下一代太陽能電池背後的晶體或徹底改變癌症和心臟病掃描

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想像一種醫療掃描技術：僅需幾分鐘即可生成心臟或大腦的高解析度影像，同時減少輻射暴露並降低醫院成本。 得益於新型探測器技術，這一願景正逐步實現。

由美國西北大學（NWU）和中國蘇州大學研究團隊聯合開發的全球首個用於核醫學掃描的鈣鈦礦基伽馬射線探測器，已實現創紀錄的信號捕獲清晰度。 這項突破性技術有望革新醫生探測心血管疾病、癌症及其他體內疾病的診斷方式。

"鈣鈦礦晶體家族曾引領光伏能源革命，現在它們將在核醫學領域再度創造奇跡。 這是我們首次證實鈣鈦礦探測器能提供醫生所需的清晰可靠影像。 "項目負責人、西北大學化學教授Mercouri Kanatzidis表示。

現有探測器的技術瓶頸

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[font=宋体] [/font]掃描通過注射微量放射性示蹤劑，使其隨血流到達目標器官后釋放伽馬射線。 外部探測器接收信號並構建三維圖像，但現有設備存在顯著局限。[/font][/size][/color]

目前主流的單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）設備存在性能短板：最先進的碲鋅鎘（CZT）探測器雖精度高，但易碎且成本高達數百萬美元; 更廉價的碘化鈉（NaI）探測器則圖像模糊，如同透過霧玻璃觀察。

"我們的技術突破性地實現了性能提升與成本降低的雙重目標，這將讓更多醫療機構獲得尖端成像技術。" 共同作者、蘇州大學教授何亦暉強調。

鈣鈦礦探測器的革命性突破

研究團隊在2013年首次發現鈣鈦礦除光伏應用外，還具備X射線和伽馬射線探測潛力。 本次研究中，他們培育出大尺寸高品質的銫鉛溴化物（CsPbBr₃）晶體，並將其製備成4×4像素陣列探測器，單圖元尺寸7×7×3.1毫米。

這種設計如同智慧手機攝像頭的像素結構，通過多通道讀出系統實現信號精準捕捉。 測試顯示：在鍀-99m（臨床最常用示蹤劑）對應的141千電子伏特能量下，設備能量解析度達2.5%; 在銫-137的662千電子伏特能量下更提升至1.0%。 最佳圖元的解析度甚至達到2.2%，創鈣鈦礦探測器新紀錄。

在成像實驗中，該設備可分辨毫米級間距的放射源，成功捕捉微弱信號並保持長期穩定性。 這不僅超越現有技術，更具備實際應用所需的可靠性。

醫療創新的臨床價值

若實現系統化應用，鈣鈦礦探測器將帶來多重變革：

• 患者掃描時間縮短，輻射劑量降低
• 醫生獲得更高可信度的診斷圖像
• 基層醫院可負擔高端成像設備

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這項突破同時具有材料科學里程碑意義，標誌著鈣鈦礦首次實現單光子伽馬射線成像。 西北大學衍生企業Actinia公司已與醫療設備商合作推進臨床應用，研究成果發表於《自然通訊》期刊。