Медицинская диагностика
Детекторы ионизирующих излучений на базе МКП используются в позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии для исследования и диагностики с помощью радионуклидов.
На сегодняшний день ядерная диагностика считается самой точной в онкологии, кардиологии и нейрохирургии.
Когда позитрон, высвобождаемый из позитронно-эмиссионного радиоактивного изотопа (РИ) соединяется и аннигилирует с электроном, два гамма-фотона с энергией 511 кэВ испускаются в противоположных направлениях. ПЭТ-сканеры предназначены для одновременного обнаружения и измерения этих двух фотонов. Кольцевая матрица детекторов, расположенных вокруг пациента, обнаруживает и измеряет гамма-лучи с помощью метода подсчета совпадений. После размещения полученных данных под каждым углом ПЭТ-сканер создает томографический снимок путем реконструкции изображения так же, как это происходит при рентгеновской КТ.
Неотъемлемой частью таких медицинских комплексов, как гамма-камеры, SPECT, PET – сканеры, гамма – топографы являются ФЭУ как детекторы гамма-излучения, преобразуемого с помощью сцинтилляторов на основе кристаллов NaI(Tl) в световое излучение. Во многих случаях применения методов рентгеновского исследования ФЭУ используются для контроля времени облучения и дозы облучения.
В современных методах рентгеновского исследования может применяться компьютерная радиография как способ обработки изображений. В этом случае рентгеновское изображение попадает на люминофор, который затем засвечивается лазером, в результате получается слабое излучение видимой части спектра. ФЭУ преобразует это излучение в электрический сигнал, который далее подвергается цифровой обработке, после чего получается изображение исследуемого объекта.
ФЭУ также применяются в аппаратуре, с помощью которой производится исследование анализов крови на предмет онкомаркеров, гормонов, вирусов.
Другой обширной областью медицинского применения МКП-детекторов является масс-спектрометрия. Приборы на базе времяпролетных МКП-детекторов используются для анализа биоматериалов. Например, изотопная масс-спектрометрия углеродных атомов при прямой медицинской диагностике инфицированности человека Helicobacter pylori является самым надежным из всех видов диагностики.
В настоящее время разрабатывается и производится ряд масс-спектрометрических комплексов, включающих детектирующий блок с МКП и позволяющих проводить многокомпонентный ультрамикроанализ выдыхаемого воздуха для диагностики широкого спектра заболеваний.
Преимущества диагностической базы с применением масс-спектрометров с МКП
- Возможность одновременной идентификации нескольких молекул
- Высокая чувствительность и высокая точность определения концентраций (10 ppt – 10 ppm). Большинство выявленных маркеров заболеваний в выдыхаемом воздухе находится на уровне единиц ppb
- Быстродействие (анализ в течение 5-10 сек)
- Простота использования
- Приемлемая стоимость прибора и обслуживания
- Сниженная аппаратурная погрешность измерений
- Высокая параметрическая устойчивость
- Автономность функционирования
Не менее эффективно применение масс-спектрометрии для определения наличия допинга в крови спортсменов и во многих других случаях.
Другие направления применения масс-спектрометров с МКП
- неонатальный скрининг
- токсикология
- фармацевтика
- контроль наркотических средств, допинговый контроль
- судебная медицина
- генная инженерия и биохимия, протеомика, клиническая химия