可配置的γ光子光谱仪可实现精确的无线电引导瘤切除

科学领域:

• 医疗器械 医疗器械 医疗器械
• 核医学是一种核医学.
• 半导体设备物理学 半导体设备物理

背景情况:

• 手术切除瘤的目的是彻底去除癌细胞,但微观疾病往往被错过,导致复发.
• 射线导向手术 (RGS) 使用放射性同位素标记癌细胞,但需要在组织边缘内精确定位这些细胞.
• 目前用于RGS的马光子光谱仪通常是毫米尺度,限制了特异性和空间分辨率.

研究的目的:

• 开发基于集成电路 (IC) 的紧型高分辨率马光谱仪,用于RGS的手术内使用.
• 为了能够精确地测量单个马光子及其撞击能量,具有低于keV的分辨率.
• 创建一个多功能的光谱测量系统,可以适应RGS的各种手术场景.

主要方法:

• 设计并实施了使用180nm CMOS技术的9.9mm2 IC马光谱仪.
• 使用低电容的小型2x2μm反偏向二极管,从玛相互作用中产生毫伏特信号.
• 开发了一种基于信号衰变时间测量的低功耗能光谱法,用于可配置的像素架构.

主要成果:

• 实现了低于keV的能量分辨率和1.315 MeV的能量动态范围.
• 对于常见的玛辐射放射性同位素 (64Cu,133Ba,177Lu) 来说,已经证明能够解决低至1μCi的活动.
• 基于IC的光谱仪成功测量了单个马光子及其相撞能量.

结论:

• 开发的IC马光谱仪为放射导向手术提供了显著的进步.
• 它的高特异性和可配置设计可以改善癌细胞的手术内可视化.
• 这项技术有可能通过减少癌症复发来提高外科手术结果.