L'ajout de l'imagerie optoacoustique (OA) à l'échographie (US) pourrait améliorer le diagnostic du cancer du sein, selon les résultats d'une équipe de recherche multidisciplinaire à Cambridge, au Royaume-Uni. La combinaison permet de visualiser la vascularisation sanguine fonctionnelle superposée aux caractéristiques structurelles du sein.
Pour aider à accélérer l'application clinique de cette technique combinée, l'équipe a développé un ensemble de fonctionnalités simples utilisant des données OA à longueur d'onde unique provenant d'un système d'imagerie intégré OA-US qui peut identifier les lésions mammaires malignes en fonction de leurs schémas vasculaires. Les chercheurs décrivent leurs découvertes dans Photoacoustique.
Un dispositif OA-US à faible coût utilisant cet ensemble de fonctionnalités pourrait augmenter le nombre de diagnostics précoces de cancer du sein, en particulier chez les femmes vivant dans des pays à faible revenu, où les taux de survie au cancer du sein sont inférieurs à 40 % (contre 80 % dans les pays à revenu élevé). pays à revenu). Le dispositif proposé pourrait également étendre le dépistage du cancer du sein aux populations ayant un accès limité à la mammographie.
L'imagerie par ultrasons seule a tendance à avoir une faible sensibilité pour la détection du cancer du sein et ne peut pas toujours différencier les lésions bénignes des lésions malignes. L'imagerie OA - une technique potentiellement peu coûteuse basée sur l'excitation optique et la détection acoustique - est en cours d'évaluation dans des études cliniques pour le diagnostic du cancer du sein, mais le processus d'analyse actuel est assez complexe.
Chercheur principal Sarah Bohndiek, de l'Université de Cambridge Recherche sur le cancer au Royaume-Uni Institut de Cambridge ainsi que les département de physique, explique que l'objectif des chercheurs était de simplifier l'acquisition des données OA-US et de créer un ensemble de fonctionnalités d'imagerie simple, facile à apprendre et cliniquement faisable à mettre en œuvre.
L'équipe a généré l'ensemble de fonctionnalités à l'aide d'images de 96 lésions mammaires chez 94 patientes présentant des anomalies mammaires bénignes, indéterminées ou suspectes à Fiducie de la Fondation NHS des hôpitaux universitaires de Cambridge. Les 38 premières lésions (dont 14 malignes et huit bénignes) ont été utilisées pour développer l'ensemble de fonctionnalités ; les autres ont été utilisés pour la validation.
Tous les patients de l'étude ont subi une mammographie, une échographie mammaire et une imagerie arthrosique - réalisées à l'aide d'un appareil arthrosique incorporant également des ultrasons tomographiques à basse fréquence. Les chercheurs ont utilisé une longueur d'onde d'excitation de 800 nm, qui minimise l'absorption par l'eau et les lipides, pour créer des images montrant la morphologie des vaisseaux sanguins entourant une lésion mammaire solide. L'utilisation d'une seule longueur d'onde a simplifié le traitement et la visualisation des images OA, offrant la possibilité d'une future simplification du système et d'une réduction des coûts.
Les chercheurs ont analysé les images OA et US séparément et en combinaison, à la recherche de schémas de vaisseaux sanguins représentatifs de tissus mammaires sains, de maladies bénignes et de malignités. Les lésions bénignes ne présentaient aucune vascularisation ou vaisseaux drapés sur la lésion sans la pénétrer. Les lésions malignes avaient des vaisseaux d'alimentation irréguliers qui pénétraient dans la lésion et/ou un motif irrégulier désorganisé autour d'eux. L'aspect interne des lésions ne différenciait pas les lésions bénignes et malignes et n'a pas été utilisé.
Les chercheurs ont sélectionné trois caractéristiques de malignité qui feraient passer toute lésion solide à une classification BI-RADS 5 (fortement évocatrice de malignité) : capuchon irrégulier, vaisseau d'alimentation irrégulier et signe de griffe. La présence de caractéristiques bénignes - pas de vaisseaux ou de vaisseaux évasés sur le vaisseau de la lésion - déclasserait une lésion en BI-RADS 2 (bénigne).
Deux radiologues du sein ont validé l'ensemble de caractéristiques en interprétant indépendamment les images de validation OA-US (31 lésions solides malignes et 13 lésions bénignes solides). Il n'a fallu que 20 minutes de formation pour maîtriser l'utilisation de l'ensemble de fonctionnalités. Il leur a été demandé d'utiliser les caractéristiques pour classer les lésions par catégorie BI-RADS, ainsi que pour classer les examens échographiques diagnostiques et les images de mammographie des patients.
Les radiologues du sein ont interprété les images OA-US avec une sensibilité de 96.8 % et une spécificité de 84.6 %, avec un faux négatif et deux faux positifs pour chaque lecteur. En comparaison, la mammographie a donné trois faux négatifs et deux faux positifs pour chaque lecteur, et l'échographie a généré un faux négatif et six et sept faux positifs. Il est important de noter que tous les faux négatifs de mammographie et d'échographie ont été correctement identifiés comme positifs par OA.
L'apprentissage en profondeur accélère l'imagerie photoacoustique à super résolution
Bohndiek souligne que l'OA-US nécessite une expérience pratique pour optimiser la procédure opératoire standard et obtenir des données d'image de haute qualité, et pour cette raison, les futures études de validation multicentriques devraient tenir compte de la dépendance de l'opérateur et de l'étalonnage indépendant.
"Nous avons entrepris des études de validation de l'appareil OA-US dans le cadre du développement d'objets de test stables (fantômes) qui peuvent être utilisés par les physiciens médicaux pour l'AQ/CQ une fois que les appareils sont utilisés de manière routinière en clinique", a-t-elle déclaré. Monde de la physique. "Nous prévoyons également d'appliquer le système à l'avenir au suivi de la réponse au traitement par radiothérapie du cancer du sein."
