- Detectores de perovskita logran imagen SPECT a nivel de fotón único con alta resolución energética y espacial.
- Costes inferiores a CZT y mejor calidad que NaI abren la puerta a diagnósticos más accesibles y con menor dosis.
- En fotografía, píxeles RGB de perovskita apilados capturan hasta tres veces más luz que el silicio con filtros.
- Los avances en fabricación y estabilidad aceleran la transición desde el laboratorio hacia productos comerciales.
El término «cámara perovskita» se ha colado en el radar de la innovación por partida doble: por un lado, en medicina nuclear con detectores capaces de registrar fotones gamma individuales con una precisión inédita; por otro, en fotografía digital con sensores RGB apilados que prometen más luz y menos ruido. Ambos avances beben de una misma fuente: las extraordinarias propiedades de los cristales con estructura perovskita.
En los hospitales, esta tecnología apunta a recortar tiempos de exploración, mejorar la nitidez y reducir la dosis de radiación en técnicas como SPECT; en el mundo de la imagen, abre la puerta a sensores que capturan prácticamente todo el espectro visible. Detrás hay equipos de Northwestern University y Soochow University en China, y un consorcio de Empa y ETH Zurich, que han demostrado desempeños récord y prototipos funcionales que ya asoman a la comercialización.
Qué es una cámara gamma de perovskita y cómo funciona SPECT
En SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único) se inyecta en el organismo un radiotrazador de vida corta; sus emisiones gamma atraviesan tejidos y son captadas por un detector externo que reconstruye la actividad orgánica en 3D, como si se tratase de una cámara “invisible”. Se usa para evaluar la función cardíaca, el flujo sanguíneo o lesiones que no aparecen en otras pruebas.
El salto llega cuando el detector deja de ser el cuello de botella. Un equipo de Northwestern y Soochow ha presentado el primer detector de perovskita capaz de capturar fotones gamma uno a uno con gran resolución energética y espacial, optimizado para imagen SPECT. Publicado en Nature Communications, este trabajo convierte en realidad lo que hace una década era una promesa: que las perovskitas también podían dominar la detección de rayos X y gamma además de la energía solar.
La clave está en un sensor “pixelado” —una matriz similar a los píxeles de una cámara del móvil— elaborado a partir de cristales de perovskita de alta calidad. Con un diseño electrónico de lectura multicanal afinado al detalle, el prototipo demuestra una estabilidad sobresaliente y una sensibilidad capaz de exprimir señales muy débiles de radiofármacos clínicos como el tecnecio‑99m. Esta arquitectura convierte cada fotón en información más limpia y precisa.
Para el paciente, las implicaciones son directas: exploraciones más cortas, imágenes más nítidas y potencial de reducción de dosis. Desde el punto de vista de los sistemas, la posibilidad de distinguir energías gamma con mayor finura abre la puerta a reconstrucciones tridimensionales más ricas y a nuevas aplicaciones diagnósticas en las que la selectividad energética marca la diferencia.
El estudio, además, ha contado con apoyo institucional y financiero de alto nivel —incluyendo la Defense Threat Reduction Agency (HDTRA12020002), programas nacionales en China y fundaciones regionales— y se presenta como un hito hacia la adopción clínica. Para quienes quieran rastrear la referencia exacta, el artículo es de acceso abierto en Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-63400-7).
Por qué fallan los detectores tradicionales
La mayor parte de cámaras gamma clínicas usan cristales de CdZnTe (CZT) o yoduro de sodio (NaI). Los CZT pueden alcanzar muy buena resolución, pero su talón de Aquiles es el coste y la fragilidad: cultivar cristales grandes y de calidad es complejo y caro, elevando el precio por equipo a cientos de miles o incluso millones de dólares, con el añadido de que son materiales quebradizos.
El NaI, por su lado, abarata el sistema, pero a costa de volumen y nitidez: las imágenes pierden detalle y contraste, como si mirásemos a través de un cristal empañecido. Esta merma en precisión hace que sutiles variaciones fisiológicas se difuminen, lo que complica diagnósticos tempranos o diferenciados, por ejemplo en tipos de demencia con patrones de perfusión diferentes.
