Un nouveau capteur plus précis et moins dangereux

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Slovaquie

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Slovaquie | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie | Sciences de l’ingénieur : aéronautique, mécanique, électronique, génie civil
1er juin 2020

Des ingénieurs électriques de l’Académie slovaque des sciences travaillent sur un projet de développement de détecteurs GaAs (Arséniure de gallium) qui ouvriraient la voie vers de nouvelles possibilités de scanners. Un prototype a démontré la fiabilité de l’appareil.

Les patients atteints notamment du coronavirus subissent souvent des examens impliquant des rayons X tels que des radios des poumons, des scanners ou des imageries par résonnance magnétique (IRM). Ils sont ainsi soumis à de hautes doses de radiations. Le nouveau capteur sur lequel travaillent les ingénieurs de l’Institut de génie électrique de l’Académie slovaque des sciences (SAV), permettrait de tirer de chaque photon émis par les rayons X des informations exploitables et ainsi de pouvoir diviser par 10 la dose de rayons reçue par un patient. Selon M. Vladimir Cambel, directeur de l’Institut de génie électrique de SAV, l’image obtenue par ce procédé combinerait l’effet d’un IRM, d’un scanner et d’une radio.

Illust: Module détecteur (...), 142.3 ko, 550x295
Module détecteur GaAs
EIÚ SAV

Actuellement, les capteurs de ces appareils utilisent essentiellement des capteurs composés de matériaux semi-conducteurs à base de silicium. Or, ce matériau a une sensibilité limitée aux rayons-X. Par conséquent, la précision des images pourrait être améliorée par l’utilisation d’autres matériaux. Le nouveau capteur constitué à base d’arséniure de gallium aurait une efficacité de détection 20 fois supérieure.

Ce nouveau projet pourrait ouvrir la voie à une collaboration scientifique sur le long terme afin de mettre en place de nouvelles technologies d’imagerie ce qui contribuerait à améliorer la sécurité de la population tout en améliorant la précision des diagnostics en médecine.

Les travaux de recherche dans le domaine des détecteurs GaAs SI (semi-isolants) pour l’imagerie numérique ont débuté depuis près de 20 ans. L’équipe slovaque a optimisé le processus de fabrication des détecteurs et a amélioré leur qualité en termes de propriétés de détection. Leurs travaux ont permis de tester ces capteurs dans plusieurs systèmes d’imagerie à rayons X. D’un seul détecteur permettant d’obtenir une résolution spatiale de 500 µm (mais avec une période d’exposition longue), les chercheurs ont dans un second temps utilisés 480 détecteurs alignés sur bande avec un scanner numérique à rayons X balayant une zone de 12 × 15 cm² qui leur a permis d’atteindre une résolution spatiale de 250 µm. Dernièrement ces capteurs ont été assemblés dans une structure bidimensionnelle de détecteurs SI GaAs de 256 × 256 pixels couvrant une surface de 1,4 × 1,4 cm². Ce détecteur, couplé à un processeur Timepix développée en collaboration avec la société MEDIPIX2, a encore amélioré la résolution spatiale en atteignant 55 µm pour un temps d’exposition ne dépassant pas quelques secondes.

Les chercheurs slovaques espèrent voir leurs demandes de financement aboutir pour concrétiser à une grande échelle et faire encore progresser ces résultats très encourageants au stade du prototypage.

Pour en savoir plus :

Source :

Rédactrice : Marine Gobet, Chargée de mission pour la Coopération Scientifique et Universitaire, Ambassade de France en Slovaquie, http://sk.ambafrance.org

Contact : marine.gobet[a]diplomatie.gouv.fr