La terapia de minirayos de partículas ha demostrado el potencial de una mejor conservación del tejido sano debido a la fraccionamiento espacial de la dosis administrada. Especialmente para los iones pesados, la fraccionamiento espacial podría mejorar la ya favorable efectividad biológica diferencial en el objetivo y la región de entrada. Además, la fraccionamiento espacial podría incluso ser una opción viable para llevar iones más pesados que el carbono de vuelta a la aplicación en pacientes. Sin embargo, para entender el efecto de la terapia de minirayos, se requiere una cuidadosa realización de experimentos preclínicos, para los cuales el conocimiento preciso de las características del minirayo es crucial. Este trabajo introduce el uso de sensores CMOS de alta resolución espacial para caracterizar los minirayros de iones de carbono producidos por colimadores en términos de distribución de fluencia lateral, fragmentos secundarios, distribución de transferencia de energía lineal promedio por trayectoria y alineación del colimador. Se realizaron simulaciones adicionales para analizar más a fondo el espacio de parámetros de los minirayros de iones de carbono en términos de características del haz, posicionamiento del colimador y precisión de fabricación del colimador. Finalmente, se propone y valida en simulación un nuevo concepto para reducir la dosis de neutrones al paciente mediante un escudo adicional de neutrones añadido al conjunto del colimador. El colimador de minirayros de iones de carbono caracterizado en este trabajo se utiliza en experimentos preclínicos en curso sobre terapia de minirayros de iones pesados en el GSI.