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Técnica para mejores radiografías con menos radiación

Miércoles 24 Octubre, 2012 en  Ciencia y Tecnología

Un equipo internacional de científicos encontró una forma de tomar imágenes de tejido de mama con alta resolución y en 3D reduciendo la dosis de radiación de rayos X.

El tejido de mama es particularmente susceptible a la radiación de rayos X así que por lo general no se utilizan escáneres de 3D en éste.

Ahora, una investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (Actas de la Academia Nacional de Ciencias) sugiere una forma distinta de rayos X y un nuevo enfoque para el análisis de imágenes.

Todavía, sin embargo, es necesario diseñar nuevas fuentes compactas de rayos X para poder llevar la idea a la clínica.

Una vez obtenidas estas fuentes, el avance podrá conducir a imágenes de 3D de alta resolución pero reduciendo la dosis de radiación a sólo 4% de la de los escáneres de tomografía computarizada (TC) estándares.

Diagnóstico médico

En las últimas décadas, estos escáneres se han convertido en una técnica altamente exitosa de radiación de rayos X para tomar imágenes de varios ángulos del organismo en 3D para diagnóstico médico.

El enfoque, sin embargo, se reserva para las imágenes de partes del cuerpo en donde la exposición múltiple de rayos X se considera segura, y por lo general se excluye al tejido de mama, que se considera muy susceptible a la radiación.Para estos tejidos se utiliza la llamada mamografía bilateral, que produce dos imágenes convencionales de rayos X de la mama, un método que se sabe puede errar con entre 10 y 20% de los tumores.

En años recientes se ha visto también un incremento en el uso de la llamada imagen de contraste de fase, que no sólo mide cuánta luz de rayos X atraviesa el tejido sino también cuánto tiempo permanece allí.

Esto produce una imagen mucho más clara de cambios sutiles en la densidad que pueden mostrar tumores.

Ahora investigadores de Estados Unidos y Alemania del Centro Europeo de Radiación de Sincrotrón (ESRF) en Francia lograron refinar este enfoque de contraste de fase utilizando lo que llaman Equally Sloped Tomography (EST).

La mejora, explican, está en las matemáticas que se utilizan para analizar las imágenes de rayos X: en lugar de tomar un número de imágenes espaciadas con ángulos iguales alrededor de una muestra, la EST toma imágenes con intervalos de ángulos irregulares y utiliza ecuaciones mejoradas para reconstruir la representación en 3D.

La profesora Paola Coan, de la Universidad Ludwig Maximilians y una de las autoras del estudio, explica que una analogía del proceso es un reloj.

“En lugar de tener una manecilla que mide cada segundo, tenemos una manecilla que sigue un esquema particular, su primer movimiento es 1,2 segundos, después 0, 7, después 0,9; pero al final, gracias a la EST, todavía podemos medir de forma perfecta el minuto” explica la científica a la BBC.

“Con este truco matemático evitamos la interpolación y la imagen se ve mejor. Incluso hubo necesidad de tomar menos radiografías para reconstruir la imagen completa de la tomografía computarizada”.

Al probar el enfoque en el ESRF con una mama completa extraída en una mastectomía, el equipo logró obtener imágenes tan precisas como las obtenidas en escáneres convencionales de TC, pero utilizando sólo un 25% de la dosis de radiación de rayos X.

En estudios posteriores en el ESRF repitieron la misma prueba con rayos X de más alta energía.

El tejido suave es más transparente a estos rayos “duros” y por lo tanto absorbe menos radiación.

Tal como explican los investigadores en la revista Physics in Medicine and Biology, es posible obtener imágenes de calidad comparable a la de escáneres de TC con rayos X duros pero con sólo una sexta parte de la dosis de radiación.

Combinadas, estas técnicas resultaron en una resolución de un escáner completo de TC pero con una radiación de sólo 4% de la dosis convencional.

“Hemos demostrado que al combinar rayos X de alta energía con esta reconstrucción sofisticada de TC, somos capaces de realizar una TC completa de alta resolución, pero con una dosis que es mucho más baja que la TC convencional y potencialmente… más baja que la de la mamografía bilateral” expresa la profesora Coan.

“Es un resultado extraordinario”.

Sin embargo, agrega que todavía será necesario diseñar una fuente compacta de rayos X de alta calidad con capacidad para la radiación de alta energía para poder llevar la técnica a la clínica.

Varias industrias ya están llevando a cabo el esfuerzo, dice la investigadora.


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