Un tomógrafo de rayos X se parece a un carpintero que examina un tronco desde todos los lados para ver si tiene huecos. Toma decenas de imágenes planas en sombra, girando la fuente y el detector alrededor del objeto. Luego, un programa "ensamblador" une esas sombras en un modelo tridimensional. El ensamblador más rápido es el algoritmo FBP (retroproyección filtrada). Trabaja casi al instante, pero hay un detalle: cuando hay pocas proyecciones o la dosis de radiación es baja, las sombras se vuelven borrosas. Entonces la FBP empieza a esparcir el ruido por toda la imagen. En lugar del hueco en el tronco, se ve una ondulación.
Los autores del trabajo propusieron otro "ensamblador", uno probabilístico. No solo suma las sombras, sino que calcula: ¿qué estructura interna del objeto produciría con mayor probabilidad exactamente estas proyecciones borrosas? Se basa en el modelo de campo aleatorio de Markov, una forma de describir cómo los puntos vecinos del volumen se influyen entre sí. Si los vóxeles vecinos (píxeles volumétricos) casi siempre tienen densidad similar, el algoritmo recibe una pista: un punto brillante solitario entre oscuros es más bien ruido que un detalle real. El programa ajusta su sensibilidad por sí solo, estimando el nivel de ruido directamente de los datos de entrada, mediante la minimización de la energía libre bayesiana. Sin ajustes manuales.
Las pruebas en simulaciones mostraron que, en condiciones de dosis baja y pocos ángulos, el nuevo método produce una imagen mucho más limpia que la FBP. Esto abre el camino a la tomografía en situaciones donde antes había que elegir entre calidad y seguridad: control de calidad de microelectrónica sin exposición prolongada, revisión de equipaje con solo un par de ángulos, diagnóstico médico con menor carga de radiación. Recopilación rápida de datos y un ensamblaje tranquilo y reflexivo, en lugar de las prisas que arruinan el resultado.
La palabra "tomografía" proviene del griego "tomos", que significa loncha o capa. El primer escáner de TC comercial para la cabeza apareció en 1971 y tardaba varios minutos en hacer una sola imagen.