Los investigadores del instituto Paul Scherrer (PSI) y de la escuela politécnica federal de Lausana (EPFL) de Suiza han desarrollado un método novedoso para producir radiografías de campo oscuro en longitudes de onda utilizadas en equipos de obtención de imágenes médicos e industriales de tipo convencional.
Las imágenes de campo oscuro proporcionan radiografías más detalladas que las habituales y se pueden utilizar para diagnosticar la fase inicial de la osteoporosis, el cáncer de mama o la enfermedad de Alzheimer, para identificar explosivos en el equipaje de mano o para buscar grietas diminutas o corrosión en estructuras funcionales.
Hasta este momento, las radiografías de campo oscuro requerían una óptica de cristales muy compleja y sólo se podían obtener en instalaciones como el sincrotrón de 300 m de diámetro y 200 millones de dólares del PSI. Gracias a las nuevas rejillas nanoestructuradas descritas en esta investigación, publicada en la versión en línea de Nature Materials el 20 de enero pasado, pronto podrían producirse imágenes de campo oscuro mediante equipos de rayos X convencionales que ya se utilizan en hospitales y aeropuertos de todo el mundo.
A diferencia de las radiografías tradicionales, que muestran un simple contraste por absorción, las imágenes de campo oscuro capturan la difracción de la radiación dentro del propio material, mostrando cambios sutiles en los huesos, el tejido blando o aleaciones. La claridad general de las imágenes es increíble. La mejora de la sensibilidad a la hora de medir la densidad ósea y las fracturas diminutas podría ayudar a diagnosticar la aparición de la osteoporosis. Dado que las células cancerosas o de placas difractan la radiación de forma ligeramente diferente a las células normales, las radiografías de campo oscuro también se pueden utilizar para examinar el tejido blando, proporcionando un diagnóstico precoz más seguro del cáncer de mama o de las placas asociadas al Alzheimer.
Los equipos de control de seguridad que cuenten con la capacidad de obtener imágenes de campo oscuro podrán identificar explosivos más fácilmente, ya que sus estructuras microcristalinas difractan intensamente la radiación. Además, como los rayos x penetran en los materiales sin dañarlos, las imágenes de campo oscuro pueden ayudar a detectar grietas diminutas y corrosión en estructuras como las alas de aeronaves o en los cascos de embarcaciones, gracias a la difracción producida.
“Los investigadores llevan muchos años trabajando en las radiografías de campo oscuro”, explicó Franz Pfeiffer, profesor de la EPFL e investigador del PSI. “Hasta ahora estas imágenes sólo podían obtenerse con sofisticados elementos ópticos de cristal”. No obstante, la óptica de cristales sólo es efectiva en una única longitud de onda de rayos x, por lo que no es muy eficaz. “Nuestra nueva técnica utiliza unos componentes ópticos de rayos x novedosos, en forma de rejillas nanoestructuradas que permiten el uso de un amplio espectro de energías, incluyendo las energías comunes en los aparatos de rayos x convencionales que se usan en hospitales y aeropuertos”, añadió Christian David, colega de Pfeiffer en el PSI. “Esto abre la posibilidad de adaptar los equipos de obtención de imágenes actuales para incluir la obtención de imágenes de campo oscuro”.
Pfeiffer tiene planificado colaborar con el centro de obtención de imágenes biomédicas (CIBM), un centro conjunto con las universidades de Lausana y Ginebra y sus hospitales asociados, para desarrollar una adaptación para los equipos médicos existentes. El científico precisa: “Al combinarlo con la técnica de obtención de imágenes con contraste de fase que desarrollamos en 2006, ahora tenemos la posibilidad de ofrecer la misma gama de técnicas de radiografías de espectro amplio que con la luz visible”.
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