En ambos casos, la ecuación final no cierra del todo: o pagas más por calidad y te enfrentas a limitaciones de fabricación, o ahorras sacrificando resolución. Este es el hueco que vienen a llenar los detectores basados en perovskitas, ofreciendo una combinación poco común de rendimiento y asequibilidad.
El salto de calidad: perovskitas en medicina nuclear
Las perovskitas son una familia cristalina cuyo nombre proviene de un mineral con estructura CaTiO3, pero hoy engloba materiales con esa misma geometría —incluidos los haluros de plomo— que han revolucionado la fotovoltaica. En 2012, el grupo de Northwestern demostró las primeras celdas solares de película sólida con perovskita; un año después, probó que cristales individuales de perovskita detectaban rayos X y gamma con eficacia, abriendo un área de investigación que ha crecido a escala internacional.
Desde entonces, se han perfeccionado las técnicas de crecimiento cristalino y de ingeniería de superficie para convertir ese potencial en dispositivos reales. El nuevo detector integra una matriz de píxeles de perovskita, lectura multicanal optimizada y un acondicionamiento que minimiza pérdidas y distorsiones. El resultado son imágenes que separan fuentes radiactivas distanciadas apenas milímetros y una sensibilidad capaz de detectar señales muy tenues de Tc‑99m usados de forma rutinaria.
Uno de los materiales destacados, el haluro CsPbBr3, presenta las propiedades electrónicas y de transporte necesarias para este tipo de sensores. Con él, la capacidad para discriminar energías gamma se traduce en mejor contraste entre tejidos o procesos fisiológicos con firmas diferentes. Esta selectividad energética permite aprovechar más información de cada fotón detectado.
Más allá de la nitidez, el dispositivo mantiene una estabilidad llamativa: capta prácticamente todo el conteo del trazador sin apreciable pérdida o distorsión durante las pruebas. Esta robustez operativa resulta clave para su integración futura en sistemas clínicos con flujos de trabajo exigentes y requisitos de calibración sostenida.
Los beneficios prácticos son claros. Con detectores más sensibles, se pueden recortar tiempos de escaneo o dosis administradas sin renunciar a calidad. Y al poder construirlos con procesos y componentes más simples que los de CZT, el coste baja, allanando la llegada de equipos avanzados a hospitales y clínicas que hoy no pueden permitirse lo más puntero.
Impacto real, costes y comercialización
Northwestern ha impulsado una spin‑off, Actinia Inc., para llevar esta tecnología del laboratorio al mercado, colaborando con fabricantes de dispositivos médicos. El objetivo es alcanzar cámaras gamma compactas, precisas y económicas, que amplíen el acceso a diagnósticos de alta calidad sin convertir el precio en una barrera.
Frente a NaI, los detectores de perovskita ofrecen un camino realista para trabajar con dosis más bajas de radiotrazador sin perder resolución. Frente a CZT, prometen una factura mucho menor y un proceso de fabricación menos delicado, manteniendo la capacidad de imagen a nivel de fotón y una excelente resolución energética. La combinación de rendimiento y coste es lo que hace disruptiva esta propuesta.
Para el clínico, esto se traduce en la posibilidad de ajustar el protocolo: cuando se requiera el máximo detalle, la cámara responde; cuando baste una calidad estándar, se puede priorizar rapidez o minimizar la exposición del paciente. En patologías oncológicas o infecciosas —donde las exploraciones de alta energía son habituales— este margen de maniobra resulta especialmente valioso.
La validación experimental del prototipo muestra separación de fuentes radiactivas diminutas colocadas a pocos milímetros, algo que enriquece pruebas de control de calidad y calibra la expectativa de lo que estos sistemas podrían resolver in vivo. Sumado a la capacidad de discriminar energías, sienta bases para modalidades más avanzadas dentro del propio SPECT.
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