DICCIONARIO MÉDICO

Fotoconductor

Fotoconductor es todo material o dispositivo cuya conductividad eléctrica aumenta cuando recibe radiación electromagnética (luz visible, rayos X u otra forma de energía radiante). En el ámbito médico, los fotoconductores son componentes clave de los detectores empleados en radiología digital, donde convierten los fotones de radiación en señales eléctricas que se procesan para generar una imagen diagnóstica.

Qué es un fotoconductor

El término procede del griego φῶς, φωτός (phōs, phōtós), "luz", y del latín conductor, derivado de conducĕre, "conducir" o "llevar junto". Describe, literalmente, un material que conduce la electricidad bajo la acción de la luz o, por extensión, de cualquier radiación capaz de liberar portadores de carga en su estructura cristalina.

El fenómeno subyacente se conoce como fotoconductividad: cuando un fotón con energía suficiente incide sobre un semiconductor, genera pares de electrón y hueco que quedan libres para migrar bajo la influencia de un campo eléctrico externo. La corriente resultante es proporcional a la cantidad de radiación recibida, lo que convierte al material en un detector cuantitativo de energía radiante. Este principio físico se observó por primera vez en el selenio en 1873, y su aplicación médica tardaría más de un siglo en materializarse.

Aplicación en imagen médica

La utilidad clínica de los fotoconductores se concentra en la radiología digital, concretamente en los paneles detectores planos (flat panel detectors) que han sustituido a la película radiográfica convencional. Según el mecanismo de conversión de la radiación, estos paneles se dividen en dos grandes categorías.

En los detectores de conversión directa, una capa de selenio amorfo actúa como fotoconductor y transforma los fotones de rayos X directamente en cargas eléctricas. Un campo eléctrico aplicado entre los electrodos del panel separa los pares de electrón y hueco generados, y una matriz de transistores de película delgada (TFT) recoge la señal píxel a píxel. Al prescindir de pasos intermedios, la conversión directa conserva una resolución espacial alta con menor dispersión de la señal.

Los detectores de conversión indirecta emplean un esquema en dos etapas. Un centelleador (habitualmente yoduro de cesio) convierte primero los rayos X en fotones de luz visible; a continuación, una capa de silicio amorfo fotoconductivo transforma esa luz en cargas eléctricas que la matriz TFT registra. La eficiencia de detección es elevada, aunque la resolución puede verse ligeramente reducida por la difusión lateral de la luz dentro del centelleador.

Antes de que se generalizaran los paneles digitales, el selenio amorfo ya se había empleado en la xerorradiografía, técnica desarrollada en la década de 1970 y aplicada sobre todo a la mamografía. Una placa de selenio registraba una imagen electrostática latente que se revelaba mediante un polvo cargado, sin necesidad de procesado químico húmedo. El abandono progresivo de la xerorradiografía no supuso el fin del selenio como fotoconductor, sino su reconversión en el componente central de los detectores digitales actuales.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se usa selenio y no otro semiconductor?

El selenio amorfo produce un número elevado de pares de carga por cada fotón de rayos X absorbido y mantiene una baja corriente de oscuridad (ruido eléctrico en ausencia de radiación). Estas propiedades hacen posible obtener imágenes nítidas con dosis de radiación relativamente bajas. Para energías más altas que las habituales en mamografía se investigan alternativas como el óxido de plomo amorfo.

¿Es lo mismo un fotoconductor que un fotorreceptor?

No. En física, el fotoconductor es un material semiconductor cuya resistencia disminuye al recibir radiación. El fotorreceptor, en contexto biológico, es una célula de la retina (cono o bastón) especializada en convertir la luz en señales nerviosas. Comparten la capacidad de responder a la radiación electromagnética, pero su naturaleza y su campo de estudio son completamente distintos.

¿Puede un paciente distinguir si la radiografía se ha obtenido con un detector fotoconductor?

En la práctica, no. La diferencia radica en el proceso interno del equipo. El paciente percibe un procedimiento similar al de una radiografía convencional, pero la imagen resultante se genera, almacena y distribuye en formato digital, lo que agiliza el flujo de trabajo y permite aplicar herramientas de procesamiento de imagen.

Referencias

  1. Defined Health. Xerorradiografía. Imagen Diagnóstica, Elsevier. 2012;3(2). Disponible en: https://www.elsevier.es/es-revista-imagen-diagnostica-308
  2. MedicalExpo. Qué panel detector plano elegir: guías de compra. Disponible en: https://guide.medicalexpo.com/es/que-panel-detector-plano-elegir/
  3. Tsai W, et al. The X-ray Sensitivity of an Amorphous Lead Oxide Photoconductor. Sensors (Basel). 2021;21(21):7223. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8588227/
  4. El Hospital. Radiografía digital: opciones en la elección de un sistema de rayos X. Disponible en: https://www.elhospital.com

Entradas relacionadas

  • Fotoconductivo: adjetivo que califica la propiedad de un material de modificar su conductividad eléctrica al recibir radiación.
  • Fotoeléctrico: relativo al efecto por el cual un fotón libera un electrón de un átomo o material.
  • Fotoestimulable: referido a materiales que almacenan energía y la liberan como luminiscencia al ser estimulados por luz.
  • Fotorreceptor: célula retiniana especializada en la transducción de la luz en señales nerviosas.

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