I EU -projektet ENEFRF, forskare vid Ångströmlaboratoriet arbetar med att förbättra radiofrekvensförstärkarna som ska göra tekniken för cancerdiagnostik mer effektiv, tillgänglig, och prisvärd. "Vi ser en dramatisk ökning av antalet PET -skanningar och därmed kostnaderna för samhället. Med uppgraderad teknik, kostnaderna för underhåll och drift kommer att minskas, "säger Dragos Dancila, Docent i tillämpad fysik.

Uppsala universitet har en lång tradition av att utveckla avancerad teknik för medicinska ändamål. Det var i Uppsala som 61 år sedan en tumör för första gången behandlades med protonstrålning vid Gustaf Werner Institute for Nuclear Chemistry, GWI, dagens Svedberglaboratorium, TSL. Nu utvecklar forskare vid Ångströmlaboratoriet högpresterande radiofrekvensförstärkare för medicinsk bildteknik som cancerdiagnostik.

Dragos Dancila vid Division of Solid State Electronics och FREIA leder Eurostars -projektet ENEFRF. Planen är att utveckla radiofrekvensförstärkare för nya cyklotroner i samarbete med GE Healthcare i Uppsala. Partikelacceleratorer som cyklotroner används för att producera radioisotoper. Dessa används sedan som markörer i positronemissionstomografi, SÄLLSKAPSDJUR, skannar, att spåra och identifiera tumörer hos patienter.

Dock, elektronrörstekniken som används idag bygger på ett enda element, vilket är problematiskt när det gäller tillförlitlighet, konstaterar Dragos Dancila.

"Om den här komponenten misslyckas, det tar lång tid att återställa driften. Men om vi istället använder fler komponenter, i form av flera dussin högeffekttransistorer, det blir lättare att byta ut en enskild komponent, och på så sätt upprätthålla radioisotopproduktion. "

Kan hanteras av sjukhuspersonal

En annan fördel är att transistorer med lägre spänningsnivåer också kan hanteras av personal utan specialistkunskap. Resultatet av projektet är också billigare cyklotroner som till och med kan skickas till avlägsna områden, enligt Dragos Dancila.

"Då kan du ställa in flera cyklotroner nära väldigt många patienter på olika sjukhus, istället för att bara ha en enda centraliserad cyklotron. "

Radiofrekvensförstärkarna som han och hans forskningskollegor utvecklar vid Ångströmlaboratoriet kommer att drivas av transistorer med en tio gånger högre densitet än vad som nu är tillgängligt. De kommer dock att behöva öka effektnivåerna.

"Just nu, vi utvecklar effektförstärkare baserade på halvledarteknik för olika frekvenser och forskning om effektivisering. Utmaningen är att nå tillräckligt höga spänningsnivåer och få förstärkarna att arbeta med så hög effektivitet och tillförlitlighet som möjligt, "säger Dragos Dancila. Han tillägger:

"I framtiden, denna typ av högpresterande mikrovågskällor kommer också att vara avgörande för driften av forskningsanläggningar som ESS i Lund. "

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

Projektgruppens mål vid FREIA -laboratoriet är att uppnå mer än 1 kW per transistorförstärkare med cirka 80 procent effektivitet.

Den kontinuerliga förbättringen av transistorerna möjliggör en ersättning av elektronrörsteknik i frekvensområdet 100-2000 MHz.