Agregar imágenes optoacústicas (OA) a la ecografía (EE. UU.) podría mejorar el diagnóstico del cáncer de mama, según los hallazgos de un equipo de investigación multidisciplinario en Cambridge, Reino Unido. La combinación permite la visualización de la vasculatura sanguínea funcional superpuesta con características estructurales de la mama.
Para ayudar a acelerar la aplicación clínica de esta técnica combinada, el equipo desarrolló un conjunto de funciones simples utilizando datos de OA de longitud de onda única de un sistema de imágenes OA-US integrado que puede identificar lesiones mamarias malignas en función de sus patrones vasculares. Los investigadores describen sus hallazgos en Fotoacústica.
Un dispositivo OA-US de bajo costo que utilice este conjunto de funciones podría aumentar el número de diagnósticos tempranos de cáncer de mama, especialmente en mujeres que viven en países de bajos ingresos, donde las tasas de supervivencia del cáncer de mama son inferiores al 40% (en comparación con el 80% en los países de altos ingresos). países de ingresos). El dispositivo propuesto también podría ampliar la detección del cáncer de mama en poblaciones con acceso limitado a la mamografía.
La ecografía por sí sola tiende a tener baja sensibilidad para la detección del cáncer de mama y no siempre puede diferenciar entre lesiones benignas y malignas. Las imágenes de OA, una técnica potencialmente de bajo costo basada en excitación óptica y detección acústica, se están evaluando en estudios clínicos para el diagnóstico de cáncer de mama, pero el proceso de análisis actual es bastante complejo.
Investigador principal sarah bohndiek, de la Universidad de Cambridge Instituto de Cambridge del Reino Unido para la investigación del cáncer y Departamento de Física, explica que el objetivo de los investigadores era simplificar la adquisición de datos de OA-US y crear un conjunto de funciones de imágenes simples que fuera fácil de aprender y clínicamente factible de implementar.
El equipo generó el conjunto de características utilizando imágenes de 96 lesiones mamarias en 94 pacientes con anomalías mamarias benignas, indeterminadas o sospechosas en Fideicomiso de la Fundación NHS de los Hospitales de la Universidad de Cambridge. Las primeras 38 lesiones (incluidas 14 malignas y ocho benignas) se utilizaron para desarrollar el conjunto de características; los demás se utilizaron para la validación.
Todas las pacientes del estudio se sometieron a mamografía, ecografía mamaria e imágenes de OA, realizadas mediante un dispositivo de OA que también incorporaba ecografía tomográfica de baja frecuencia. Los investigadores utilizaron una longitud de onda de excitación de 800 nm, que minimiza la absorción de agua y lípidos, para crear imágenes que muestran la morfología de los vasos sanguíneos que rodean una lesión mamaria sólida. El uso de una única longitud de onda simplificó el procesamiento y la visualización de imágenes OA, ofreciendo la posibilidad de una futura simplificación del sistema y reducción de costos.
Los investigadores analizaron las imágenes de OA y de EE. UU. por separado y en combinación, buscando patrones de vasos sanguíneos representativos del tejido mamario sano, enfermedades benignas y malignas. Las lesiones benignas no demostraron vascularidad ni vasos que cubrieran la lesión sin penetrarla. Las lesiones malignas tenían vasos sanguíneos irregulares que penetraban en la lesión y/o un patrón irregular desorganizado a su alrededor. La apariencia interna de las lesiones no diferenciaba lesiones benignas y malignas y no se utilizó.
Los investigadores seleccionaron tres características de malignidad que mejorarían cualquier lesión sólida a una clasificación BI-RADS 5 (altamente sugestiva de malignidad): tapa irregular, vaso de alimentación irregular y signo de garra. La presencia de características benignas (sin vasos ni vasos extendidos sobre el vaso lesionado) degradaría una lesión a BI-RADS 2 (benigna).
Dos radiólogos de mama validaron el conjunto de características interpretando de forma independiente las imágenes de validación OA-US (31 lesiones sólidas malignas y 13 benignas). Sólo les tomó 20 minutos de capacitación dominar el uso del conjunto de funciones. Se les pidió que utilizaran las funciones para clasificar las lesiones por categoría BI-RADS, así como para clasificar los exámenes de ultrasonido de diagnóstico y las imágenes de mamografía de los pacientes.
Los radiólogos de mama interpretaron las imágenes OA-US con una sensibilidad del 96.8% y una especificidad del 84.6%, con un falso negativo y dos falsos positivos para cada lector. En comparación, la mamografía arrojó tres falsos negativos y dos falsos positivos para cada lector, y la ecografía generó un falso negativo y seis y siete falsos positivos. Es importante destacar que todos los falsos negativos de mamografía y ultrasonido fueron identificados correctamente como positivos por OA.
El aprendizaje profundo acelera la obtención de imágenes fotoacústicas de superresolución
Bohndiek señala que OA-US requiere experiencia práctica para optimizar el procedimiento operativo estándar y obtener datos de imágenes de alta calidad y, por esta razón, futuros estudios de validación multicéntricos deberían considerar la dependencia del operador y la calibración independiente.
"Hemos estado realizando estudios de validación del dispositivo OA-US en el contexto del desarrollo de objetos de prueba estables (fantasmas) que puedan ser utilizados por los físicos médicos para control de calidad una vez que los dispositivos se utilicen de forma rutinaria en la clínica", dice. Mundo de la física. "También estamos planeando aplicar el sistema en el futuro para monitorear la respuesta al tratamiento de radioterapia en el cáncer de mama".
