Des chercheurs de Siemens étudient l'utilisation de petits sources de rayons X rapides à base de nanotubes.
En combinaison avec un tomographe par ordinateur (CT) scanner, ceux-ci pourraient servir à générer des images de haute qualité de processus rapides dans le corps humain, comme la dispersion d'un produit de contraste. Le rayonnement serait réduit sans sacrifier la qualité de l'image par rapport aux équipements utilisés aujourd'hui. L'utilisation de sources de rayons X rapides est également intéressante pour les applications nécessitant un débit rapide. Il s'agit notamment de systèmes de numérisation pour les bagages et les passagers dans les aéroports. Siemens développe ces sources avec la société américaine Xintek dans une joint-venture sous le nom de XinRay Systems.
Les rayons X sont générés lorsque des électrons accélérés frappent une électrode. La source conventionnelle d'aujourd'hui pour de tels électrons est un filament chaud à l'intérieur d'un tube à vide. Cependant, ce type de système consomme beaucoup d'énergie, il réagit relativement lentement, se faire tirer dessus, et ne peut être miniaturisé que dans une certaine mesure. Par conséquent, les chercheurs recherchent des sources d'électrons "froides" qui émettent des électrons sous haute tension à partir d'un métal formé en minuscules pointes ou arêtes vives.
Les nanotubes en carbone sont idéaux comme émetteurs de champ, puisqu'ils sont aussi conducteurs que le métal et aussi très fins, avec un diamètre de quelques nanomètres. Ils peuvent être activés en moins d'un millionième de seconde, alors qu'il faut plusieurs centièmes de seconde pour déclencher une source de rayons X conventionnelle. Les chercheurs de Siemens, Xintek et XinRay appliquent d'abord des nanotubes sur un substrat métallique, puis les contrôlent individuellement afin de créer un réseau de mini-sources d'électrons. La technologie découle de la recherche d'une équipe de l'Université de Caroline du Nord et est actuellement développée en une solution commerciale par Siemens.
Dans les tomodensitomètres les plus puissants actuellement disponibles chez Siemens, deux tubes à rayons X tournent autour du patient à plus de trois fois par seconde. À l'avenir, des centaines de mini sources de rayons X pourraient être installées en permanence dans un cercle fixe et déclenchées en séquence. Cela générerait dix images de haute qualité par seconde, suffisamment rapides pour permettre l'observation de processus tels que la destruction du tissu tumoral pendant la radiothérapie. Il faudra plusieurs années avant que de telles sources de rayons X puissent être utilisées dans des dispositifs médicaux produits en série. Cependant, leur disponibilité sur le marché pour une utilisation dans des environnements industriels ou pour scanner des bagages dans les aéroports pourrait arriver beaucoup plus tôt.
