Permanecer inmóvil, boca arriba, dentro de un escáner hospitalario durante casi una hora, con los brazos elevados, no suele figurar entre las experiencias favoritas de ningún paciente. Eso era exactamente lo que ocurría en el Royal Brompton Hospital de Londres durante ciertos estudios pulmonares… Hasta que la historia cambió.
La instalación, el año pasado, de un nuevo escáner permitió reducir esos exámenes de 45 a apenas 15 minutos.
El mérito no es solo del procesamiento de imágenes con Inteligencia Artificial, sino también de un material poco conocido pero extraordinario: El CZT, siglas en inglés de Telururo de cadmio y zinc.
¿Qué es el Telurio de Zinc?
Gracias a este compuesto, el equipo puede generar imágenes tridimensionales de altísima definición de los pulmones. Según la Dra. Kshama Wechalekar, responsable de medicina nuclear y PET, los resultados son sobresalientes: imágenes de gran calidad obtenidas mediante una combinación notable de ingeniería y física aplicada.
El escáner, instalado en agosto, utiliza CZT fabricado por Kromek, una empresa británica que forma parte de un grupo muy reducido a nivel mundial capaz de producir este material. Aunque su nombre no sea popular, en el ámbito médico el CZT está provocando un cambio profundo en la obtención de imágenes diagnósticas.
Sus aplicaciones no se limitan a hospitales: también se emplea en telescopios de rayos X, detectores de radiación y sistemas de seguridad aeroportuaria. Y la demanda no deja de crecer.
En el caso del Royal Brompton Hospital, las investigaciones se centran en detectar pequeños coágulos sanguíneos en pacientes con Covid prolongado, así como embolias pulmonares. El escáner, cuyo coste ronda el millón de libras esterlinas, funciona detectando rayos gamma emitidos por una sustancia radiactiva inyectada al paciente. La alta sensibilidad del CZT permite usar menos cantidad de esta sustancia, reduciendo la dosis aproximadamente en un 30%.
Mucha demanda, Producción Limitada
Aunque los escáneres con CZT existen desde hace tiempo, los modelos de cuerpo completo son relativamente recientes. El material en sí no es nuevo, pero su fabricación resulta extremadamente compleja.
Arnab Basu, director ejecutivo y fundador de Kromek, explica que el desarrollo del proceso industrial llevó años. En su planta de Sedgefield, Inglaterra, operan cerca de 170 pequeños hornos que funcionan de forma continua. En ellos, un polvo especial se funde y solidifica lentamente hasta formar una estructura monocristalina perfectamente alineada. El proceso completo puede tardar semanas.
El resultado es un semiconductor capaz de detectar fotones de rayos X y gamma con una precisión excepcional, de forma comparable —aunque mucho más especializada— a los sensores de imagen de silicio presentes en los teléfonos inteligentes.
Cada fotón de alta energía que impacta en el CZT genera una señal eléctrica directa, eliminando pasos intermedios y mejorando notablemente la precisión. Esta conversión directa permite conservar información clave como la energía y el tiempo de llegada de los rayos, posibilitando incluso imágenes espectroscópicas o en color.
Actualmente, esta tecnología ya se utiliza en sistemas de detección de explosivos en aeropuertos del Reino Unido y en el escaneo de equipaje facturado en algunos aeropuertos de Estados Unidos. Según Basu, se espera que en el futuro también llegue al control de equipaje de mano.
Un Material *muy* codiciado
No obstante, conseguir CZT no siempre es sencillo. El profesor Henric Krawczynski, de la Universidad de Washington en San Luis, lo ha empleado en telescopios espaciales transportados por globos de gran altitud, diseñados para captar rayos X provenientes de estrellas de neutrones y regiones cercanas a agujeros negros.
Para sus proyectos necesita detectores extremadamente delgados, de apenas 0,8 mm, lo que reduce la radiación de fondo y mejora la claridad de la señal. Obtener piezas con estas características es complicado, y actualmente la elevada demanda impide a Kromek atender todos los proyectos de investigación.
Aun así, Krawczynski señala que puede recurrir a material de estudios previos o a una alternativa como el telururo de cadmio. Los principales retrasos, en su caso, provienen más bien de factores administrativos, como el cierre del gobierno estadounidense que alteró los calendarios de lanzamiento de misiones desde la Antártida.
El CZT también desempeña un papel clave en la modernización del centro Diamond Light Source, en Oxfordshire. Esta instalación, un sincrotrón que genera intensos rayos X para el análisis de materiales, incorporará detectores basados en CZT como parte de una actualización prevista para 2030.
Con rayos X mucho más brillantes, los sensores actuales resultarán insuficientes. Según Matt Veale, responsable del desarrollo de detectores, no tendría sentido invertir en mejorar la fuente de luz sin contar con sensores capaces de medirla adecuadamente. Por ello, una vez más, el CZT se perfila como la opción ideal.
