La tesis doctoral de Jorge Roser, realizada en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), ha sido distinguida con el premio de la Real Sociedad Española de Física (RSEF) a la mejor tesis doctoral en la modalidad de Física Aplicada. Su trabajo, titulado "Improving Image Quality in a multi-plane Compton Telescope for Hadron Therapy Monitoring", ya había sido previamente premiado por el Grupo Especializado de Física Médica de la RSEF, lo que le permitió optar a los galardones generales de la institución.

La entrega de premios ha tenido lugar hoy, durante la celebración de la XXXIX Reunión Bienal de la RSEF, acogida en la ciudad de San Sebastián del 15 al 19 de julio de 2024. Roser ha recibido el galardón de manos del presidente de la RSEF, Luis Viña Liste.

La tesis de Roser, dirigida en sus inicios por el Dr. Josep Oliver y en los últimos años por la Dra. Gabriela Llosá, se inscribe en el ámbito de la terapia hadrónica, un nuevo tipo de terapia contra el cáncer que, a diferencia de la radioterapia convencional de rayos X, usa partículas cargadas pesadas, generalmente protones (protonterapia) o, en menor medida, iones de carbono. Esta investigación explora diversos métodos para mejorar la calidad de las imágenes obtenidas con cámaras Compton, con el objetivo de aplicarlas a la verificación en tiempo real del rango en terapia hadrónica.

Esta aplicación presenta importantes dificultades, pues requiere detectar rayos gamma de energías relativamente altas emitidos en un amplio rango de energías junto a otras partículas no deseadas. Además, la cámara Compton debe soportar tasas de emisión muy altas durante tiempos de detección cortos. A cambio de tales dificultades, las potenciales ventajas de la verificación del rango en tiempo real son prometedoras, pues permitiría explotar los beneficios dosimétricos de la terapia hadrónica frente a la convencional radioterapia, mejorando así la calidad de vida de los pacientes tratados con este tipo de terapia.

El trabajo de Roser se centra en la evaluación experimental de modelos analíticos, estrategias de recuperación y modificaciones en los algoritmos de reconstrucción con MACACO, un nuevo prototipo de cámara Compton desarrollado por el grupo IRIS del IFIC. Un aspecto crucial de su investigación es el uso completo de las capacidades de este prototipo para obtener la mejor calidad de imagen posible. En este sentido, se ha desarrollado un modelo de la Matriz del Sistema y de la sensibilidad que permite la obtención de la imagen con eventos de tres interacciones, y se han implementado modificaciones sobre los modelos ya existentes en el grupo para integrar los diferentes canales de información disponibles en MACACO o para mejorar su exactitud. Además, se ha propuesto una modificación del algoritmo de reconstrucción de la imagen para integrar estos canales de información en un único proceso de reconstrucción. Como resultado, se ha encontrado una mejora notable en la calidad y robustez de las imágenes obtenidas.

Con todas las mejoras propuestas, el prototipo MACACO ha demostrado ser capaz de detectar experimentalmente desplazamientos del rango de hasta 2 mm en maniquíes irradiados con haces de protones para energías clínicas, lo cual supone una mejora relevante respecto a los resultados obtenidos hasta la fecha.

Trayectoria científica de Jorge Roser

Roser comenzó su trayectoria académica en 2012, cuando inició el Grado en Física en la Universidad de Valencia, completándolo en 2016. En 2017, obtuvo un Máster en Física Avanzada en la misma universidad, momento en el que desarrolló un profundo interés por la física médica. Esto le llevó a comenzar un doctorado con el grupo IRIS del IFIC, centrado en la reconstrucción de imágenes con cámaras Compton para la verificación de rangos en terapia hadrónica. Tras finalizar su tesis doctoral en 2023, Roser se encuentra realizando una estancia postdoctoral en el Institute of Medical Engineering de la Universidad de Lübeck en Alemania.

Grupo IRIS del IFIC

El grupo IRIS (Image Reconstruction, Instrumentation and Simulations for medical applications), coordinado por la investigadora del IFIC Gabriela Llosá Llácer, está especializado en el desarrollo de detectores para aplicaciones médicas. El equipo de investigación ha centrado sus esfuerzos en la imagen médica y, en concreto, en la monitorización de la terapia hadrónica o la verificación de tratamientos con radiofármacos, en este último caso con el objetivo de mejorar la visualización de su distribución en el cuerpo humano cuando se administran al paciente.