طبی امیجنگ اور ریڈیو تھراپی کے لیے لچکدار ایکس رے ڈٹیکٹر - فزکس ورلڈ

ایکس رے ڈٹیکٹر طبی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں، بشمول تشخیصی امیجنگ، ریڈیو تھراپی ڈوسیمیٹری اور ذاتی تابکاری سے تحفظ۔ ان میں سے بہت سے ایپلی کیشنز کو بڑے ایریا ڈٹیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے جو لچکدار طریقے سے مڑے ہوئے سطحوں کے مطابق ہو سکتے ہیں۔ لیکن زیادہ تر تجارتی ایکسرے ڈٹیکٹر سخت، طاقت کے بھوکے اور بڑے علاقوں میں گھڑنے کے لیے مہنگے ہوتے ہیں۔

ایک متبادل نامیاتی سیمی کنڈکٹرز ہے، جو ماحول دوست، کم لاگت والی مینوفیکچرنگ تکنیکوں کے ذریعے بڑے ایریا والے آپٹو الیکٹرانک آلات بنانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تاہم، نامیاتی مواد کم ایکس رے کشندگی کا مظاہرہ کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں کم حساسیت والے ڈیٹیکٹر ہوتے ہیں۔ یونیورسٹی آف سرے میں ایک ٹیم کی سربراہی کی۔ اعلی درجے کی ٹیکنالوجی انسٹی ٹیوٹ اس مسئلے کو حل کرنے کا مقصد ہے. ایک نامیاتی سیمی کنڈکٹر میں ہائی-Z عناصر کی تھوڑی مقدار شامل کرکے، محققین نے اعلیٰ حساسیت اور اعلی لچک کے ساتھ نامیاتی ایکس رے ڈٹیکٹر بنائے۔

"یہ نیا مواد لچکدار، کم قیمت اور حساس ہے۔ لیکن دلچسپ بات یہ ہے کہ یہ مواد ٹشو کے برابر ہے،‘‘ پہلے مصنف کی وضاحت کرتا ہے۔ پربودھی نانائکارا۔ ایک پریس بیان میں. "یہ لائیو ڈومیٹری کی راہ ہموار کرتا ہے، جو کہ موجودہ ٹیکنالوجی کے ساتھ ممکن نہیں ہے۔"

بھاری heteroatoms

نئے ایکس رے جاذب مواد کو گھڑنے کے لیے، محققین نے ایک نامیاتی سیمی کنڈکٹر کی پولیمر چین کو ہائی-Z سیلینیم ہیٹرو ایٹمز کے ساتھ تبدیل کر کے ایک p-قسم کا پولیمر، P3HSe بنایا، اور اسے ایک n-ٹائپ فلرین ڈیریویٹیو، PC کے ساتھ ملایا۔₇₀بی ایم انہوں نے 55 µm موٹی جذب کرنے والی پرت کا استعمال کرتے ہوئے شیشے کے سبسٹریٹ پر ایکس رے ڈٹیکٹر بنایا۔

نانایاکارا اور ساتھیوں نے نئے ڈیٹیکٹر کی ردعمل کی خصوصیات کا جائزہ لیا، اس کی کارکردگی کا ان کے پچھلے سے موازنہ کیا۔ مڑے ہوئے ایکس رے ڈیٹیکٹر امیدوارایک نامیاتی بلک ہیٹروجنکشن (NP-BHJ) میں ضم شدہ بسمتھ آکسائیڈ نینو پارٹیکلز کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔

