O método mais comum para a obtenção de imagens de vasos coronários obstruídos é a angiografia coronária. Para alguns pacientes, Contudo, os agentes de contraste usados ​​neste processo podem causar problemas de saúde. Uma equipe da Universidade Técnica de Munique (TUM) demonstrou agora que a quantidade necessária dessas substâncias pode ser significativamente reduzida se os raios X monoenergéticos de um acelerador de partículas em miniatura forem usados.

Os tecidos moles, como órgãos e vasos sanguíneos, são quase impossíveis de examinar em imagens de raios-X. Para detectar um estreitamento ou outras alterações nos vasos sanguíneos coronários, os pacientes são, portanto, geralmente injetados com um agente de contraste iodado.

Essas substâncias às vezes podem ser perigosas para a saúde, no entanto:"Particularmente em pacientes com insuficiência renal, complicações podem surgir, em alguns casos, até mesmo insuficiência renal, "explica a Dra. Daniela Münzel, um professor adjunto de ensino de radiologia no Klinikum rechts der Isar da TUM. "É por isso que estamos estudando possibilidades de usar concentrações mais baixas de agentes de contraste."

Raios-X precisos

Uma abordagem para reduzir a dosagem foi agora desenvolvida por cientistas do Departamento de Radiologia Diagnóstica e Intervencionista do Klinikum rechts der Isar, trabalhando em estreita cooperação com o Presidente de Física Biomédica do Departamento de Física da TUM. O método, que eles descreveram em um artigo publicado na Nature Relatórios Científicos , não é baseado em novos agentes de contraste. Em vez disso, depende de raios-X especiais gerados usando a Munich Compact Light Source (MuCLS), o primeiro mini-síncrotron do mundo, que foi oficialmente inaugurado na TUM no final de 2015.

"As fontes convencionais de raios-X geram uma gama relativamente ampla de níveis de energia. Em contraste, a energia dos raios-X produzida pelo MuCLS pode ser controlada com muito mais precisão, "diz a física Elena Eggl, o primeiro autor do artigo.

Perto da borda de absorção

Agentes de contraste, como iodo e gadolínio, têm uma borda de absorção. Isso significa que quando a substância é exposta aos raios X de uma determinada energia, o contraste da imagem final do órgão marcado é particularmente bom. Abaixo da borda de absorção - cerca de 30 quiloelétrons volts (keV) para o iodo - o contraste se deteriora rapidamente. O contraste também se torna mais fraco em energias muito acima da borda de absorção.

Como resultado, ao usar fontes convencionais de raios-X de amplo espectro, Deve-se usar sempre uma quantidade adequada de contraste para compensar esse efeito e obter uma imagem suficientemente nítida para o diagnóstico. O MuCLS pode gerar raios-X que possuem exatamente o nível de energia ideal. A capacidade de produzir tais raios X monoenergéticos já existe há algum tempo. No passado, Contudo, isso só foi possível com aceleradores de partículas circulares com um diâmetro de várias centenas de metros. Em contraste, o MuCLS é comparável em tamanho a um carro.

Uma melhoria significativa

Os dados mostram que os raios X monoenergéticos permitiriam diminuir a concentração necessária de iodo em cerca de um terço, sem perda de contraste. Para gadolínio, haveria até uma redução um pouco maior. É necessária muito mais pesquisa, Contudo, antes que pacientes reais possam ser examinados com raios X monoenergéticos.

“Ainda estamos no início do desenvolvimento desta tecnologia, "diz Elena Eggl. O MuCLS é a primeira máquina desse tipo. Além disso, é projetado para pesquisa fundamental, e não para examinar pacientes. Mas com simulações de computador detalhadas e testes com coração de porco, usando vasos sanguíneos tingidos com iodo, os pesquisadores conseguiram demonstrar a viabilidade do método.

Boas perspectivas

Franz Pfeiffer, professor de física biomédica na TUM, vê os resultados da equipe como um começo promissor para a pesquisa médica com o síncrotron compacto:"O MuCLS oferece inúmeras possibilidades para aplicações médicas que planejamos continuar pesquisando com nossos parceiros nas áreas médicas."