Por primera vez, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha integrado el método de rayos X de campo oscuro en un escáner de tomografía computarizada apto para uso clínico. Gracias a la combinación de tecnologías, se producen imágenes tridimensionales de rayos X de campo oscuro.
Con las imágenes de campo oscuro se puede acceder ahora a información adicional sobre las estructuras de los tejidos finos, en particular en el pulmón. Hasta ahora, los problemas técnicos han impedido la integración de esta nueva tecnología en los escáneres de tomografía computarizada para examinar a los pacientes.
Esta alternativa para la tomografía computarizada ya se ha utilizado de forma exitosa con un modelo artificial del tórax humano. No obstante, el equipo es lo suficientemente grande para las aplicaciones previstas con pacientes reales.
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En los equipos de rayos X convencionales, los rayos se atenúan por el tejido que interviene en su recorrido desde la fuente hasta el detector; esto se utiliza en medicina para producir imágenes según los grados de atenuación y los distintos tejidos y estructuras. Por el contrario, las imágenes de campo oscuro utilizan la dispersión de ángulo pequeño de estos rayos. El análisis de este efecto de dispersión proporciona información adicional sobre estructuras tisulares muy finas, a las que de otro modo no se puede acceder con las radiografías convencionales.
“Por primera vez, demostramos que la tecnología de rayos X de campo oscuro también puede integrarse en un escáner CT clínico. Aunque esta tecnología se encuentra en sus primeras fases, los estudios preclínicos con ratones han demostrado claras ventajas de los TAC de campo oscuro, especialmente para captar imágenes del tejido pulmonar”, afirma Franz Pfeiffer lider del estudio.
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Los desafíos que integra la evolución de la tomografía
Para los expertos, integrar el sistema de campo oscuro en un escáner de tomografía computarizada plantea una serie de retos. Uno de ellos es la ágil rotación de la unidad de escaneo que dificulta la integración de los rayos X en estas máquinas en escala real.
La unidad de exploración de los escáneres -conocidos como gantry- gira a velocidades muy altas. Esto provoca vibraciones que afectan a los componentes finamente ajustados del interior del aparato. Sin embargo, el equipo analizó las vibraciones que se producen para aplicar el desplazamiento necesario entre las rejillas y así obtener imágenes de campo oscuro. Para analizar las exploraciones, desarrollaron nuevos algoritmos para filtrar los efectos de las vibraciones basándose en otras de referencia.
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“Con el prototipo de TC de campo oscuro, podemos capturar imágenes de rayos X convencionales y de campo oscuro en una sola exploración. Esto aporta información adicional que podría utilizarse en el futuro no sólo para diagnosticar enfermedades pulmonares, sino también para diferenciar entre varios tipos de cálculos renales y depósitos de tejido”, afirma Manuel Viermetz, uno de los dos primeros autores del estudio.
Los investigadores tienen previsto optimizar aún más el prototipo de TC de campo oscuro y preparar las primeras exploraciones de pacientes humanos. El estudio y sus resultados se publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
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