Nueva tecnología para mejorar la sensibilidad de las mamografías
El procesamiento especializado de imágenes médicas utiliza un sistema de radiografía de baja dosis para examinar el pecho con el fin de realizar un diagnóstico y un control tempranos. A pesar de la sólida evidencia que demuestra sus beneficios para las mujeres de cuarenta a setenta y cuatro años, los resultados positivos falsos dan lugar a más pruebas e inquietud. Los resultados negativos falsos, sobre todo en caso de gran densidad del pecho, generan un falso sentimiento de seguridad y posibles retrasos en un tratamiento adecuado. El proyecto DiCoMo, financiado con fondos europeos, utilizó los avances en fotónica para desarrollar un detector digital de radiografías de panel plano. Este sistema, de bajo coste y que permite un diagnóstico por radiografía más seguro, expone a las pacientes y al personal de radiología a dosis de radiación más bajas. El doctor Sandro Francesco Tedde, coordinador del proyecto, explica: «Esto se consiguió combinando innovaciones radicales de los principales actores europeos de distintas disciplinas y de los socios comerciales y de investigación de toda la cadena de valor orgánica y de procesamiento de imágenes médicas». Menos radiación, mejor resolución En la conversión directa, los fotones de rayos X se convierten directamente en señales eléctricas. Por el contrario, en la conversión indirecta, los fotones de rayos X se convierten primero en luz visible y, posteriormente, en una señal eléctrica mediante un fotodetector. Aunque la conversión indirecta produce dosis de radiación más bajas en comparación con el otro proceso, esto se consigue en detrimento de la calidad de las imágenes debido a la diafonía óptica entre píxeles. DiCoMo concilió el procesamiento de imágenes de alta resolución con la exposición a dosis de radiación más bajas mediante la combinación de los mejores aspectos de estas dos técnicas. Los avances radicales en el plano posterior y el plano frontal del dispositivo convierten las radiografías mediante píxeles «activos» y dirigen la conversión de fotodetectores de perovskitas metálicas-orgánicas, respectivamente. Tecnología de plano frontal Como el planteamiento inicial de DiCoMo de integrar micropartículas brillantes en una matriz semiconductora orgánica no produjo las sensibilidades deseadas, sobre todo en las capas de conversión gruesas, se ha estado utilizando una nueva clase de materiales de conversión directa, muy prometedora: las perovskitas metálicas-orgánicas. Las perovskitas semiconductoras combinan la gran eficiencia de absorción de los conversores indirectos con la gran capacidad de resolución de los conversores directos. Los miembros del proyecto han desarrollado una nueva tecnología de procesamiento sin disolventes para la «sinterización suave» de polvo de perovskita en el plano posterior del demostrador. Al presionar, las micropartículas de perovskita se compactan, lo que conduce a la formación de una capa homogénea y gruesa de alta calidad que se coloca sobre el sustrato del plano posterior y no presenta diafonía óptica entre los píxeles. Tecnología de plano posterior Los sistemas de mamografía actuales, por lo general, se basan en píxeles pasivos que se transmiten por un transistor de conmutación individual que, normalmente, está hecho de una película fina de silicio amorfo. Sin embargo, DiCoMo utilizó sensores de píxeles activos hechos con tres transistores de película fina de metal y óxido, que generan una amplificación de los píxeles y se combina con un circuito integrado personalizado de lectura de bajo ruido (ROIC, por sus siglas en inglés). El diseño se ha optimizado para convertir las señales procedentes de píxeles de una gran área (por ejemplo, paso superior a 50 µm), lo que ha mejorado enormemente la sensibilidad. «Con un demostrador del tamaño de un adaptador gráfico de vídeo (640x480 píxeles), DiCoMo ha aportado un componente fundamental para mejorar la sanidad y para que esta resulte más asequible», afirma el doctor Tedde. Integración en un prototipo «El complejo trabajo de ingeniería dio como resultado un diseño satisfactorio para la lectura y el impulso del sistema electrónico del generador de imágenes de radiografías de DiCoMo», declara el doctor Tedde. Un miembro del consorcio se encarga de la personalización del ROIC de bajo ruido. La solución ROIC de chip en circuito flexible ha demostrado ser la mejor solución en términos de compatibilidad de presupuesto térmico de los distintos componentes del sistema. «Según nos consta, esta es la primera vez que se presenta un plano posterior de píxeles activos con tecnología de óxido de indio, galio y cinc de bajo coste, en un detector de radiografías de panel plano», añade el doctor Tedde. El equipo utilizó este sistema para producir su primera imagen, la «Mona Lisa». Aunque todavía se puede mejorar, DiCoMo ha mejorado enormemente la competencia y los conocimientos técnicos científicos en este campo, y espera que los resultados del proyecto refuercen la competitividad mundial del sector del procesamiento de imágenes médicas en Europa.
Palabras clave
DiCoMo, mamografía, detector de radiografías de panel plano, procesamiento de imágenes médicas, centelleador, conversión directa, conversión indirecta, fotodetector orgánico, píxel activo, perovskitas
