Рентген без вреда. Samsung заинтересовалась разработкой томских физиков

Томские физики разработали новую технологию, которая позволит уменьшить дозу облучения и сделать снимки более качественными во время рентген-обследования. Разработкой уже заинтересовались в компании Samsung.

Изобретение томских ученых, возможно, позволит создать рентгеновский аппарат нового поколения. Исследователи разработали технологию производства детекторов рентгеновского излучения, в которых полупроводниковый кремний удалось заменить на более чувствительный и радиационно стойкий арсенид галлия.

Сейчас для получения цифровых рентгеновских снимков используются детекторы на основе полупроводникового кремния. Физики из Томского государственного университета нашли способ заменить кремний материалом на основе арсенида галлия. Благодаря этому рентгеновский аппарат создает меньшую лучевую нагрузку на пациента, а снимки получаются более четкими.

Большинство рентген-кабинетов в российских государственных больницах оснащены аналоговыми аппаратами. Эпоха пленочного рентгена для российских врачей еще не закончилась. При этом износ парка рентген-аппаратов составляет в среднем 70%.

Более благоприятная ситуация складывается в частных клиниках и стоматологических кабинетах. Здесь рентген делают в основном на цифру. Эта технология обладает целым рядом преимуществ. Во-первых, снимки в электронном виде намного легче обрабатывать, хранить, передавать, сравнивать между собой и т. д. Во-вторых, процедура занимает меньше времени и позволяет снизить лучевую нагрузку на пациента.

В цифровой рентгенографии используются полупроводниковые детекторы рентгеновского излучения, изготовленные, как правило, на основе кремния. Однако эту технологию тоже нельзя назвать совершенной.

Дело в том, что кремний не слишком чувствителен к рентгеновскому излучению. Поэтому его покрывают так называемым конверсионным слоем, преобразующим рентгеновские кванты в фотоны видимого светового диапазона, а они, в свою очередь, регистрируются кремниевыми фотодиодами. Получается как бы «испорченный телефон»: часть информации искажается или вовсе теряется, что приводит к размытию на снимках.

Эту проблему можно решить с помощью полупроводников на основе альтернативных материалов, обладающих более высокой радиационной чувствительностью и способных регистрировать рентгеновское излучение напрямую.

Один из таких материалов — арсенид галлия. Однако его применение также связано с целым рядом сложностей. Работы по созданию детекторов рентгеновского излучения на основе арсенида галлия ведутся в Томском госуниверситете достаточно давно. Проводились даже совместные исследования с ЦЕРН — крупнейшим в мире исследовательским центром в области физики элементарных частиц, подарившим миру интернет и адронный коллайдер.

Сейчас на базе ТГУ и нанотехнологического центра «Роснано» создана инновационная компания «Арсенид-галлиевые сенсоры». Центр «Роснано», которому принадлежит доля в уставном капитале этого предприятия, выступит в качестве посевного инвестора и профинансирует создание пилотных образцов сенсоров для их дальнейшего тестирования на рентгеновском оборудовании.

Результатом этой работы может стать выход на мировой рынок рентгеновских сенсоров российского производства. По словам Максима Чепезубова, их конкурентоспособность обусловлена двумя факторами. Во-первых, полупроводники на основе арсенида галлия позволяют получить более качественные снимки. Во-вторых, благодаря их высокой радиационной чувствительности можно примерно вдвое снизить дозу облучения при проведении рентгеновского обследования.

Первое конкурентное преимущество не вызывает никаких споров в профессиональной среде. Однако актуальность второго остается под вопросом. Дело в том, что в современных рентгеновских аппаратах дозы облучения и так очень невысоки, особенно если речь идет о радиовизиографах, широко используемых в стоматологии.