Impulsando los avances médicos y tecnológicos, una colaboración liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), ha logrado un hito importante. Junto con el Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC-UV), el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), han desarrollado el primer escáner para tomografía con protones completamente español.
Este innovador dispositivo es un avance significativo en el campo de la medicina, especialmente en el tratamiento del cáncer. La tecnología de vanguardia permite obtener imágenes a partir de las partículas empleadas en protonterapia, un nuevo y prometedor método para tratar el cáncer. La importancia radica en que permite una planificación más precisa de las dosis de tratamiento. Los primeros resultados de este proyecto se publicaron en la revista académica The European Physical Journal Plus.
La protonterapia es un tratamiento avanzado para el cáncer que utiliza protones. Durante los últimos años, la protonterapia ha ganado popularidad debido a sus ventajas sobre la radioterapia convencional. Las características de estas partículas, que forman el núcleo atómico, permiten depositar casi toda su energía en las células tumorales sin afectar al tejido sano. Sin embargo, para poder planificar el tratamiento correctamente se requieren imágenes médicas del paciente.
Tradicionalmente, estas imágenes se obtienen con rayos X a través de las llamadas tomografías axiales computarizadas (TACs). Pero el tratamiento posterior con protonterapia se realiza con haces de protones, no con rayos X, lo que introduce incertidumbres a la hora de planificar el tratamiento y calcular las dosis correctamente.
El escáner desarrollado por la colaboración española es el primero de su tipo en España que permite obtener las imágenes directamente con protones. Aunque actualmente es un escáner preclínico que ha obtenido imágenes de maniquíes pequeños, los resultados han sido prometedores y han demostrado la viabilidad del concepto, según Enrique Nácher, científico del CSIC en el IFIC que dirige este proyecto.
El equipo de investigación combinó un conjunto de detectores de seguimiento y un centelleador de alta resolución de energía para detectar la energía residual de los protones. Utilizaron varios maniquíes que se irradiaron con protones en un centro de protonterapia en Cracovia (Polonia). Midiendo los maniquíes en diferentes ángulos, obtuvieron imágenes reconstruidas por retroproyección filtrada, que se utilizaron para determinar las capacidades del escáner y validar su uso como escáner de protones por tomografía computarizada (proton-CT).
Los resultados del artículo indican que el escáner puede producir imágenes de calidad media-alta, con un poder de resolución comparable al de otros escáneres de última generación. Los investigadores creen que si el sistema se escala adecuadamente, podría utilizarse para obtener imágenes de pacientes antes de la protonterapia, mejorando significativamente la precisión en la planificación del tratamiento. «Esto permitiría optimizar la deposición de dosis en el tejido canceroso, minimizando la exposición de tejido sano», explica Nácher.
Además, el escáner de protones se ha construido reutilizando instrumentación y materiales de antiguos prototipos de otros proyectos de física nuclear que ya no eran útiles para sus propósitos originales. Este enfoque ha permitido maximizar la reutilización de recursos sin necesidad de invertir en nueva instrumentación, promoviendo el uso eficiente y sostenible de los recursos existentes.
El avance en este campo de la medicina es un testimonio del compromiso de los científicos y las instituciones de investigación en la lucha contra el cáncer. La referencia científica de este estudio es Nácher, E., Briz, J.A., Nerio, A.N. et al. Characterization of a novel proton-CT scanner based on Silicon and LaBr(Ce) detectors. The European Physical Journal Plus. DOI: 10.1140/epjp/s13360-024-05203-1.
