Az egyesült államokbeli cambridge-i multidiszciplináris kutatócsoport eredményei szerint az optoakusztikus (OA) képalkotásnak az ultrahanghoz (USA) történő hozzáadása javíthatja az emlőrák diagnózisát. A kombináció lehetővé teszi az emlő szerkezeti jellemzőivel borított funkcionális vérerek megjelenítését.
A kombinált technika klinikai alkalmazásának felgyorsítása érdekében a csapat egy egyszerű funkciókészletet dolgozott ki az integrált OA-US képalkotó rendszerből származó egyhullámhosszú OA-adatok felhasználásával, amely képes azonosítani a rosszindulatú emlőelváltozásokat az érrendszeri mintázatok alapján. A kutatók leírják eredményeiket Fotoakusztika.
Az ezt a funkciókészletet használó olcsó OA-US készülék növelheti a korai emlőrák diagnosztizálásának számát, különösen az alacsony jövedelmű országokban élő nőknél, ahol az emlőrák túlélési aránya kevesebb, mint 40% (szemben a magas szintű emlőrák 80%-ával). jövedelmező országok). A javasolt eszköz az emlőrákszűrést is kiterjesztheti a mammográfiához korlátozottan hozzáférhető populációkban.
Az ultrahangos képalkotás önmagában általában alacsony érzékenységgel rendelkezik az emlőrák kimutatására, és nem mindig tud különbséget tenni jóindulatú és rosszindulatú elváltozások között. Az OA képalkotást – egy optikai gerjesztésen és akusztikus detektáláson alapuló potenciálisan alacsony költségű technikát – klinikai vizsgálatokban értékelik az emlőrák diagnosztizálására, de a jelenlegi elemzési folyamat meglehetősen összetett.
Kutatásvezető Sarah Bohndiek, a Cambridge-i Egyetemen Cancer Research UK Cambridge Institute és a fizika tanszék, elmagyarázza, hogy a kutatók célja az volt, hogy leegyszerűsítsék az OA-USA adatok beszerzését, és olyan egyszerű képalkotó funkciókészletet hozzanak létre, amely könnyen megtanulható és klinikailag megvalósítható.
A csapat 96 jóindulatú, határozatlan vagy gyanús emlőrendellenességben szenvedő beteg 94 emlőléziójának képei alapján hozta létre a funkciókészletet. Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust. Az első 38 léziót (ebből 14 rosszindulatú és nyolc jóindulatú) használták fel a funkciókészlet kifejlesztéséhez; a többit az érvényesítéshez használták fel.
A vizsgálatban részt vevő összes betegen mammográfiás, emlő-ultrahang és OA képalkotáson esett át – olyan OA-készülékkel, amelybe alacsony frekvenciájú tomográfiás ultrahangot is alkalmaztak. A kutatók 800 nm-es gerjesztési hullámhosszt alkalmaztak, amely minimálisra csökkenti a víz és a lipidek abszorpcióját, hogy olyan képeket készítsenek, amelyek a szilárd emlőléziót körülvevő erek morfológiáját mutatják be. Az egyetlen hullámhossz használata leegyszerűsítette az OA képfeldolgozást és megjelenítést, amely lehetőséget kínál a jövőbeni rendszeregyszerűsítésre és költségcsökkentésre.
A kutatók külön-külön és kombinálva elemezték az OA-ról és az USA-ról készült képeket, és az egészséges emlőszövetre, jóindulatú betegségekre és rosszindulatú daganatokra jellemző vérerek mintázatait keresték. A jóindulatú elváltozások nem mutattak érrendszert, vagy olyan ereket, amelyek a lézió fölé terültek anélkül, hogy behatoltak volna. A rosszindulatú léziók szabálytalan táplálékerei voltak, amelyek behatoltak a lézióba, és/vagy rendezetlen, szabálytalan mintázat volt körülöttük. A léziók belső megjelenése nem tesz különbséget a jóindulatú és rosszindulatú elváltozások között, ezért nem alkalmazták.
A kutatók a rosszindulatú daganatok három olyan jellemzőjét választották ki, amelyek bármilyen szilárd elváltozást a BI-RADS 5 osztályozásra emelnek (erősen rosszindulatú daganatra utalnak): szabálytalan sapka, szabálytalan táplálóedény és karomjel. A jóindulatú jellemzők jelenléte – nincsenek erek, vagy a léziós ér felett szétterülnek – a léziót BI-RADS 2-re (jóindulatú) minősítik.
Két emlőradiológus validálta a jellemzőkészletet az OA-US validációs képek (31 rosszindulatú és 13 jóindulatú szilárd elváltozás) egymástól függetlenül történő értelmezésével. Csupán 20 perces edzésbe telt, hogy jártassá váljanak a funkciókészlet használatában. Arra kérték őket, hogy a funkciók segítségével osztályozzák az elváltozásokat BI-RADS kategóriák szerint, valamint osztályozzák a betegek diagnosztikus ultrahangvizsgálatait és mammográfiás képeit.
Az emlőradiológusok az OA-US képeket 96.8%-os érzékenységgel és 84.6%-os specificitással értelmezték, minden olvasónál egy álnegatív és két hamis pozitív eredmény mellett. Összehasonlításképpen, a mammográfia minden olvasónál három álnegatívot és két álpozitív eredményt adott, az ultrahang pedig egy fals negatívot és hat és hét álpozitívet generált. Fontos, hogy az összes mammográfiás és ultrahangos hamis negatív eredményt az OA helyesen pozitívnak azonosította.
A mély tanulás felgyorsítja a szuperfelbontású fotoakusztikus képalkotást
Bohndiek rámutat arra, hogy az OA-US gyakorlati tapasztalatokat igényel a szabványos működési eljárás optimalizálásához és a kiváló minőségű képadatok megszerzéséhez, ezért a jövőbeni többközpontú validációs vizsgálatoknak figyelembe kell venniük a kezelői függőséget és a független kalibrációt.
„Validációs vizsgálatokat végeztünk az OA-US készülékkel kapcsolatban olyan stabil tesztobjektumok (fantomok) kifejlesztésével összefüggésben, amelyeket orvosfizikusok használhatnak minőségbiztosítási/minőségbiztosítási célokra, miután az eszközöket rutinszerűen használják a klinikán” – mondja. Fizika Világa. "Azt is tervezzük, hogy a rendszert a jövőben az emlőrák sugárterápiás kezelésére adott válasz monitorozására is alkalmazzuk."
