Sistema revolucionario de generación de imágenes médicas con detección de fotones individuales
La radiografía digital ha permitido avanzar en la generación de imágenes médicas de rayos X, proporcionando un contraste y una resolución espacial muy elevados. No obstante, se carece en gran medida de información detallada sobre los fotones absorbidos. Conocer la energía de los fotones absorbidos permite elaborar un mapa energético con un código de colores que facilita el análisis de los tejidos basándose en la composición química. De hecho, la generación de imágenes de rayos X coloreadas (CXI) ha mejorado la visibilidad de los tumores y ayudado a determinar su estadio con mayor precisión. La capacidad para contar cada fotón absorbido no solo lleva la relación señal-ruido a su límite cuántico, sino que también permitiría reducir las dosis de radiación. Los científicos iniciaron el proyecto «Large X-ray detectors for coloured X-ray imaging» (LACX), financiado por la UE, para desarrollar los detectores de semiconductores y los sistemas electrónicos de recuento de fotones asociados necesarios para hacerlo posible. Los semiconductores convencionales como el silicio y el germanio no cumplen los requisitos técnicos relacionados con los fotones de alta energía usados en la generación de imágenes médicas. Propiedades materiales de los nuevos semiconductores: el teluro de cadmio (CdTe) y el teluro de cadmio-zinc (CZT) permiten la conversión efectiva de la radiación en cargas eléctricas (fotones a electrones). Sin embargo, hasta que el proyecto se inició, nunca antes se habían empleado para la generación de imágenes radiológicas. Para construir detectores de rayos X de semiconductores de gran superficie, los investigadores tuvieron que hacer frente a problemas relacionados con el coste y la disponibilidad del material detector de una forma adecuada. Un problema importante es que el tamaño promedio de un solo cristal de CdTe/CZT es demasiado pequeño. Para superar este obstáculo, el equipo desarrolló un proceso para producir películas gruesas de CdTe/CZT con las propiedades necesarias para cumplir las normas de rendimiento para detectores de rayos X de superficie grande. Tras la caracterización y optimización de los materiales y los métodos, los investigadores fabricaron películas gruesas policristalinas adecuadas para el detector y las integraron en los chips de los detectores. El sistema detector se implementó en la tomografía computarizada con un programa de software de análisis de imágenes basado en algoritmos de fragmentación de imágenes en mosaico. Los científicos obtuvieron por primera vez imágenes de calidad muy alta de pacientes utilizando detectores de semiconductores de gran superficie. La tecnología de LACX de un nuevo sistema de generación de imágenes de tejidos humanos de alta resolución, con dosis bajas de radiación y código de color debería mejorar la calidad de los diagnósticos y reducir la exposición del paciente a la radiación. Son probables aplicaciones adicionales en campos como la seguridad.
