L’imagerie par rayons X est l’un des outils les plus utilisés en médecine moderne. Elle aide les médecins à voir les dents, les os, les poumons et de nombreuses autres structures à l’intérieur du corps. Mais elle soulève également un défi de longue date : des images plus claires nécessitent généralement plus de rayons X, tandis que l’exposition aux radiations doit être maintenue aussi basse que raisonnablement possible, en particulier pour les enfants, les examens répétés et le dépistage à grande échelle.
Une équipe de recherche a maintenant rapporté une nouvelle façon de relever ce défi, depuis l’intérieur même du matériau du détecteur. Dans une étude publiée dans National Science Review, l’équipe a développé un film détecteur à pérovskite plus uniforme de haut en bas. Cette uniformité verticale aide à supprimer le bruit d’image qui devient particulièrement important lorsque la dose de rayons X est très faible.
À faible dose, le problème n’est pas simplement qu’il y a moins de rayons X. Les photons X incidents arrivent avec des fluctuations statistiques naturelles, un peu comme le bruit granuleux observé sur une photo prise de nuit. Dans un film détecteur épais, les rayons X peuvent être absorbés à différentes profondeurs. Si le matériau n’est pas uniforme sur toute son épaisseur, les signaux produits à différentes profondeurs peuvent être collectés de manière inégale. Cela peut amplifier les fluctuations d’origine et les transformer en bruit et en taches visibles dans l’image finale.
Pour réduire cet effet, les chercheurs ont conçu une stratégie de croissance et de recuit en phase liquide, appelée LPGA. Au lieu de permettre de fortes différences de température et de composition lors de la formation du film, cette approche crée un environnement en phase liquide plus stable pour la croissance et le recuit de films épais de pérovskite. Le résultat est un film détecteur non seulement lisse en surface, mais aussi plus cohérent sur toute son épaisseur. Cette uniformité interne améliorée a conduit à un avantage net en imagerie. Le détecteur LPGA a montré un bruit d’image bien inférieur à celui des dispositifs de contrôle. Il a également maintenu une réponse stable aux rayons X et produit des images de haute qualité dans des conditions de très faible dose.
Dans une démonstration d’imagerie dentaire, le détecteur a clairement révélé les régions de la couronne et de la racine d’une dent à une dose bien inférieure à celle utilisée dans une comparaison commerciale d’imagerie dentaire par rayons X. L’équipe a également démontré l’imagerie d’objets tels qu’un squelette de chauve-souris, une noix et une tranche d’orange, montrant que le détecteur peut préserver les détails structurels fins dans différents types d’échantillons.
L’étude suggère que l’imagerie par rayons X à faible dose ne doit pas reposer uniquement sur de meilleurs composants électroniques ou des algorithmes de post-traitement. Le matériau du détecteur lui-même peut jouer un rôle décisif. En rendant le film de pérovskite plus uniforme sur son épaisseur, les chercheurs ont réduit la source interne de bruit d’image avant qu’elle n’atteigne le circuit de lecture. Ces résultats indiquent une stratégie prometteuse basée sur les matériaux pour une imagerie radiologique plus sûre et plus claire. À l’avenir, des détecteurs avec un bruit plus faible à des doses plus faibles pourraient soutenir le diagnostic médical, l’analyse d’images assistée par l’IA et des applications de dépistage plus larges.
Journal : National Science Review – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude
Source : SCP