انہوں نے سب سے پہلے تاریک کرنٹ کی پیمائش کی، جو ڈٹیکٹر کی شناخت کی حد، سگنل سے شور کے تناسب اور متحرک رینج کا تعین کرتا ہے - dosometry اور میڈیکل امیجنگ میں اہم پیرامیٹرز۔ پی 3 ایچ ایس ای: پی سی₇₀بی ایم ڈیٹیکٹرز نے 0.32 پی اے/ملی میٹر کا انتہائی کم تاریک کرنٹ کا مظاہرہ کیا۔² −10 V کے لاگو تعصب کے تحت، 10 PA/mm کے صنعتی معیار کے اندر² اور NP-BHJ ڈیٹیکٹرز کے مقابلے۔ محققین نے نشاندہی کی کہ یہ دو ایکس رے ڈٹیکٹر ادب میں موجود تمام نامیاتی، ہائبرڈ اور پیرووسکائٹ ڈٹیکٹرز کی تاریخ میں سب سے کم تاریک کرنٹ دکھاتے ہیں۔

ڈیٹیکٹرز کی حساسیت کا اندازہ لگانے کے لیے، ٹیم نے انہیں ایکسرے کے مختلف ذرائع سے بے نقاب کیا۔ جب 70، 100، 150 اور 220 kVp ایکس رے تابکاری کا سامنا کرنا پڑتا ہے، P3HSe:PC₇₀BM ڈیٹیکٹرز نے 22.6، 540، 600 اور 550 nC/Gy/cm کی حساسیت کی نمائش کی۔²بالترتیب ایک بار پھر، یہ قدریں NP-BHJ ڈیٹیکٹرز سے مشاہدہ کردہ اقدار سے ملتی جلتی ہیں۔

ہیٹروٹم پر مبنی ڈٹیکٹرز نے بھی بہترین خوراک اور خوراک کی شرح کی لکیریت کے ساتھ ساتھ بار بار ایکس رے کی نمائش کے تحت اعلی تولیدی صلاحیت بھی ظاہر کی۔ محققین نوٹ کرتے ہیں کہ "ان جذب کرنے والوں کی نسبتاً کم موٹائی کے باوجود، P3HSe:PC₇₀BM اور NP-BHJ ڈٹیکٹر زیادہ قائم شدہ، جدید ترین ڈیٹیکٹر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں تسلی بخش کارکردگی دکھاتے ہیں۔

نئے ڈیٹیکٹرز نے بھی طویل مدتی استحکام کا مظاہرہ کیا۔ اندھیرے میں نائٹروجن میں 12 ماہ کے ذخیرہ کرنے کے بعد، انہوں نے تاریک کرنٹ میں معمولی اضافہ دکھایا (حالانکہ صنعتی معیارات کے اندر باقی ہے) اور ایکس رے فوٹوکورنٹ ردعمل میں کوئی قابل توجہ تغیر نہیں پایا۔ 100 Gy کی مجموعی خوراک کے بار بار ایکس رے کی نمائش نے ڈیٹیکٹر کی کارکردگی کو کم نہیں کیا۔

منحنی خطوط پیدا کرنا

اس کے بعد، محققین نے نئے مواد کو مڑے ہوئے ایکس رے ڈٹیکٹر بنانے کے لیے استعمال کیا۔ P3HSe کے طور پر: PC₇₀BM فلموں نے NP-BHJ فلموں کی طرح سختی اور سختی کی نمائش کی، انہوں نے وہی 75 µm-موٹی پولیمائیڈ فلمیں استعمال کیں جو پہلے NP-BHJ سسٹم کے ساتھ لچکدار ذیلی ذخیرے کے طور پر استعمال ہوتی تھیں۔

درست شکل میں ردعمل کا اندازہ لگانے کے لیے، ٹیم نے P3HSe:PC کو بے نقاب کیا۔₇₀11.5 سے 2 ملی میٹر سے 40 کے وی پی ایکس رے موڑنے والے ریڈیئ کے ساتھ بی ایم ڈیٹیکٹر۔ 11.5 ملی میٹر کے موڑنے والے رداس میں، ڈیٹیکٹر کی حساسیت 0.1 µC/Gy/cm تھی۔² اور گہرا کرنٹ 0.03 پی اے/ملی میٹر تک کم ہے۔² جب −10 V پر متعصب ہوتا ہے۔ 3.5 ملی میٹر کی حد کے رداس تک، پتہ لگانے والوں نے حساسیت میں کوئی خاص تبدیلی نہیں دکھائی، لیکن اس حد سے آگے، فوٹوکورنٹ قدیم حالت میں حساسیت سے کافی حد تک کم ہو گیا۔

