2 ejemplos de nuevas tecnologías fotónicas que inspiran la innovación en los rayos X

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La historia ha sido testigo de muchas innovaciones notables en el campo de las imágenes de rayos X médicos.

Desde el descubrimiento de los rayos X (RX) por Wilhelm Conrad Röntgen en 1895 y el desarrollo de la TC por Godfrey Hounsfield en 1967, ambos condujeron a la concesión de premios Nobel, hasta la introducción de la absorciometría de RX de energía dual en 1971.

Pero 1971 fue hace mucho tiempo ¿Quizás estamos atrasados para la próxima innovación disruptiva?

La inspiración para las nuevas modalidades de imágenes de rayos X puede provenir de técnicas que se están desarrollando actualmente para aplicaciones fotónicas.

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Veamos un par de ejemplos:

a) ¿Ojos biónicos?

La primera inspiración, son las imágenes ópticas de rango de tiempo de vuelo (TOF).

Esta es la tecnología empleada en los automóviles sin conductor para detectar distancias a objetos cercanos y también se puede encontrar en muchos teléfonos inteligentes para detección de proximidad.

La detección de rango TOF usa el tiempo de viaje de la luz reflejada para medir distancias y requiere generación y detección de pulsos de nanosegundos.

Para los sistemas ópticos, esto es posible mediante el uso de láseres emisores de superficie de cavidad vertical y fotodetectores de diodo de avalancha de fotón único.

Pero, ¿se puede lograr esto mediante RX?

Los RX se crean convencionalmente utilizando un elemento radiactivo o un tubo que genera estos rayos.

El primero requiere un obturador para crear pulsos y no puede proporcionar conmutación de nanosegundos.

Mientras tanto, los tubos solo se pueden cambiar a velocidades de 100 ms.

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Sn embargo se sugiere una tercera opción: emisores de electrones de catéter frío. Estos tubos miniaturizados están basados en nanotubos de carbono y pueden cambiar a velocidades inferiores a 10 ps creando pulsos de rayos ultracortos.

Las imágenes de rayos tipo TOF pueden estar a la vuelta de la esquina se tienen las fuentes y no son caras.

Quizás las imágenes TOF no solo sean para automóviles, sino también para aplicaciones clínicas y esto le viene bien a este sector para múltiples aplicaciones.

b) ¿Fotones y puntos cuánticos?

Ahora es posible pensar en el uso de semiconductores de perovskita para la detección directa de fotones visibles. Las perovskitas, materiales con la misma estructura cristalina que el mineral perovskita CaTiO3, se han utilizado recientemente para crear puntos cuánticos (QD.

Tales puntos cuánticos de perovskita se pueden utilizar para crear emisores y detectores de luz de alta eficiencia cuántica con longitudes de onda adaptables.

Sin embargo, la detección directa de RX sigue siendo un desafío.

Los detectores de silicio no son adecuados para la detección de este tipo de rayos, mientras que el detector más óptimo, el telururo de cadmio, es muy caro.

Entonces, ¿podemos usar perovskitas para la fotosensibilidad directa de RX? Parece que sí.

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Es posible cultivar detectores de RX de alta calidad basados en cristales de perovskita de haluro de plomo.

Los cristales detectores con dimensiones de 2 a 10 mm exhiben propiedades de absorción casi idénticas al telururo de cadmio pero a un costo de aproximadamente un dólar por cristal.

La pregunta es si ya estamos allí y la respuesta es… No del todo. El problema es que todo funciona pero no es estable, algo migra en la perovskita.

Sin embargo, el camino ya está andado y no estamos lejos de que esto sea una realidad.

Lo mejor de esto es que apenas son los cimientos y lo que resulte una vez que funcione…. Será toda toda una nueva era para diversos sectores incluido el médico.

Información proveniente de: American Cancer Society

Aportación especial de jenner.com.mx


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