Ciento treinta años después de su descubrimiento, investigadores han encontrado una forma mejor de obtener imágenes en rayos X, aprovechando diferentes metales y los colores de la luz que emiten.
Cuando el físico alemán Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X en 1895 mientras experimentaba con tubos de rayos catódicos, supuso un gran avance que transformó la ciencia y la medicina. Tanto es así que el concepto básico sigue vigente en la actualidad. Pero en Sandia National Laboratories de EEUU presentan lo que denominan “los rayos X del futuro”.
“Se denomina imagen hiperespectral coloreada de rayos X con objetivos multimetálicos, o CHXI MMT para abreviar”, explicó en un comunicado el ingeniero óptico y líder del proyecto, Edward Jiménez, coautor de la investigación junto con la científica de materiales Noelle Collins y la ingeniera electrónica Courtney Sovinec.
“Con esta nueva tecnología, básicamente estamos pasando del método tradicional, que era blanco y negro, a un mundo completamente nuevo y colorido donde podemos identificar mejor los materiales y los defectos de interés”, añadió Collins.
El equipo descubrió que podían lograr esto utilizando muestras diminutas y con patrones de diversos metales como tungsteno, molibdeno, oro, samario y plata.
FUNDAMENTOS DE LA CREACIÓN DE RAYOS X
Para comprender el concepto, es necesario comprender los fundamentos de la creación de rayos X. Los rayos X tradicionales se generan bombardeando un único objetivo metálico, o ánodo, con electrones de alta energía. Estos rayos X se canalizan en un haz y se dirigen a un sujeto o material. Los tejidos más densos, como el hueso, absorben más rayos X, mientras que los menos densos, como los músculos y los órganos, permiten el paso de más. Un detector registra el patrón y crea una imagen.
Si bien la tecnología de rayos X ha avanzado con el tiempo, el concepto básico sigue siendo el mismo, lo que limita la resolución y la claridad
El equipo de Sandia se propuso resolver esta limitación reduciendo el punto focal de los rayos X. Cuanto más pequeño es el punto, más nítida es la imagen. Lo lograron diseñando un ánodo con puntos metálicos con un patrón que, en conjunto, era más pequeño que el haz, reduciendo así el punto focal.
Pero el equipo decidió ir más allá y llevó el concepto un paso más allá. “Elegimos diferentes metales para cada punto”, explicó Sovinec. “Cada metal emite un color particular de luz de rayos X. Al combinarlo con un detector de discriminación de energía, podemos contar fotones individuales, que proporcionan información sobre la densidad, y medir la energía de cada fotón. Esto nos permite caracterizar los elementos de la muestra".
El resultado son imágenes coloreadas con lo que el equipo denomina una claridad de imagen revolucionaria y una mejor comprensión de la composición de un objeto.
“Obtenemos una representación más precisa de la forma y la definición de ese objeto, lo que nos permitirá realizar mediciones y observaciones sin precedentes”, afirmó Jiménez.
SEGURIDAD AEROPORTUARIA Y DIAGNÓSTICO MÉDICO
El equipo considera que esto representa un gran avance para la tecnología de rayos X, con una amplia gama de usos, desde la seguridad aeroportuaria y el control de calidad hasta las pruebas no destructivas y la fabricación avanzada. También esperan que su impacto mejore el diagnóstico médico.
“Con esta tecnología, se pueden ver incluso las más mínimas diferencias entre los materiales”, afirmó Jiménez. “Esperamos que esto ayude a identificar mejor enfermedades como el cáncer y a analizar las células tumorales con mayor eficacia. En la mamografía, se intenta detectar algo antes de que crezca. En el tejido mamario, es difícil identificar los diferentes puntos, pero con la coloración se obtiene un haz más nítido y una imagen de mayor resolución que aumenta la capacidad del sistema para detectar microcalcificaciones. Es realmente emocionante formar parte de esto”.