Publié le 21 décembre 2025. Une nouvelle technologie d’imagerie médicale, basée sur un matériau rare appelé tellurure de cadmium et de zinc (CZT), révolutionne les diagnostics hospitaliers en réduisant considérablement les temps d’examen et les doses de radiation pour les patients.
- Le Royal Brompton Hospital de Londres a réduit la durée de ses scintigraphies pulmonaires de 45 à 15 minutes grâce à cette technologie.
- Le CZT, difficile à fabriquer, est produit par une des rares entreprises au monde capables de le faire : Kromek, basée en Angleterre.
- Cette innovation trouve également des applications dans la sécurité aéroportuaire et l’astrophysique, mais la demande dépasse actuellement l’offre.
S’allonger immobile sur le dos pendant près d’une demi-heure pour subir un examen médical n’est jamais une expérience agréable. C’était la réalité pour les patients du Royal Brompton Hospital de Londres lors de certaines scintigraphies pulmonaires. Mais cette situation a changé radicalement l’année dernière, avec l’installation d’un nouvel appareil qui réduit ces examens à seulement 15 minutes. Cette avancée est rendue possible non seulement par la technologie de traitement d’image du scanner, mais aussi par un matériau spécial : le tellurure de cadmium et de zinc, plus communément appelé CZT.
« Vous obtenez de magnifiques images avec ce scanner », explique le Dr Kshama Wechalekar, responsable de la médecine nucléaire et de la TEP (tomographie par émission de positons). « C’est une véritable prouesse d’ingénierie et de physique. »
Le CZT utilisé dans la machine, installée en août dernier, est fabriqué par Kromek, une entreprise britannique qui se distingue par sa capacité à produire ce matériau rare. Bien que peu connu du grand public, le CZT est en train de provoquer, selon le Dr Wechalekar, une « révolution » dans le domaine de l’imagerie médicale. Ses applications ne se limitent pas à la médecine : on le retrouve également dans les télescopes à rayons X, les détecteurs de rayonnement et les scanners de sécurité des aéroports.
La fabrication du CZT est un processus complexe et exigeant. Dans les locaux de Kromek, à Sedgefield, en Angleterre, 170 petits fours fonctionnent en continu dans une pièce que le PDG fondateur de l’entreprise, Arnab Basu, compare à une « ferme de serveurs ». À l’intérieur de ces fours, une poudre spéciale est chauffée, fondue puis solidifiée, formant une structure monocristalline. L’ensemble du processus prend plusieurs semaines. « Atome par atome, les cristaux se réorganisent […] jusqu’à ce qu’ils soient complètement alignés », explique Basu.
Le CZT ainsi obtenu, un semi-conducteur, est capable de détecter de minuscules particules de photons dans les rayons X et les rayons gamma avec une précision inégalée, comparable à un capteur d’image à base de silicium, comme celui que l’on trouve dans l’appareil photo d’un smartphone, mais hautement spécialisé. Chaque fois qu’un photon de haute énergie frappe le CZT, il libère un électron, et ce signal électrique est utilisé pour générer une image. La technologie précédente nécessitait un processus en deux étapes, moins précis.
« C’est numérique », souligne Basu. « Il s’agit d’une seule étape de conversion. Elle conserve toutes les informations importantes, telles que le moment et l’énergie des rayons X frappant le détecteur CZT ; des images couleur ou spectroscopiques peuvent ainsi être créées. » Il ajoute que les scanners basés sur le CZT sont déjà utilisés pour la détection d’explosifs dans les aéroports britanniques et pour scanner les bagages enregistrés dans certains aéroports américains. Kromek prévoit d’étendre son utilisation à la sécurité des bagages à main dans les années à venir.
Cependant, l’accès au CZT n’est pas toujours aisé. Le professeur Henric Krawczynski, de l’Université de Washington à Saint-Louis, aux États-Unis, utilise ce matériau dans des télescopes spatiaux attachés à des ballons à haute altitude. Ces détecteurs permettent de capturer les rayons X émis par les étoiles à neutrons et le plasma autour des trous noirs. Il a besoin de fines tranches de CZT, d’une épaisseur de 0,8 mm, pour minimiser le bruit de fond et obtenir un signal clair.
« Nous aimerions acquérir 17 nouveaux détecteurs », indique-t-il. « C’est vraiment difficile de les obtenir. » Kromek n’a pas pu répondre favorablement à sa demande, car l’entreprise est actuellement confrontée à une forte demande. « Nous soutenons de nombreux organismes de recherche », explique Basu. « Il nous est très difficile de nous engager dans une centaine de projets différents. Chaque projet de recherche nécessite un type de structure de détecteur bien particulier. »
Le professeur Krawczynski ne considère pas cette situation comme une crise. Il pourrait utiliser du CZT provenant de recherches antérieures ou du tellurure de cadmium, une alternative, pour sa prochaine mission. Cependant, d’autres problèmes plus urgents se présentent. La prochaine mission, initialement prévue pour décembre en Antarctique, est menacée par la fermeture du gouvernement américain en novembre, qui perturbe les calendriers.
Le CZT est également essentiel pour la modernisation du centre de recherche Diamond Light Source dans l’Oxfordshire, au Royaume-Uni. Cette mise à niveau, prévue pour 2030, permettra d’améliorer considérablement les capacités de l’installation grâce à l’installation de détecteurs basés sur le CZT. Diamond Light Source est un synchrotron qui projette des électrons autour d’un anneau géant à une vitesse proche de celle de la lumière. Les rayons X produits sont utilisés pour analyser des matériaux, par exemple pour étudier les impuretés présentes dans l’aluminium recyclé.
« Il ne sert à rien d’investir autant d’argent dans la modernisation de ces installations si vous ne pouvez pas détecter la lumière qu’elles produisent », déclare Matt Veale, chef du groupe de développement de détecteurs au Science and Technology Facilities Council, partenaire de Diamond Light Source. C’est pourquoi le CZT est le matériau de choix pour cette mise à niveau.
Source des images, Fiducie de la Fondation NHS de Guy et St Thomas