La tomografía computarizada o TC ha sido uno de los mayores logros en diagnóstico médico por imágenes.
La tomografía computarizada o TC ha sido uno de los mayores logros en diagnóstico médico por imágenes. Pero para el paciente supone unas dosis de radiación de rayos X que puede ser potencialmente dañina. ¿Es posible encontrar una alternativa más segura?
Científicos de un proyecto europeo de investigación están abordando un problema que es inherente a las imágenes tomadas con rayos X: con el fin de producir una visualización tridimensional de un objeto, la cámara de un escáner TC tiene que hacer un círculo completo alrededor del mismo, lo que se traduce en miles de rayos X.
“La alternativa que estamos investigando en este proyecto es una cámara llamada plenóptica, la cual cuenta con un sistema óptico que permite grabar una imagen en 3D desde una sola posición”, nos explica Marta Fajardo, coordinadora del proyecto VOXEL. “Este tipo de cámaras han demostrado ser útiles en luz visible, y lo que estamos tratando de hacer es conseguir que lo sean también en el espectro de rayos X”.
En efecto, mediante el uso de láseres, los investigadores producen rayos X con las características requeridas. El haz emitido se ajusta a través de un laberinto de lentes y espejos hasta pasar por el objeto a estudiar. La imagen resultante de rayos X es capturada por un detector similar a una cámara fotográfica digital.
Fascinating: how scientists managed to read fragile papyrus rolls https://t.co/r9Pol456Kv. More on x-ray research in our upcoming #Futuris
— Denis Loctier (@Loctier) October 10, 2017
¿Pero cómo conseguir una imagen 3D de una sola toma? Imagine Optic, una PYME francesa, utilizó dos corchos de vino para demostrar el principio del que hablamos. Una matriz de micro-lentes es el elemento óptico clave. Permite cambiar el foco después de que la foto haya sido tomada, gracias a algoritmos computacionales para la reconstrucción de imágenes recientemente desarrollados.
“Combinando la lente principal con esta matriz, recogeremos los rayos con toda la información espacial y direccional relevante”, explican desde Imagine Optic, “por lo que a partir de la imagen en bruto obtendremos todos los datos necesarios para crear una reconstrucción tridimensional”.
Los rayos X son más difíciles de trabajar que la luz visible, por lo que se necesitarán años de investigación para producir imágenes de rayos X en 3D de objetos relativamente grandes. Pero en microscopia, este enfoque ya ofrece una alternativa compacta y asequible a grandes instalaciones de investigación, como es el caso de los sincrotrones. Los rayos X blandos utilizados en este prototipo son menos dañinos para las células, por lo que en última instancia, estas pueden ser filmadas con vida.
“En general, la tomografía celular requiere condiciones criogénicas que no permiten grabar vídeo de movimientos celulares”, recuerda Elena Longo, del laboratorio de Óptica Aplicada de Palaiseau, Francia. “Sin embargo, sistemas como el nuestro permiten mantener la célula viva, sin necesidad de congelarla”.
Algunos de los resultados prácticos de este proyecto de investigación ya están listos para salir al mercado. El sencillo “nanoscopio” digital del laboratorio CEA de Saclay no proporciona la resolución y el contraste de los dispositivos de rayos X, pero puede funcionar sin costosas lentes u oculares, produciendo hologramas de objetos pequeños mediante luz ultravioleta.
“Estamos usando luz visible, porque es menos dañina que los rayos X”, nos dice Ramona Corman, de CEA. “Puede ser útil para la reconstrucción de muestras biológicas en 3D. Podemos usarlo para tejidos, o mitocondrias, o diferentes orgánulos biológicos”.
Desde videos de células vivas hasta, en un futuro, imágenes médicas en clínicas, esta investigación está preparando el camino hacia una alternativa más segura y asequible a la tomografía computarizada.