Imágenes 3D por TC a partir de una sola proyección de rayos X reducen la exposición a la radiación

La tomografía computarizada (TC) ha sido durante mucho tiempo una herramienta esencial en la obtención de imágenes modernas, ya que ofrece vistas 3D detalladas del cuerpo humano y otros materiales. Sin embargo, las TC tradicionales requieren cientos de proyecciones de rayos X desde varios ángulos, lo que expone a los pacientes a altos niveles de radiación y exige equipos grandes e inmóviles. Para superar estos desafíos, los investigadores han desarrollado una tecnología innovadora llamada tomografía computarizada acústica inducida por rayos X (XACT), que permite obtener imágenes 3D utilizando una sola proyección de rayos X.

Desarrollado por científicos de la Universidad de California en Irvine (Irvine, CA, EUA), la tecnología XACT funciona convirtiendo los rayos X en ultrasonidos a través de las ondas sonoras que se generan cuando los rayos X interactúan con el tejido. Normalmente, los rayos X viajan en líneas rectas, por lo que una sola proyección proporciona únicamente información en 2D. Sin embargo, XACT aprovecha las señales acústicas producidas por los rayos X, que se propagan en tres dimensiones, lo que permite obtener imágenes en 3D a partir de una sola proyección. Según el estudio publicado en Science Advances, XACT captura las ondas acústicas, que viajan a una velocidad de 1.500 metros por segundo, utilizando detectores de ultrasonidos para producir imágenes en 3D en tiempo real sin necesidad de escaneo mecánico o sistemas de pórtico complejos.

Uno de los principales beneficios de XACT es su eficiencia y la reducción de la exposición a la radiación, lo que lo convierte en una opción más segura y accesible para diagnósticos de rutina y detección de cáncer de mama. Además, con fuentes de rayos X portátiles y detectores de ultrasonidos, los sistemas XACT pueden ser compactos y no tener un pórtico, lo que permite obtener imágenes en entornos donde los sistemas de TC tradicionales no son factibles.

Si bien XACT muestra un gran potencial, actualmente enfrenta algunas limitaciones, como las restricciones de resolución vinculadas a la frecuencia y el tamaño de los detectores de ultrasonidos. Sin embargo, los avances futuros en transductores de alta frecuencia y algoritmos de reconstrucción avanzados impulsados por el aprendizaje profundo pueden mejorar significativamente sus capacidades.

La capacidad de XACT para generar imágenes en 3D a partir de una única proyección de rayos X lo posiciona como una herramienta innovadora tanto en el diagnóstico médico como en las pruebas no destructivas para la ingeniería y la ciencia de los materiales. Esta tecnología elimina la necesidad de acceso rotatorio, lo que permite obtener imágenes en espacios más reducidos y ampliar su gama de aplicaciones.

XACT representa un avance significativo en la tecnología de imágenes, ya que combina una menor exposición a la radiación, un diseño de sistema más pequeño y una mayor eficiencia. A medida que la tecnología continúa desarrollándose, tiene el potencial de revolucionar las imágenes médicas e industriales, acercándonos a un futuro en el que las imágenes en 3D de alta resolución y baja dosis se conviertan en algo común en la atención médica y más allá.

"Por primera vez, hemos demostrado que se pueden obtener imágenes en 3D con una única proyección de rayos X basada en la detección acústica inducida por rayos X tanto en modelos como en tejido biológico", afirmó el Dr. Siqi Wang, primer autor del estudio.

"El hallazgo innovador aquí es que se pueden obtener imágenes de rayos X en 3D con una sola proyección, lo que normalmente requiere 600 proyecciones o más", agregó Vahid Yaghmai, MD, MS, FSAR, radiólogo de UC Irvine.

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