Forskare från Siemens undersöker användningen av små, snabba röntgenkällor baserade på nanorör.

I kombination med en datortomograf (CT) skanner, dessa skulle kunna tjäna till att generera högkvalitativa bilder av snabba processer i människokroppen, såsom dispergering av ett kontrastmedel. Strålningen skulle minska utan att offra bildkvaliteten jämfört med den utrustning som används idag. Användningen av snabba röntgenkällor är också attraktiv för applikationer som kräver snabb genomströmning. Dessa inkluderar skanningssystem för bagage och passagerare på flygplatser. Siemens utvecklar dessa källor tillsammans med det amerikanska företaget Xintek i ett joint venture vid namn XinRay Systems.

Röntgenstrålar genereras när accelererade elektroner träffar en elektrod. Dagens konventionella källa för sådana elektroner är en het filament inuti ett vakuumrör. Dock, denna typ av system förbrukar mycket energi, den reagerar relativt långsamt, bli skjuten, och kan bara miniatyriseras till en viss grad. Därför, forskare letar efter "kalla" elektronkällor som avger elektroner under hög spänning från en metall som formas till små spikar eller vassa kanter.

Nanorör gjorda av kol är idealiska som så kallade fältsändare, eftersom de är lika ledande som metall och även mycket tunna, med en diameter på några nanometer. De kan aktiveras på mindre än en miljonedel av en sekund, medan det tar flera hundradelar av en sekund att utlösa en konventionell röntgenkälla. Forskarna vid Siemens, Xintek och XinRay applicerar först nanorör på ett metallsubstrat och kontrollerar sedan dessa individuellt för att skapa en rad minielektronkällor. Tekniken härrör från forskning av ett team vid University of North Carolina och utvecklas nu till en kommersiell lösning av Siemens.

I de mest kraftfulla CT-skannrarna som för närvarande finns tillgängliga från Siemens, två röntgenrör kretsar runt patienten mer än tre gånger per sekund. I framtiden, hundratals miniröntgenkällor skulle kunna installeras permanent i en fast cirkel och triggas i följd. Detta skulle generera tio högkvalitativa bilder per sekund - tillräckligt snabbt för att möjliggöra observation av processer som förstörelse av tumörvävnad under strålbehandling. Det kommer att ta flera år innan sådana röntgenkällor kan användas i serietillverkade medicintekniska produkter. Dock, deras marknadsberedskap för användning i industriella miljöer eller för att skanna bagage på flygplatser kan komma mycket tidigare.