Des scanners plus efficaces grâce à une nouvelle technologie de détection de rayons X

Une Université anglaise a mis au point de nouveaux matériaux équivalents aux tissus qui pourraient ouvrir la voie à une nouvelle génération de détecteurs de rayons X flexibles. Ces avancées pourraient avoir des applications allant du traitement du cancer à l’amélioration des scanners aéroportuaires.

Une alternative aux détecteurs de rayons X traditionnels

Les détecteurs de rayons X sont traditionnellement fabriqués à partir de matériaux lourds et rigides tels que le silicium ou le germanium. Les nouveaux détecteurs flexibles, en revanche, sont moins coûteux et peuvent être façonnés autour des objets à scanner. Ils améliorent la précision lors du dépistage des patients et réduisent les risques lors de l’imagerie des tumeurs et de l’administration de la radiothérapie.

Dr Prabodhi Nanayakkara, qui a dirigé la recherche à l’Université de Surrey, a indiqué : « Ce nouveau matériau est flexible, économique et sensible. Mais ce qui est excitant, c’est que ce matériau est équivalent aux tissus. Cela ouvre la voie à la dosimétrie en temps réel, ce qui n’est tout simplement pas possible avec la technologie actuelle. »

La plupart des détecteurs de rayons X disponibles sur le marché aujourd’hui sont lourds, rigides, consomment beaucoup d’énergie et sont coûteux si une grande surface doit être couverte.

Des semi-conducteurs organiques pour une solution plus flexible

Les substances composées d’hydrogène et de carbone, connues sous le nom de semi-conducteurs organiques, offrent une solution plus flexible. Cependant, jusqu’à présent, elles ne permettaient pas de produire une image de rayons X aussi détaillée que les détecteurs traditionnels.

Pour résoudre ce défi, les scientifiques de l’Institut de Technologie Avancée de l’Université de Surrey ont créé des dispositifs basés sur une encre en ajoutant de faibles quantités d’éléments de numéro atomique élevé à un semi-conducteur organique.

En s’appuyant sur les recherches précédentes de l’équipe dans ce domaine, leur nouveau détecteur se comporte davantage comme un tissu humain sous les rayons X. Cette découverte pourrait conduire à de nouvelles techniques plus sûres pour l’administration de la radiothérapie, la mammographie et la radiographie.

Une technologie prometteuse pour diverses utilisations

Le professeur Ravi Silva, directeur de l’Institut de Technologie Avancée de Surrey, a ajouté : « Cette nouvelle technologie pourrait être utilisée dans divers contextes, tels que la radiothérapie, la numérisation d’artefacts historiques et dans les scanners de sécurité. L’Université de Surrey, avec sa spin-out SilverRay Ltd, continue de mener la voie dans les détecteurs de rayons X flexibles – nous sommes ravis de voir que la technologie montre une réelle promesse pour une gamme d’utilisations. »

Le co-auteur, le professeur Martin Heeney, de l’Imperial College de Londres, a conclu pour sa part : « Nous avons développé des analogues lourds des semi-conducteurs organiques traditionnels pendant un certain temps, et nous avons été intrigués lorsque le Dr Imalka Jayawardena a suggéré leur application dans les détecteurs de rayons X. Ces résultats sont très excitants, surtout si l’on considère qu’il s’agit du premier matériau étudié, et qu’il y a beaucoup de place pour d’autres améliorations. »

En synthèse

Les travaux de l’Université de Surrey ont abouti à la création de nouveaux matériaux équivalents aux tissus qui pourraient révolutionner le domaine des détecteurs de rayons X. Ces détecteurs flexibles, moins coûteux et plus précis, pourraient avoir un impact significatif dans divers domaines, allant du traitement du cancer à l’amélioration des scanners aéroportuaires. Les résultats de cette recherche prometteuse sont publiés dans la revue Advanced Science.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le nouveau matériau développé par l’Université de Surrey ?

C’est un matériau équivalent aux tissus, flexible, économique et sensible, qui pourrait être utilisé pour créer une nouvelle génération de détecteurs de rayons X.

Quels sont les avantages de ce nouveau matériau ?

Il est moins coûteux, plus flexible et peut être façonné autour des objets à scanner, améliorant ainsi la précision et réduisant les risques lors de l’imagerie des tumeurs et de l’administration de la radiothérapie.

Qu’est-ce que la dosimétrie en temps réel ?

La dosimétrie en temps réel est une technique qui permet de mesurer la dose de radiation reçue par un patient pendant un traitement de radiothérapie. Elle n’est pas possible avec la technologie actuelle, mais ce nouveau matériau pourrait ouvrir la voie à son développement.

Qu’est-ce qu’un semi-conducteur organique ?

Un semi-conducteur organique est une substance composée d’hydrogène et de carbone. Ils offrent une solution plus flexible pour les détecteurs de rayons X, mais jusqu’à présent, ils ne permettaient pas de produire une image aussi détaillée que les détecteurs traditionnels.

Quelles sont les applications potentielles de cette nouvelle technologie ?

Elle pourrait être utilisée dans divers contextes, tels que la radiothérapie, la numérisation d’artefacts historiques et dans les scanners de sécurité.

M. Prabodhi A. Nanayakkara et al, Tissue Equivalent Curved Organic X‐ray Detectors Utilizing High Atomic Number Polythiophene Analogues, Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202304261

Légende illustration principale : photo du Dr Nanayakkara tenant le nouveau détecteur est disponible / Crédit : Dr Prabodhi Nanayakkara.