Progresele recente din imagistica medicală permit examinări mai rapide şi mai precise, reducând atât disconfortul pacienţilor, cât şi expunerea la substanţe radioactive. În centrele medicale de top, aceste avansuri sunt deja aplicate în investigaţii complexe, cu beneficii demonstrate pentru diagnostic.
Pacienţii care necesită investigaţii imagistice pulmonare complexe pot petrece mult timp complet nemişcaţi în interiorul aparatelor de scanare.
Dacă până nu demult unele scanări durau până la 45 de minute, odată cu avansarea tehnologiei durata acestor proceduri a fost redusă la aproximativ 15 minute, fără a compromite calitatea imaginilor.
Acest sistem de ultimă generaţie integrează tomografia computerizată cu emisie de foton unic (SPECT) cu tomografia computerizată (CT) într-o singură sesiune de imagistică. Prin combinarea imagisticii funcţionale cu cea anatomică, noul scaner oferă informaţii diagnostice 3D de înaltă rezoluţie, permiţând o evaluare mai precisă a afecţiunilor cardiace şi pulmonare.
Reducerea timpului de scanare se datorează atât progreselor în procesarea imaginilor, cât şi utilizării unui material semiconductor special, numit telurură de cadmiu-zinc (CZT). Acest material permite obţinerea unor imagini tridimensionale extrem de detaliate ale plămânilor.
Potrivit dr. Kshama Wechalekar, coordonator al departamentului de medicină nucleară şi PET din cadrul spitalului Royal Brompton, din Londra, acest tip de scanner oferă imagini de o calitate remarcabilă, reprezentând un progres important din punct de vedere tehnic.
Investigaţiile efectuate cu acest echipament vizează, printre altele, identificarea unor cheaguri foarte mici de sânge la pacienţi cu simptome persistente după infecţia cu SARS-CoV-2 sau detectarea emboliei pulmonare.
Scannerul, care are un cost de peste un milion de euro, funcţionează prin detectarea razelor gamma emise de o substanţă radioactivă injectată pacientului. Datorită sensibilităţii detectorilor pe bază de CZT, cantitatea de substanţă radioactivă necesară este mai mică decât în cazul echipamentelor mai vechi, dozele putând fi reduse cu aproximativ 30%.
Deşi detectoarele CZT sunt utilizate de mai mult timp în anumite aplicaţii, scanerele de mari dimensiuni, capabile să realizeze investigaţii ale întregului corp, reprezintă o dezvoltare relativ recentă.
Materialul CZT este cunoscut de câteva decenii, însă producerea sa este dificilă şi necesită procese tehnologice complexe. Fabricarea presupune obţinerea unor cristale unice, perfect aliniate, proces care durează săptămâni şi implică echipamente speciale.
Din punct de vedere funcţional, CZT este un semiconductor capabil să detecteze fotoni de mare energie din raze X şi raze gamma cu o precizie foarte ridicată. Atunci când un astfel de foton interacţionează cu materialul, este generat un semnal electric care poate fi transformat direct într-o imagine digitală. Spre deosebire de tehnologiile anterioare, acest proces are loc într-o singură etapă, păstrând informaţii detaliate despre energia şi momentul interacţiunii, ceea ce permite inclusiv realizarea de imagini spectroscopice.
Astfel, detectorii pe bază de telurură de cadmiu-zinc (CZT) fac posibilă o generaţie mai nouă de scanere, capabile să ofere imagini 3D foarte detaliate într-un timp mult mai scurt (de la 45 la 15 minute) şi cu doze mai mici de substanţă radioactivă (cu circa 30% mai reduse), datorită sensibilităţii mai mari a sistemului.
Aceeaşi tehnologie începe să fie esenţială şi în infrastructuri de cercetare cu raze X foarte intense, unde senzorii clasici nu mai fac faţă, ceea ce extinde utilizarea CZT din clinică spre aplicaţii ştiinţifice de vârf.
Utilizarea CZT nu se limitează doar la domeniul medical. Acelaşi tip de detector este folosit în scanere de securitate pentru detectarea explozibililor şi în sisteme de control al bagajelor din unele aeroporturi. De asemenea, materialul este utilizat în cercetarea ştiinţifică, inclusiv în instrumente pentru detectarea razelor X provenite din spaţiu.
Foto: Dr. Kshama Wechalekar alături de cel mai nou scanner de la spitalul Royal Brompton din Londra. Credit: Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust
