Chávez es uno de los investigadores mexicanos que ha dedicado parte de su vida a encontrar aplicaciones biomédicas usando la tecnología de microondas, en particular su uso como agente de detección y tratamiento de cáncer de mama. En México, el método clásico de detección del cáncer de seno es la mamografía, una técnica que utiliza los rayos X y que es dolorosa para ciertos pacientes sensibles, ya que implica la opresión del pecho y el envío de energía ionizante a través de la radiación de los rayos X, la técnica puede resultar peligrosa para el paciente si se aplica con frecuencia.

Dado que las microondas electromagnéticas se encuentran en un rango de frecuencias que van de los 300 MHz hasta los 300 GHz, su radiación no es ionizante, y no afecta a los tejidos. Además, el tejido normal tiene una constante dieléctrica baja en comparación con los tumores malignos, en los cuales se ha reportado que la constante dieléctrica es muy alta. Cuando la constante dieléctrica del tejido presente un valor alto, indicará la presencia de tejido maligno, debido a que la energía de microondas se dispersa más, lo que facilita la detección, la cual se puede hacer mediante un sensor o antena especial, misma que puede evidenciar la presencia de tumores malignos en el tejido al contrastar los valores encontrados.

Un mamógrafo que utilice radiación por microondas, sería completamente indoloro, afirma el doctor Chávez, ya que por las características físicas de los materiales constituyentes del seno, la radiación por microondas puede discriminar entre tejido sano y tumores malignos.

Esta radiación incluso podría utilizarse para ablandar ciertos tipos de tumores, esto es, los tumores son muy duros y mediante la radiación por microondas se pueden ablandar (técnica conocida como hipertermia).

“Las microondas se comportan igual que la luz, siguen las mismas propiedades, se reflejan, se dispersan. Esto no es un concepto moderno, pero sus aplicaciones biomédicas son ahora una fuente de muchas ideas”, dice Chávez.

El investigador forma parte del grupo de investigación en altas frecuencias del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del CICESE. Con más de 30 años de experiencia, los miembros de este grupo han paulatinamente incursionado en líneas de investigación relacionadas con la salud, y ello permitió desarrollar un interés en el estudio antenas de apertura, las cuales trabajan con una guía de onda rectangular y una bocina piramidal.

“La característica que tienen las antenas de apertura con geometría piramidal truncada, es su patrón de radiación. El patrón de radiación es muy directivo, y por esta razón queremos utilizarlas”.

No obstante que el patrón de radiación de las antenas es directivo, se tiene que enfocar la energía de microondas a un punto de interés biológico, por lo que se necesita instalar lentes dieléctricos a la salida de la antena para enfocar más la energía: parte de este trabajo es la tesis de maestría de Rafael García Baeza, estudiante de posgrado del CICESE bajo la supervisión del Dr. Chávez. Su proyecto consiste en obtener antenas de apertura eficientes que presenten un buen patrón de radiación y buenas características eléctricas, y Rafael ha trabajado con diversos prototipos para ir afinando esta capacidad.

“Estamos trabajando en los prototipos de antenas, y a la vez aprovechando la caracterización de materiales dieléctricos. Lo que ves en mi escritorio son algunas sondas coaxiales de cobre pasivado con oro que sirven como antenas, y se pueden usar inmersas en un líquido,” explica el investigador del CICESE.

Para que haya un acoplamiento adecuado entre la piel y la antena, es necesario hallar una sustancia que emule la constante dieléctrica de la piel humana, solución que piensan podría estar en un tipo de gel. Las antenas que ha diseñado García Baeza, el estudiante de posgrado que asesora Chávez, también han sufrido modificaciones y mejoras: García ha encontrado que la onda puede mantener su dirección sin depender totalmente de que la antena esté totalmente cubierta.

Este desarrollo aún se encuentra en fase temprana, resta mucho trabajo por hacer. No se cuenta con un permiso oficial de la Secretaría de Salud ni tampoco hay el avance suficiente como para iniciar investigaciones con seres humanos.

La intención del Dr. Chávez es desarrollar un radar de pecho, pieza por pieza. Es toda una carrera contra el tiempo, ya que el Dr. Chávez sólo cuenta al momento con un estudiante de posgrado, “y esto requiere mucho más gente trabajando en distintas vertientes”.