнє діагностики стає ближчим, безпечнішим і точнішим для кожного пацієнта.