El cáncer de mama (CaMa) es una de las enfermedades más mortales a nivel mundial. Predicciones recientes estiman que una de cada 10 mujeres desarrollará cáncer de mama a lo largo de su vida. Un aspecto relevante para que la paciente reciba un tratamiento exitoso es que su detección ocurra en una etapa temprana de la enfermedad. La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica de imagen molecular utilizada para apoyar en el diagnóstico y seguimiento del CaMa. En los últimos 20 años se han desarrollado sistemas PET dedicados a mama (dbPET por sus siglas en inglés) con el objetivo de mejorar su desempeño en comparación con escáneres PET de cuerpo completo, incrementando tanto la resolución espacial como la sensibilidad, aspectos muy relevantes para el diagnóstico temprano. Sin embargo, se sabe que los factores físicos más relevantes que limitan la calidad de imagen y el poder de cuantificación de estudios dbPET es la atenuación y la dispersión de los fotones de aniquilación de 511 keV en la mama. Las correcciones por estos efectos son difíciles de implementar pues no solo dependen de la configuración de adquisición en coincidencia (cobertura de ángulo sólido y eficiencia cuántica de los detectores), sino del volumen de la mama en el campo de vista del escáner y de la concentración de actividad. Este proyecto tiene como objetivo estudiar los efectos físicos de atenuación y dispersión en Mamografía por Emisión de Positrones (PEM) utilizando simulaciones Monte Carlo del transporte de radiación y medidas experimentales, estas últimas con un prototipo PEM desarrollado en Laboratorio de Imágenes Biomédicas del Instituto de Física, UNAM. Una vez caracterizados y cuantificados estos efectos, se propone desarrollar e implementar técnicas de corrección durante el proceso de reconstrucción de imágenes tomográficas utilizando métodos iterativos. Un aspecto completamente innovador de este proyecto consiste en generar e incluir en las correcciones medidas de atenuación en mama utilizando imágenes de transmisión producidas con la radiación intrínseca del fondo de los cristales centelladores LYSO.
Esta propuesta se considera novedosa por el impacto que pueda tener en la cuantificación de estudios PEM, y su potencial para otros sistemas dbPET con otras configuraciones geométricas. Utiliza métodos novedosos para realizar investigación básica y aplicada a través de simulación numérica que optimiza y complementa procedimientos experimentales, estos últimos con un prototipo desarrollado en el IFUNAM y basado en detectores de estado sólido de última generación. Propone, además, desarrollar la técnica para obtener mapas de transmisión con el fondo intrínseco del LYSO de la mama, e implementar la corrección por atenuación. Este tema de investigación es realmente innovador, y podría sentar las bases para que otros grupos de investigación puedan implementar la técnica. Finalmente, los estudios de la radiación intrínseca de los cristales LYSO podrían explotarse para desarrollar métodos de calibración en energía (sin el uso de fuentes externas) y para establecer controles de calidad de los detectores. Adicionalmente:
a. Se producen conocimientos únicos en su tipo no solo a nivel local (UNAM y en el país), sino también a nivel internacional.
b. Es un tema actual a nivel internacional y su desarrollo contribuirá a mejorar la precisión de los estudios complementarios para la detección de cáncer de mama en estadios tempranos.
c. Sus resultados pueden tener un impacto significativo en procedimientos de medicina nuclear molecular realizados en centros de salud de nuestro país, además de fortalecer los vínculos entre la academia y los institutos nacionales de salud.
d. Los métodos utilizados son innovadores, en los que se pondrá atención en la formación de recursos humanos de alto nivel.