V Conferencia Anual de Plataformas Tecnológicas de Investigación Biomédica Avances en Imagen Mínimamente Invasiva 14 de Febrero de 2012 Descripción del Proyecto Consorcio DEAR-MAMA DEAR-MAMA • “Detection of EARly Markers in Mammography” • Proyecto financiado dentro del 5º programa marco (FP5) de la Unión Europea • DEAR-MAMA comienza en el año 2001 – Duración de 5 años • Tiene un presupuesto total de 2.3 M€ de los cuales 1.8 M€ provienen de la Unión Europea • El proyecto tiene los siguientes objetivos: – Detector digital con alta resolución espacial • Detección de microcalcificaciones de 100 – 150 µm – Alta eficiencia de detección de rayos X • Reducir la dosis de radiación sufrida por el paciente Consorcio Comparativa Evolución Mamografía Timepix TECNOLOGÍA Comparativa Roetgen UDIAT • La imagen por rayos X ha evolucionado considerablemente en los últimos 100 años • Sin embargo, la tecnología analógica (película de rayos X) tiene poco margen de mejora • Es necesario cambiar la tecnología Tecnología • Mayor eficiencia de detección (menor dosis de radiación) • Mayor contraste (menor perdida de información) Mamografía • El tamaño estándar de imagen en mamografía es 24 cm x 31 cm – ~ 750 cm2 • La tecnología digital es ya la primera opción en mamografía • Mayor eficiencia de detección del cáncer – Microcalcifinaciones (100 µm) • Mayores prestaciones – – – Tratamiento de la imagen Gestión de los datos Computer Aided Diagnostic (CAD) (I) Imagen tomada con un sistema digital. (D) Misma imagen tomada con un sistema analógico. Timepix DETECTOR • 1.4 cm x 1.4 cm 1.98 cm2 • Matriz de 256 x 256 píxeles • 55 μm de tamaño • Electrónica muy rápida – más de 300 imágenes por segundo VENTAJAS • Diseño muy robusto • Fácil de arreglar y mantener • Versatilidad INCONVENIENTES • Múltiples tomas para obtener una imagen de gran formato • Complejidad mecánica Imagen de Gran Formato Escanear 1D IMAGEN RAYOS X Imagen de Gran Formato • Mosaico – Podemos producir cualquier configuración 2 x N (columnas) o N x 2 (filas) – Siempre habrá algo de espacio muerto entre chips – Diseño costoso (tiene sentido hasta HEXA) Timepix 3 lados libres 1.4 cm x 1.4 cm ≈ 2 cm2 Módulo QUAD 2.8 cm x 2.8 cm ≈ 8 cm2 Módulo HEXA 2.8 cm x 4.2 cm ≈ 12 cm2 Escanear 1D • Podemos diseñar una columna de chips • Escaneamos en una dirección como si fuera una fotocopiadora – Tiempo de adquisición proporcional al tamaño de la imagen No se pueden USAR • Reconstrucción final juntando imágenes Medipix 1 7 cm x 4 cm Detector de Mamografía Digital Escanear 2D Imágenes XRI Mamografía Digital • Diseño modular – – – • Photon Counting – – • La imagen total se adquiere en 4 pasos – – • Sin ruido electrónico Mejor contraste Hibridación – – • Cualquier tamaño Bajo coste de mantenimiento Bajo coste de reparación Todo el proceso es automático La captura de la imagen dura menos 1.5 segundos La imagen final se presenta después de la reconstrucción Misma electrónica Distinto material semiconductor menor dosis Escanear 2D • Tiempo de adqusición inferior a 1.5 segundos • Todo el área de interés está cubierto por el detector (24 cm x 31 cm) 26 millones píxeles 11 columnas de 9 MPX chips 99de chips x 4 posiciones (396 imágenes) Galería Microcalcificaciones Muestras de embutido Contraste Video Tomografía de Positrón - Electrón OTROS PROYECTOS Contraste • El uso de agentes de contraste puede mejorar la eficiencia en la detección precoz del cáncer – – Opacidad a los rayos X Funcionalizado mayor deposición en células cancerígenas • Polímero biodegradable cargado con yodo (triodobenceno) – Pruebas preclínicas Resultados Experimento Papel Vista desde arriba Oro Polímero (Yodo) Video Rayos X Temporizador 1 ms tiempo de exposición 10 ms tiempo de exposición 200 ms tiempo de exposición Tomografía Positrón – Electrón (PET) Proyecto VIP • Nuevo diseño PET para cabeza – – Hermético Se puede combinar con RM • CdTe – – – – Material semiconductor de última generación Menor dosis de radiación Mayor resolución de energía Mayor resolución espacial • Resultados de la Simulación • (Izq.) PET tradicional • (Der.) VIP PET – Radiación 30 veces inferior Conclusiones • La tecnología digital ha significado un gran avance para el diagnóstico por imagen • Menor dosis de radiación y mayor eficiencia de detección • Mayor cantidad de información y gestión de la misma – Mejora de la imagen a posteriori – Imagen en 3D / tiempo real – Uso de ordenadores para ayudar en el diagnóstico • Posibilidad para combinar distintas disciplinas – Más información mejor diagnóstico