Highlight

Nova subvenció ERC Staring Grant per millorar les capacitats de diagnòstic de les tomografies d'emissió de positrons amb mesura de temps de vol amb tecnologies de detecció innovadores.

September 12, 2022

Gerard Ariño-Estrada i el seu equip planegen construir un detector gamma per a la tomografia d’emissió de positrons amb mesura de temps de vol amb característiques espacials i temporals millorades mitjançant un nou disseny innovador.

La tomografia per emissió de positrons amb mesura de temps de vol (TOF-PET, per les seves sigles en anglès) és el sistema estàndard que es fa servir per a la detecció del càncer. El rendiment dels escàners TOF-PET depèn dels detectors de radiació que utilitzen; per tant, la millora de les característiques de detecció temporal i espacial d’aquests detectors afecta dràsticament la capacitat de diagnòstic dels sistemes TOF-PET.

Gerard Ariño-Estrada ha rebut una beca ERC Starting Grant per desenvolupar un nou mòdul detector per a sistemes TOF-PET a l’IFAE. El projecte CHLOE-PET (CHErenkov Light mOdulE for time-of-flight Positron Emission Tomography) té el potencial de millorar la resolució temporal i la segmentació espacial dels detectors d’última generació per factors de fins a 7 i 10, respectivament, sense costos de producció addicionals.

El Dr. Ariño-Estrada es va doctorar l’any 2015 a l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i després va ocupar una plaça d’investigador postdoctoral al grup de detectors de sincrotró a DESY d’Hamburg (Alemanya). Més tard es va incorporar al Departament d’Enginyeria Biomèdica de la University of California Davis, on actualment dirigeix ​​un equip que treballa en detectors per a la imatge i la dosimetria en medicina nuclear. El Dr. Ariño-Estrada s’incorporarà a l’IFAE el juliol de 2023 per liderar el projecte CHLOE-PET.

Des de la seva fundació l’any 1991, IFAE ha estat a l’avantguarda del desenvolupament de detectors de radiació per a experiments de física d’altes energies, astrofísica i física de neutrins, entre d’altres. L’IFAE també s’ha centrat en el desenvolupament de detectors de radiació per a aplicacions de raigs X i medicina nuclear. Gerard i el seu equip tindran al seu abast les instal·lacions de fabricació de microelectrònica de l’IFAE i la infraestructura de simulació computacional del Port d’Informació Científica (PIC ), un centre de processament de dades científiques fruit d’un conveni de col·laboració entre l’IFAE i el CIEMAT.

Llum Cherenkov i de centelleig es combinen per aconseguir un detector amb un rendiment excepcional

El projecte CHLOE-PET pretén construir un mòdul detector per al sistema TOF-PET que utilitzi la llum Cherenkov com a senyal ràpida i llum de centelleig per a la segmentació espacial i la mesura de l’energia a un cost de producció assequible. S’espera que la solució proposada assoleixi un rendiment excepcional del detector en temps i segmentació espacial simultàniament.

La novetat del disseny rau en la combinació de tres elements diferents: fer servir la llum Cherenkov com a font de temps ràpida, fer una lectura de fotodetector de dos extrems per maximitzar la recollida de llum i proporcionar una segmentació 3D amb fotodetectors pixelats. Aquestes millores del detector TOF-PET permetran l’extracció d’informació més precisa de cada fotó detectat, que en última instància conduirà a una millora espectacular del contrast de la imatge.

La combinació d’aquests resultats permetrà la detecció precoç de tumors de fins a 2 mm de mida en càncers com ara el de pulmó, de mama i de pròstata, i permetran el diagnòstic i l’estudi d’altres malalties com l’Alzheimer amb molta millor precisió de la imatge, entre altres aplicacions. CHLOE-PET millorarà les capacitats de diagnòstic en TOF-PET i, millorarà la comoditat del pacient permetent tractaments menys agressius, més curts i més efectius.