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La tomografía por emisión de positrones (TEP o PET, por sus siglas en inglés) es una técnica avanzada de imagen molecular que permite examinar la función de los órganos y los procesos fisiológicos. Desde su creación en los años cincuenta del siglo pasado y su continuo desarrollo, los escáneres de TEP han revolucionado la oncología, la neurología y la cardiología, lo que ha ofrecido información vital sobre el funcionamiento de los órganos. Sin embargo, tienen limitaciones: los escáneres de TEP convencionales tienen problemas con la precisión de la profundidad de interacción (DOI, por sus siglas en inglés), la resolución y la obtención de imágenes en tiempo real, deficiencias que pueden dar lugar a lagunas en el diagnóstico.
El equipo de 4D-PET del Consejo Superior de Investigaciones Científicas se propuso crear una alternativa innovadora y rentable al modelo actual. «Los escáneres de TEP tradicionales tienen importantes limitaciones en la detección de profundidad y precisión», explica el coordinador del proyecto, José María Benlloch Baviera, director del Instituto de Instrumentación para la Imagen Molecular. «Nuestro objetivo era desarrollar un escáner de TEP avanzado de cuerpo entero utilizando un nuevo concepto de detector que registra las interacciones gamma en 3D con una precisión inigualable».
El resultado es un sistema que ha redefinido la imagen de TEP y ha abierto posibilidades antes confinadas a la ciencia ficción.
Diseño revolucionario
El centro de 4D-PET es su innovador módulo detector. A diferencia de los escáneres de TEP convencionales, que utilizan matrices de píxeles, en 4D-PET se emplean placas de cristal centelleante apiladas verticalmente. Este diseño permite realizar mediciones continuas de la DOI y reduce la necesidad de componentes electrónicos engorrosos, lo que disminuye los costes sin afectar al rendimiento.
El nuevo sistema puede ofrecer una resolución espacial de 1,25 mm y una resolución temporal superior a 200 picosegundos, lo que permite obtener imágenes detalladas de estructuras cerebrales minúsculas como la sustancia negra y el núcleo del rafe, cruciales para comprender los trastornos mentales y las encefalopatías.
«Esta alta resolución nos permite visualizar las distintas capas de la corteza cerebral y estructuras más pequeñas del tamaño de un grano de arroz», afirma Benlloch Baviera.
Probado en escenarios reales
Hasta ahora, la tecnología se ha utilizado en dos prototipos de escáner de TEP: un escáner de TEP preclínico para la obtención de imágenes de animales pequeños y un dispositivo del tamaño de un cerebro. En colaboración con el Centro Hospitalario Universitario de Vaud (CHUV) de Lausana, el equipo de 4D-PET desarrolló el prototipo de escáner cerebral que logró resultados notables.
Durante los ensayos clínicos con pacientes en el Hospital La Fe de Valencia, las exploraciones realizadas con el escáner cerebral de 4D-PET generaron imágenes significativamente más nítidas de las intrincadas estructuras cerebrales de los pacientes, casi el doble de nítidas que los sistemas de TEP actuales, lo que ofrece imágenes más nítidas para el estudio de las afecciones neurológicas.
Transformar la asistencia sanitaria
Las aplicaciones potenciales del proyecto 4D-PET son alucinantes. En neurología, su precisión permite obtener imágenes de minúsculas estructuras cerebrales y capas corticales, lo que abre nuevas posibilidades de investigación y tratamiento. Mientras tanto, un escáner de cuerpo entero podría revolucionar la inmunoterapia al evaluar rápidamente la eficacia del tratamiento, lo que ahorraría a los pacientes intervenciones innecesarias.
Pero quizá su uso más interesante sea en la radiología intervencionista. Gracias a su excepcional resolución temporal, en 4D-PET se están sentando las bases de los «escáneres de diseño abierto» que pueden proporcionar imágenes funcionales en tiempo real durante procedimientos como biopsias, cirugías e intervenciones robóticas. Con este avance se podría transformar la oncología al permitir a los médicos atacar tumores con una precisión sin precedentes. Una empresa española, Oncovision, ya ha mostrado interés en su aplicación clínica.
El futuro de la TEP
El proyecto sigue presentando sus avances en imágenes de TEP en las principales conferencias del mundo. Con el apoyo constante del Ministerio de Sanidad español, el equipo de 4D-PET está desarrollando un prototipo de cuerpo completo a escala real. También hay planes en marcha para conseguir subvenciones nuevas que permitan ampliar las capacidades de la tecnología y obtener imágenes más precisas y eficaces a escala mundial.
Benlloch Baviera concluye: «Queremos que la tecnología esté al alcance de todos los pacientes. Tiene que ser accesible a la población mundial, no solo a un grupo selecto».
El proyecto 4D-PET fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación.