La imagenología de rayos X a dosis bajas en 3D abre nuevos horizontes
Un escáner TC utiliza una fuente de rayos X rotatoria que captura miles de vistas desde diferentes ángulos para construir imágenes digitales transversales en 3D. Esto es necesario porque el detector solo ve la sombra del objeto completo en cada vista.
Una cámara innovadora para rayos X
El proyecto VOXEL, financiado con fondos europeos, se propuso superar está limitación mediante el uso de la imagenología plenóptica. Marta Fajardo, coordinadora del proyecto, explica: «Nuestro método registra no solo la luz que llega al detector, sino también la dirección de la misma. Esto significa que podemos calcular, con cierta precisión, cada punto del objeto, en 3D, desde una sola vista». El equipo científico de VOXEL es líder en metrología de rayos X, detección de frente de onda, física atómica, computación matemática e imagen médica en 3D. Durante el proyecto, desarrolló una cámara innovadora que consiste en una fuente de rayos X, una óptica de colimación para irradiar el objeto de la manera más eficiente posible, seguida de una lente principal, una matriz para capturar la dirección del haz incidente y un detector. Es la primera vez que se desarrolla este tipo de configuración de cámara para rayos X. Los investigadores tuvieron que hacer frente a retos técnicos relacionados con la construcción de la óptica de rayos X. Llevaron a cabo estudios de ingeniería y matemática en un prototipo que usa luz visible, lo que les ayudó a acotar el diseño de la óptica de rayos X. Esto favoreció el desarrollo de dos prototipos de cámara, uno para microscopía de células pequeñas usando un haz de rayos X suaves, y otro para imagenología de animales pequeños usando rayos X más duros. Los científicos acaban de lograr capturar las primeras imágenes plenópticas de rayos X a partir de vóxeles y el procesamiento de datos está en curso. No obstante, sus mediciones han permitido validar el diseño de la cámara para la recuperación de información 3D a muy alta resolución utilizando rayos X suaves. «Sin duda, nuestro logro más importante es haber logrado que la imagenología plenóptica funcione con rayos X», afirma Fajardo. Además, destaca que los equipos científicos están a punto de desarrollar una cámara 3D para su uso en animales pequeños o histología. Aún no es posible para el estudio de un cuerpo humano, lo que requeriría más avances en la óptica de rayos X.
Perspectivas de la cámara de rayos X de cara al futuro
Según Fajardo, VOXEL se embarcó en una aventura muy arriesgada hace cuatro años, pero la cooperación activa y estrecha entre los diferentes equipos desembocó en un resultado exitoso. La experiencia adquirida y las colaboraciones a través del proyecto ayudaron a los miembros del equipo a establecerse en el campo y contribuyeron además a la formación de la próxima generación de jóvenes científicos. Al evitar la rotación de la fuente de rayos X o de la muestra, la tecnología revolucionaria de VOXEL favorece el uso de dosis de irradiación extremadamente bajas para un impacto máximo en la medicina y la biología. A pesar de los prototipos, todavía hay que superar muchos retos de diseño antes de que se produzca una cámara de rayos X con fines comerciales. El socio industrial de VOXEL ya ha conseguido una plataforma de lanzamiento de tecnologías futuras y emergentes (FET) para estudiar el potencial comercial de la cámara de rayos X. En este contexto, se necesitará financiación adicional para mejorar el nivel de preparación de la tecnología del prototipo y apoyar su desarrollo futuro desde una prueba de concepto a una innovación médica.
Palabras clave
VOXEL, rayos X, cámara, imagenología, óptica, prototipo, plenóptica, dosis, irradiación, escáner TC
