Политехник предлагает создавать отечественные маммографы с низкой долей облучения
Студент Томского политехнического университета Дмитрий Прокопьев разработал рентгеновский матричный детектор для маммографа, внедрение которого в производство позволит создавать отечественные маммографы с самой низкой дозой облучения. Кроме того, аппараты, основанные на разработке политехника, смогут обнаруживать проявления рака молочной железы на самой ранней стадии. В апреле за эту работу ему вручат медаль и премию Российской академии наук.
Работа Дмитрия Прокопьева «Разработка и исследование детекторов на арсениде галлия для маммографии» посвящена созданию матричного детектора. Детектор содержит первичную электронику, предназначенную для хранения и считывания заряда, полученного в результате преобразования рентгеновских квантов. «Детектор, как фотопленка, регистрирует потоки рентгеновских квантов, – рассказывает Дмитрий. – Кванты в детекторе превращаются в электрический заряд, разный в каждом пикселе матричного детектора. Электроника, связанная с детектором, определяет накопленные заряды в пикселях и выдает информацию для реконструкции изображения объекта».
В новом детекторе, над которым работает студент ТПУ, электроника и сам матричный детектор созданы в едином объёме арсенида галлия – важного полупроводника, который используется для создания сверхвысокочастотных приборов. По словам студента ТПУ, подобное техническое решение раньше было не известно.
«Известные же матричные детекторы из арсенида галлия сочленяются с кремниевыми кристаллами, содержащими электронику. При этом не удается создавать детекторы большой площади с приемлемым процентом выхода. В новом детекторе полезная площадь может быть больше почти в 50 раз», – говорит Дмитрий Прокопьев.
По его словам, работа над детектором уже близка к завершению. Для реализации подобного проекта требуется серьезное финансирование, поскольку работа опирается на самую современную технологию создания интегральных схем с полевыми транзисторами и требует создавать их в едином технологическом цикле с рентгеновскими детекторами. Однако уже сейчас показана принципиальная возможность реализации идеи.
После окончания проекта станет возможным создавать отечественные маммографы, имеющие самую низкую дозу облучения пациентов и предельно высокое пространственное разрешение, позволяющее на самой ранней стадии обнаруживать проявления рака молочной железы.
Работать над созданием цифрового рентгеновского аппарата для маммографии магистрант ТПУ начал со второго курса университета, а исследования по близкой тематике – еще в лицее. Серьезными исследованиями Дмитрий Прокопьев получил возможность заниматься, когда выиграл федеральный грант «У.М.Н.И.К.». В прошлом году политехник в рамках преддипломной практики в Техасском университете (США) проводил измерения с рентгеновскими источниками и создал рентгеновский спектрометр для неразрушающего контроля отработанного ядерного топлива.
Екатерина КОНДРАШОВА
Досье
Дмитрий Прокопьев – победитель Федерального гранта «У.М.Н.И.К.», автор 35 научных публикаций, из них 5 статей ВАК и одна международная статья, (проиндексирована в SCOPUS), автор двух патентов, лауреат премии Государственной думы Томской области в номинации «Технические науки», именной стипендиат губернатора Томской области, четырехкратный стипендиат госкорпорации «Росатом», двукратный стипендиат муниципальной стипендии «Томск», победитель конкурса «Лучший студент ТПУ» (2-е место), лауреат конкурса «Династия» и «Лифт в будущее», прошел стажировку в Техасском университете.
Обладатель стипендии Правительства и Президента РФ. Победитель конкурса нефтесервисной компании Schlumberger.
Научные руководители: профессор Г.И. Айзенштат, к.т.н. М.А. Лелеков, к.т.н. М.Силаев.