In het EU-project ENEFRF, onderzoekers van het Ångström-laboratorium werken aan het verbeteren van de radiofrequentieversterkers die de technologie voor kankerdiagnostiek efficiënter zullen maken, toegankelijk, en betaalbaar. "We zien een dramatische toename van het aantal PET-scans en daarmee de kosten voor de samenleving. Met verbeterde technologie, de kosten voor onderhoud en bediening worden verlaagd, " zegt Dragos Dancila, Docent Technische Natuurkunde.

De Universiteit van Uppsala heeft een lange traditie in het ontwikkelen van geavanceerde technologie voor medische doeleinden. In Uppsala werd 61 jaar geleden voor het eerst een tumor behandeld met behulp van protonenstraling aan het Gustaf Werner Institute for Nuclear Chemistry, GWI, het huidige Svedberg-laboratorium, TSL. Nu ontwikkelen onderzoekers van het Ångström-laboratorium hoogwaardige radiofrequentieversterkers voor medische beeldvormingstechnologie zoals kankerdiagnostiek.

Dragos Dancila van de divisie Solid State Electronics en FREIA leidt het Eurostars-project ENEFRF. Het plan is om in samenwerking met GE Healthcare in Uppsala radiofrequentieversterkers voor nieuwe cyclotrons te ontwikkelen. Deeltjesversnellers zoals cyclotrons worden gebruikt om radio-isotopen te produceren. Deze worden vervolgens gebruikt als markers in positronemissietomografie, HUISDIER, scant, om tumoren bij patiënten op te sporen en te identificeren.

Echter, de tegenwoordig gebruikte elektronenbuistechnologie berust op één enkel element, wat problematisch is in termen van betrouwbaarheid, zegt Dragos Dancila.

"Als dit onderdeel faalt, het duurt lang om de bewerkingen te herstellen. Maar als we in plaats daarvan meer componenten gebruiken, in de vorm van enkele tientallen hoogvermogentransistoren, het zal gemakkelijker zijn om een ​​enkel onderdeel te vervangen, en op deze manier de productie van radio-isotopen in stand te houden."

Kan worden afgehandeld door ziekenhuispersoneel

Een ander voordeel is dat transistoren met lagere spanningsniveaus ook door personeel zonder specialistische kennis kunnen worden behandeld. Het resultaat van het project zijn ook meer betaalbare cyclotrons die zelfs naar afgelegen gebieden kunnen worden verzonden, volgens Dragos Dancila.

"Dan kun je meerdere cyclotrons opstellen bij heel veel patiënten in verschillende ziekenhuizen, in plaats van slechts één gecentraliseerd cyclotron te hebben."

De radiofrequentieversterkers die hij en zijn onderzoekscollega's in het Ångström-laboratorium ontwikkelen, zullen worden aangedreven door transistoren met een tien keer hogere dichtheid dan nu beschikbaar is. Ze zullen echter het vermogensniveau moeten verhogen.

"Direct, we ontwikkelen eindversterkers op basis van halfgeleidertechnologie voor verschillende frequenties en doen onderzoek naar het verbeteren van de efficiëntie. De uitdaging is om voldoende hoge spanningsniveaus te bereiken en de versterkers zo efficiënt en betrouwbaar mogelijk te laten werken, " zegt Dragos Dancila. Hij voegt eraan toe:

"In de toekomst, dit soort krachtige microgolfbronnen zullen ook van cruciaal belang zijn voor de werking van onderzoeksfaciliteiten zoals ESS in Lund."

ENEFRF staat voor Energy Efficient Positron Emission Tomography (PET) Cancer Diagnostics-Novel RF Source for Radioisotope Production.

Het doel van het projectteam van het FREIA-laboratorium is om meer dan 1 kW per transistorversterker te realiseren met een rendement van ongeveer 80 procent.

De continue verbetering van de transistors maakt een vervanging van elektronenbuistechnologie in het frequentiebereik 100-2000 MHz mogelijk.