El método más común para obtener imágenes de vasos coronarios obstruidos es la angiografía coronaria. Para algunos pacientes, sin embargo, los agentes de contraste utilizados en este proceso pueden causar problemas de salud. Un equipo de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha demostrado ahora que la cantidad requerida de estas sustancias se puede reducir significativamente si se utilizan rayos X monoenergéticos de un acelerador de partículas en miniatura.

Los tejidos blandos, como los órganos y los vasos sanguíneos, son casi imposibles de examinar en las imágenes de rayos X. Para detectar un estrechamiento u otros cambios en los vasos sanguíneos coronarios, por lo tanto, a los pacientes se les suele inyectar un medio de contraste yodado.

Estas sustancias a veces pueden ser peligrosas para la salud, sin embargo:"Particularmente en pacientes con insuficiencia renal, pueden surgir complicaciones, en algunos casos incluso insuficiencia renal, "explica la Dra. Daniela Münzel, profesor adjunto de radiología en Klinikum rechts der Isar de TUM. "Por eso estamos estudiando las posibilidades de utilizar concentraciones más bajas de agentes de contraste".

Rayos X precisos

Científicos del Departamento de Radiología Diagnóstica e Intervencionista del Klinikum rechts der Isar han desarrollado un enfoque para reducir la dosis. trabajando en estrecha colaboración con la Cátedra de Física Biomédica del Departamento de Física de TUM. El método, que han descrito en un artículo publicado en Nature Informes científicos , no se basa en nuevos agentes de contraste. En su lugar, se basa en rayos X especiales generados con la fuente de luz compacta de Munich (MuCLS), el primer mini-sincrotrón del mundo, que se inauguró oficialmente en TUM a finales de 2015.

"Las fuentes de rayos X convencionales generan una gama relativamente amplia de niveles de energía. Por el contrario, la energía de los rayos X producida por el MuCLS se puede controlar con mucha más precisión, "dice la física Elena Eggl, el primer autor del artículo.

Cerca del borde de absorción

Los agentes de contraste como el yodo y el gadolinio tienen una ventaja de absorción. Eso significa que cuando la sustancia se expone a rayos X de cierta energía, el contraste de la imagen final del órgano marcado es particularmente bueno. Por debajo del borde de absorción, aproximadamente 30 kiloelectrones voltios (keV) para el yodo, el contraste se deteriora rápidamente. El contraste también se vuelve más débil a energías muy por encima del borde de absorción.

Como resultado, cuando se utilizan fuentes de rayos X convencionales de amplio espectro, Se debe utilizar siempre una cantidad adecuada de medio de contraste para contrarrestar este efecto y obtener una imagen lo suficientemente nítida para el diagnóstico. El MuCLS puede generar rayos X que tienen exactamente el nivel de energía óptimo. La capacidad de producir tales rayos X monoenergéticos existe desde hace algún tiempo. En el pasado, sin embargo, esto solo fue posible con aceleradores de partículas circulares con un diámetro de varios cientos de metros. A diferencia de, el MuCLS es comparable en tamaño a un automóvil.

Una mejora significativa

Los datos muestran que los rayos X monoenergéticos permitirían disminuir la concentración requerida de yodo en aproximadamente un tercio sin pérdida de contraste. Para gadolinio, incluso habría una reducción algo mayor. Se necesita mucha más investigación, sin embargo, antes de que los pacientes reales puedan ser examinados con radiografías monoenergéticas.

"Todavía estamos en el comienzo del desarrollo de esta tecnología, "dice Elena Eggl. El MuCLS es la primera máquina de este tipo. Además, está diseñado para la investigación fundamental, y no para examinar pacientes. Pero con simulaciones y pruebas detalladas por computadora con el corazón de un cerdo, usando vasos sanguíneos teñidos con yodo, los investigadores pudieron demostrar la viabilidad del método.

Buenos prospectos

Franz Pfeiffer, profesor de física biomédica en TUM, ve los resultados del equipo como un comienzo prometedor para la investigación médica con el sincrotrón compacto:"El MuCLS ofrece numerosas posibilidades para aplicaciones médicas que planeamos continuar investigando con nuestros socios en los campos médicos".