Menambahkan pencitraan optoacoustic (OA) ke USG (AS) dapat meningkatkan diagnosis kanker payudara, menurut temuan dari tim peneliti multidisiplin di Cambridge, Inggris. Kombinasi ini memungkinkan visualisasi pembuluh darah fungsional yang dilapis dengan fitur struktural payudara.
Untuk membantu mempercepat penerapan klinis dari teknik gabungan ini, tim mengembangkan serangkaian fitur sederhana menggunakan data OA dengan panjang gelombang tunggal dari sistem pencitraan OA-US terintegrasi yang dapat mengidentifikasi lesi ganas payudara berdasarkan pola pembuluh darahnya. Para peneliti menggambarkan temuan mereka di Fotoakustik.
Perangkat OA-AS berbiaya rendah yang menggunakan serangkaian fitur ini dapat meningkatkan jumlah diagnosis dini kanker payudara, terutama pada wanita yang tinggal di negara-negara berpenghasilan rendah, di mana tingkat kelangsungan hidup kanker payudara kurang dari 40% (dibandingkan dengan 80% di negara-negara berpenghasilan tinggi). negara pendapatan). Perangkat yang diusulkan ini juga dapat memperluas skrining kanker payudara pada populasi dengan akses terbatas terhadap mamografi.
Pencitraan USG sendiri cenderung memiliki sensitivitas yang rendah untuk mendeteksi kanker payudara, dan tidak selalu dapat membedakan antara lesi jinak dan ganas. Pencitraan OA – teknik yang berpotensi berbiaya rendah berdasarkan eksitasi optik dan deteksi akustik – sedang dievaluasi dalam studi klinis untuk diagnosis kanker payudara, namun proses analisis saat ini cukup rumit.
penyelidik utama Sarah Bohndiek, dari Universitas Cambridge Penelitian Kanker Institut Cambridge Inggris dan departemen fisika, menjelaskan bahwa tujuan para peneliti adalah menyederhanakan perolehan data OA-AS dan membuat rangkaian fitur pencitraan sederhana yang mudah dipelajari dan layak secara klinis untuk diterapkan.
Tim menghasilkan kumpulan fitur menggunakan gambar dari 96 lesi payudara pada 94 pasien dengan kelainan payudara jinak, tidak pasti, atau mencurigakan di Rumah Sakit Universitas Cambridge NHS Foundation Trust. 38 lesi pertama (termasuk 14 ganas dan delapan jinak) digunakan untuk mengembangkan rangkaian fitur; yang lain digunakan untuk validasi.
Semua pasien dalam penelitian ini menjalani mamografi, USG payudara, dan pencitraan OA – dilakukan menggunakan perangkat OA yang juga dilengkapi USG tomografi frekuensi rendah. Para peneliti menggunakan panjang gelombang eksitasi 800 nm, yang meminimalkan penyerapan air dan lipid, untuk membuat gambar yang menunjukkan morfologi pembuluh darah di sekitar lesi padat payudara. Penggunaan panjang gelombang tunggal menyederhanakan pemrosesan dan visualisasi gambar OA, menawarkan kemungkinan penyederhanaan sistem di masa depan dan pengurangan biaya.
Para peneliti menganalisis gambar OA dan AS secara terpisah dan dalam kombinasi, mencari pola pembuluh darah yang mewakili jaringan payudara yang sehat, penyakit jinak, dan keganasan. Lesi jinak menunjukkan tidak adanya vaskularisasi atau pembuluh darah yang menutupi lesi tanpa menembusnya. Lesi ganas memiliki pembuluh darah tidak teratur yang menembus ke dalam lesi dan/atau pola tidak beraturan yang tidak teratur di sekitarnya. Tampilan internal lesi tidak membedakan lesi jinak dan ganas dan tidak digunakan.
Para peneliti memilih tiga ciri keganasan yang akan meningkatkan setiap lesi padat ke dalam klasifikasi BI-RADS 5 (sangat mengarah pada keganasan): tutup yang tidak teratur, pembuluh makanan yang tidak teratur, dan tanda cakar. Adanya gambaran jinak – tidak ada pembuluh darah atau pembuluh darah yang tersebar di atas pembuluh darah yang terkena lesi – akan menurunkan derajat lesi menjadi BI-RADS 2 (jinak).
Dua ahli radiologi payudara memvalidasi rangkaian fitur dengan menafsirkan secara independen gambar validasi OA-US (31 lesi padat ganas dan 13 lesi padat jinak). Hanya diperlukan 20 menit pelatihan bagi mereka untuk menjadi mahir dalam menggunakan rangkaian fitur. Mereka diminta menggunakan fitur tersebut untuk mengklasifikasikan lesi berdasarkan kategori BI-RADS, serta mengklasifikasikan pemeriksaan USG diagnostik dan gambar mamografi pasien.
Ahli radiologi payudara menafsirkan gambar OA-AS dengan sensitivitas 96.8% dan spesifisitas 84.6%, dengan satu negatif palsu dan dua positif palsu untuk setiap pembaca. Sebagai perbandingan, mamografi menghasilkan tiga negatif palsu dan dua positif palsu untuk setiap pembaca, dan USG menghasilkan satu negatif palsu dan enam dan tujuh positif palsu. Yang penting, semua hasil negatif palsu dari mamografi dan USG diidentifikasi dengan benar sebagai positif oleh OA.
Pembelajaran mendalam mempercepat pencitraan fotoakustik resolusi super
Bohndiek menunjukkan bahwa OA-US memerlukan pengalaman praktis untuk mengoptimalkan prosedur operasi standar dan memperoleh data gambar berkualitas tinggi, dan karena alasan ini, studi validasi multisenter di masa depan harus mempertimbangkan ketergantungan operator dan kalibrasi independen.
“Kami telah melakukan studi validasi perangkat OA-US dalam konteks pengembangan objek uji stabil (hantu) yang dapat digunakan oleh fisikawan medis untuk QA/QC setelah perangkat tersebut digunakan secara rutin di klinik,” katanya. Dunia Fisika. “Kami juga berencana menerapkan sistem ini di masa depan untuk memantau respons terhadap pengobatan radioterapi pada kanker payudara.”
