In der Röntgendiagnostik (beispielsweise in der Computertomographie oder Mammographie) werden Röntgenröhren eingesetzt, die den menschlichen Körper mit Röntgenstrahlen durchleuchten, um die Ursache oder Wirkung von Krankheiten und Verletzungen zu erkennen. Dabei soll die am Patienten wirkende Strahlenbelastung möglichst gering und die Bildqualität hoch sein.
Für den zuverlässigen Betrieb der Röntgenröhren müssen diese Röhren turnusgemäß kontrolliert werden. Mit zunehmender Präzision der Röhren und abnehmender Strahlenbelastung nehmen auch die Anforderungen an Signalauflösung und untere Nachweisgrenze der kontrollierenden Messgeräte, der nichtinvasiven Dosimeter zu.
Das neugestartete Projekt Inkan des CiS Forschungsinstitutes adressiert die Entwicklung nichtinvasiver Dosimeter zur Messung der Strahlendosis bei der medizinischen Diagnostik mit Röntgenstrahlen. Diese Dosimeter bestehen aus einem Stapel aus Siliziumdioden und Vorverstärkern und sollen ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen. Gegenüber herkömmlichen Dosimetern, die bei Raumtemperatur betrieben werden, wird hier eine Betriebstemperatur von circa minus 10 Grad Celsius angestrebt.
Besonders hohe Anforderungen an Medizinprodukte im Bereich der Strahlendiagnostik und Therapie verpflichten Hersteller und Betreiber solcher Anlagen zu einer strengen Qualitäts- und Sicherheitsüberwachung. Gerade bei der Filterung sehr kleiner Signale aus dem Grundrauschen der Detektoren und der Verstärkerschaltung sind hohe Aufwände bei der Kalibrierung notwendig. Ein interdisziplinäres Team verschiedener Fachbereich des CiS Forschungsinstitutes stellt sich dieser Herausforderung.
In einem ersten Schritt werden dazu Doppeldioden entworfen sowie spezielle Passivierungen untersucht. Ziel ist es, Störsignale zu reduzieren und die Bildung von Kondenswasser an den Dioden und der Elektronik zu verhindern. Dazu wird das Dosimeter unter Schutzgasatmosphäre oder in Vakuum betrieben. Gleichzeitig müssen der Aufbau des Stapels und das umfassende Gehäuse für geeignete Wärmeströme sorgen, damit in den verschiedenen Ebenen des Stapels eine konstante und niedrige Temperatur herrscht.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „Innovativer Sensorkühlungsaufbau für Dosimeter“ (Inkan) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF230044