ڈیٹیکٹر کو 2 ملی میٹر کے رداس میں موڑنے سے پہلے، اس کے دوران اور بعد میں کارکردگی کا جائزہ لینے سے یہ بات سامنے آئی کہ موڑنے کے دوران اس کی حساسیت میں تقریباً 20 فیصد کمی واقع ہوئی، پھر نرمی کے بعد اس کی ابتدائی قدر کے قریب پہنچ گئی۔

آخر میں، محققین نے آلہ کی میکانی مضبوطی کا اندازہ کیا. 100 ملی میٹر کے رداس تک 2 موڑنے والے چکروں کے بعد، مڑے ہوئے ڈٹیکٹروں نے مکینیکل ناکامی کی کوئی علامت اور حساسیت میں 1.2٪ سے کم فرق نہیں دکھایا۔ ٹیم نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ ہیٹروٹوم کارپوریشن نامیاتی سیمی کنڈکٹرز پر مبنی اعلی کارکردگی والے ایکس رے ڈٹیکٹر بنانے کے لیے ایک کامیاب حکمت عملی فراہم کرتی ہے۔

کیا مڑے ہوئے ایکس رے ڈٹیکٹر میڈیکل امیجنگ میں اگلے ارتقاء کا اعلان کر سکتے ہیں؟

"یہ لچکدار ایکس رے ڈٹیکٹر بنانے کا ایک اور راستہ ہے، صرف نامیاتی مواد کے ساتھ مضبوطی سے رہنا،" روی سلواایڈوانس ٹیکنالوجی انسٹی ٹیوٹ کے ڈائریکٹر بتاتے ہیں۔ طبیعیات کی دنیا. "دونوں سسٹمز براڈ بینڈ ہائی حساسیت اور انتہائی کم تاریک کرنٹ ردعمل کے ساتھ ایکس رے ڈٹیکٹر دکھاتے ہیں۔ صرف نامیاتی سیمی کنڈکٹرز پر مبنی یہ نظام بافتوں کے برابری کو مکمل طور پر محفوظ رکھتا ہے اور ایکسرے سگنل کی انتہائی درست نقشہ سازی کرے گا، جس کے لیے پوسٹ پروسیسنگ کی ضرورت نہیں ہو سکتی اس لیے ٹیومر کی جلد پتہ لگانے کے لیے AI کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

سلوا نے مزید کہا کہ اس نئی ٹیکنالوجی کو مختلف ترتیبات میں استعمال کیا جا سکتا ہے، بشمول ریڈیو تھراپی، تاریخی نوادرات کی سکیننگ اور سیکورٹی سکینرز میں۔ "یونیورسٹی آف سرے، اپنے اسپن آؤٹ کے ساتھ سلور رے، لچکدار ایکس رے ڈٹیکٹرز میں راہنمائی جاری رکھے ہوئے ہے – ہمیں یہ دیکھ کر خوشی ہوئی کہ ٹیکنالوجی بہت سے استعمال کے لیے حقیقی وعدہ ظاہر کرتی ہے،" وہ کہتے ہیں۔ "میموگرافی اور ریئل ٹائم علاج بشمول سرجری بھی ممکن ہوگی۔ جیسا کہ ہم بات کرتے ہیں سلور رے ان میں سے کچھ امکانات کو دیکھ رہا ہے۔

لچکدار نامیاتی ایکس رے ڈیٹیکٹر میں بیان کیا گیا ہے۔ ایڈوانسڈ سائنس.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/flexible-x-ray-detectors-line-up-for-medical-imaging-and-radiotherapy/