Un proyecto coordinado por Paola Ferrario, investigadora del Instituto de Física
Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) y la Universitat de València, ha recibido una inversión de 1,5 millones de euros
durante 5 años del programa ‘Starting Grant’ del Consejo Europeo de Investigación
(ERC por sus siglas en inglés) con el objetivo de desarrollar un nuevo sistema de
tomografía por emisión de positrones (PET) basado en xenón líquido, en lugar de la
actual tecnología de cristales centelleadores. Este nuevo dispositivo mejoraría
sensiblemente la medición del ‘tiempo de vuelo’ de las partículas emitidas por el
paciente aumentando la sensibilidad del sistema, además de permitir dispositivos más
pequeños y económicos.
El proyecto PETALO (aparato de emisión de positrones basado en xenón líquido con
aplicaciones de tiempo de vuelo) liderado por Paola Ferrario y titulado A positron
emission tomography apparatus based on liquid xenon with time of flight
applications”, se basa en la tecnología desarrollada para NEXT, un proyecto
internacional que lidera el investigador del IFIC Juan José Gómez Cadenas en el
Laboratorio Subterráneo de Canfranc. NEXT es un detector de xenón, un gas noble a
alta presión, que pretende detectar uno de los procesos más raros que, en teoría,
ocurren en la naturaleza: la desintegración doble beta sin neutrinos.
Si se consiguiera detectar este proceso, demostraría que el neutrino, una de las
partículas elementales más abundantes del Universo, es su propia antipartícula, una
versión idéntica pero con carga eléctrica opuesta. Se resolvería así el enigma de por
qué nuestro mundo está hecho de materia y no de antimateria cuando se debieron
crear idénticas cantidades en el Big Bang. De haber sido así, partículas y antipartículas se hubieran anulado entre ellas impidiendo la formación de átomos y, con ellos, de
todo lo que vemos en el Cosmos.
Esta investigación, que se remonta al origen del tiempo, tiene consecuencias más
inmediatas. Al igual que NEXT pretende detectar una enrevesada colisión entre
partículas y antipartículas, PETALO hará lo propio con los positrones emitidos en
pruebas de diagnóstico médico con escáneres PET. Este sistema consiste en inocular
una sustancia radiactiva en el paciente para que los positrones choquen con su
antipartícula, los electrones del cuerpo, y emitan dos fotones, que se detectan con
cristales que se iluminan (centellean) a su paso. Después se reconstruye la señal,
obteniendo una imagen en tiempo real del interior del paciente.
PETALO sustituye la tecnología de cristales centelleadores por xenón líquido, que es
extremadamente sensible a radiaciones ionizantes. “Esta reacción o centelleo es muy
rápida e intensa, por lo que es posible construir un PET con buena resolución
energética y espacial y excelente resolución temporal”, asegura Paola Ferrario,
investigadora del IFIC en el equipo de NEXT y responsable del proyecto financiado por
el ERC. Este nuevo sistema mejoraría la medición del ‘tiempo de vuelo’ de las
partículas, aspecto crucial para determinar dónde se ha producido la colisión en el
cuerpo del paciente y reconstruir así la imagen de su interior.
El objetivo de esta primera fase de PETALO financiada por el ERC es demostrar el
funcionamiento de la tecnología mediante una serie de prototipos con dos detectores
de xenón líquido. La señal se obtendrá mediante sensores basados en silicio llamados
SiPM, una tecnología nueva y en continua evolución muy utilizada en experimentos de
física de partículas. Se probarán dos tipos: los sensibles a la luz azul y un nuevo tipo de
SiPM sensible a la luz ultravioleta del xenón cuando reacciona a la radiación gamma
que llega del cuerpo. La siguiente fase del proyecto desarrollará la construcción de un
anillo entero de detectores y de los algoritmos de reconstrucción de imágenes,
aplicados a un escáner cerebral.
El Consejo Europeo de Investigación, institución creada para financiar la investigación e
innovación en la Unión Europea, dispone de diferentes programas de ayudas: ‘Starting
Grants’, destinadas a investigadores jóvenes; ‘Consolidator Grants’, dirigidas a
investigadores de cualquier nacionalidad que desempeñen su labor en centros de
investigación; y ‘Advanced Grants’, ayudas dedicadas a apoyar proyectos de
investigación en la frontera del conocimiento liderados por investigadores con al
menos 10 años de experiencia.
Proyectos con financiación ERC en el CSIC
Actualmente, 15 proyectos de centros del CSIC en la Comunidad Valenciana cuentan
con financiación del ERC. El Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) encabeza la lista
con 3 ‘Starting Grants’ (Eloísa Herrera, Víctor Borrell y Beatriz Rico), 1 ‘Consolidator
Grant’ (Guillermina López) y 2 ‘Advanced Grants’ (Óscar Marín y Ángela Nieto). Por su
parte, el Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV) cuenta con 1 ‘Advanced Grant’
(Avelino Corma); el Instituto de Biomedicina de Valencia disfruta de 2 ayudas del programa ‘Starting Grant’ (Nuria Flames y e Iñaki Comas). Asimismo, el Instituto de
Agroquímica y Tecnología de Alimentos tiene 1 ‘Starting Grant’ (Mª. Carmen Collado),
el Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (CSIC-UPV-CIEMAT), 1
‘Advanced Grant’ (José María Benlloch) y el Instituto de Biología Integrativa de
Sistemas (CSIC-UV), 1 ‘Consolidator Grant’ (Rafael Sanjuán). En el caso del Instituto de
Física Corpuscular (CSIC-UV), éste ha obtenido 1 ‘Consolidator Grant’ (César Domingo
Pardo) y 1 ‘Advanced Grant’ (Juan José Gómez Cadenas), ayudas a las que ahora se
suma Paola Ferrario con su ‘Starting Grant’.