La astronomía y su legado también ha llegado a la medicina. Ciencia que nos toca muy de cerca para nuestro bienestar.
Todo empezó con la necesidad de explorar el cosmos en otras longitudes de onda, aparte de la luz visible. En concreto con la información que los objetos nos tenían preparada en las ondas de radio. Los radiotelescopios fueron estos instrumentos que nos permitieron obtener esa información. El problema que surgió de inmediato fue la resolución de la imagen resultante. La resolución de una imagen depende de dos factores. El primero de ellos es la apertura del instrumento que recolecta los fotones y el segundo es la longitud de onda de los fotones que estudiamos. Sus dependencias con la resolución son que ésta es directamente proporcional a la apertura e inversamente proporcional a la longitud de onda.
Cuando estudiamos el cielo con longitudes de onda contiguas visible, podemos jugar con estos dos parámetros para conseguir la misma resolución, por ejemplo, con la ultravioleta o los infrarrojos. Pero cuando queremos estudiar las ondas de radio, el tamaño de la longitud de onda es tan grande comparado con la visible, que para mantener la resolución tenemos que ampliar muchísimo la apertura del instrumento. Por ejemplo, para equivaler la resolución de un telescopio óptico de 1 m. de diámetro, necesitaríamos un radiotelescopio de 500 Km., lo que queda fuera de las capacidades tecnológicas.
Aquí entra en acción el astrónomo Martin Ryle, que intentó solucionar este inconveniente utilizando varios radiotelescopios a la vez, separados una gran distancia y sincronizarlos por medio de la interferometría. Descubrió que la resolución en la dirección de los centros de los radiotelescopios era la de un radiotelescopio equivalente con el diámetro de su separación y no del área sumada de cada uno de ellos. Es lo que se denomina “síntesis de apertura”. Este descubrimiento le proporcionó el Premio Nóbel de física en 1974.
Sir Martin Ryle
Esto revolucionó la radioastronomía que hoy día prácticamente toda se hace con conjuntos de antenas y no con radiotelescopios aislados, como prueba los VLA en Nuevo México y ALMA en Chile, la red VLBA que se está diseñando por todo el mundo o los proyectos de redes espaciales de radiotelescopios.
Entremos ahora en la medicina. Los diagnósticos de enfermedades, para una mayor probabilidad de curación necesita ser los más precoces posibles, con las afecciones muy incipientes y por tanto de reducido tamaño. Esto implica que la resolución de las imágenes para detectarlas debe ser muy alta. Si los aparatos de registro de las imágenes no pueden hacerse tan grandes como debiera para esta resolución, estaríamos en el mismo caso de la radioastronomía, y su solución debería ser la misma, es decir, la síntesis de apertura.
Ahora bien, la síntesis de apertura sólo permite mejorar la resolución en una línea. En las redes de radiotelescopios este inconveniente se soluciona haciéndose móviles las antenas, para para conseguir varias líneas espaciales con esa resolución aumentada. En medicina se soluciona con una distribución toroidal de los detectores que reciben la radiación y conseguir líneas de alta resolución separadas con muy poco ángulo, obteniéndose imágenes de secciones o láminas de los órganos con muy alta resolución en todas direcciones. La informática hace el resto pudiéndose componer imágenes en 3D de dichos órganos. Es lo que denominamos tomografía
Gracias a la síntesis de apertura se han desarrollado o han mejorado su resolución los TAC (Tomografía Axial Computarizada), las angiografías, las RMN (Resonancia Magnética Nuclear) y los TEP (Tomografías por Emisión de Positrones).
Instrumento de diagnóstico TAC