영국 케임브리지의 종합 연구팀의 연구 결과에 따르면 초음파(US)에 광음향(OA) 이미징을 추가하면 유방암 진단을 개선할 수 있습니다. 이 조합은 유방의 구조적 특징과 중첩된 기능적 혈액 맥관 구조의 시각화를 가능하게 합니다.
이 결합 기술의 임상 적용을 가속화하기 위해 팀은 혈관 패턴을 기반으로 악성 유방 병변을 식별할 수 있는 통합 OA-US 이미징 시스템의 단일 파장 OA 데이터를 사용하여 간단한 기능 세트를 개발했습니다. 연구원들은 그들의 발견을 다음과 같이 설명합니다. 광음향.
이 기능 세트를 사용하는 저비용 OA-US 장치는 특히 유방암 생존율이 40% 미만인 저소득 국가에 거주하는 여성의 조기 유방암 진단 수를 증가시킬 수 있습니다(고소득 국가의 80%에 비해). 소득 국가). 제안된 장치는 또한 유방조영술에 대한 접근이 제한된 인구에서 유방암 검진을 확장할 수 있습니다.
초음파 영상만으로는 유방암 발견에 대한 민감도가 낮은 경향이 있으며, 양성 병변과 악성 병변을 항상 구별할 수는 없습니다. 광학 여기 및 음향 감지를 기반으로 하는 잠재적으로 저렴한 기술인 OA 이미징은 유방암 진단을 위한 임상 연구에서 평가되고 있지만 현재 분석 프로세스는 상당히 복잡합니다.
수석 연구원 사라 본디엑, 캠브리지 대학의 영국 암 연구 캠브리지 연구소 및 물리학과, 연구원의 목표는 OA-US 데이터의 획득을 단순화하고 배우기 쉽고 임상적으로 구현이 가능한 간단한 이미징 기능 세트를 만드는 것이라고 설명합니다.
팀은 양성, 불확정 또는 의심스러운 유방 이상이 있는 96명의 환자의 94개 유방 병변의 이미지를 사용하여 기능 세트를 생성했습니다. 캠브리지 대학 병원 NHS 재단 신탁. 처음 38개의 병변(악성 14개 및 양성 XNUMX개 포함)을 사용하여 기능 세트를 개발했습니다. 나머지는 유효성 검사에 사용되었습니다.
이 연구의 모든 환자는 저주파 단층 초음파를 통합한 OA 장치를 사용하여 유방 조영술, 유방 초음파 및 OA 이미징을 받았습니다. 연구원들은 물과 지질에 의한 흡수를 최소화하는 800nm의 여기 파장을 사용하여 단단한 유방 병변을 둘러싼 혈관의 형태를 보여주는 이미지를 만들었습니다. 단일 파장의 사용은 OA 이미지 처리 및 시각화를 단순화하여 향후 시스템 단순화 및 비용 절감 가능성을 제공합니다.
연구원들은 건강한 유방 조직, 양성 질환 및 악성 종양을 대표하는 혈관 패턴을 찾기 위해 OA 및 US 이미지를 개별적으로 그리고 조합하여 분석했습니다. 양성 병변은 병변을 관통하지 않고 병변 위에 드리워진 혈관이나 혈관을 나타내지 않았습니다. 악성 병변에는 병변을 관통하는 불규칙한 급식관 및/또는 그 주변의 무질서하고 불규칙한 패턴이 있었습니다. 병변의 내부 모습은 양성 병변과 악성 병변을 구분하지 못하여 사용하지 않았다.
연구자들은 모든 고형 병변을 BI-RADS 5 분류(악성을 암시함)로 업그레이드하는 악성 종양의 세 가지 특징인 불규칙한 캡, 불규칙한 급식 혈관 및 발톱 징후를 선택했습니다. 양성 기능의 존재(혈관 또는 병변 혈관 위로 펼쳐진 혈관 없음)는 병변을 BI-RADS 2(양성)로 하향 조정합니다.
31명의 유방 방사선 전문의가 OA-US 검증 이미지(악성 병변 13개 및 양성 고형 병변 20개)를 독립적으로 해석하여 기능 세트를 검증했습니다. 기능 세트 사용에 능숙해지기까지 단 XNUMX분의 교육이 필요했습니다. 그들은 이 기능을 사용하여 BI-RADS 범주별로 병변을 분류하고 환자의 진단 초음파 검사 및 유방조영술 이미지를 분류하도록 요청받았습니다.
유방 영상의학과 전문의는 OA-US 영상을 민감도 96.8%, 특이도 84.6%로 해석했으며 판독자당 XNUMX건의 위음성과 XNUMX건의 위양성을 보였다. 이에 비해 유방조영술은 각 판독기에 대해 XNUMX개의 위음성과 XNUMX개의 위양성을 산출했으며, 초음파는 XNUMX개의 위음성과 XNUMX개 및 XNUMX개의 위양성을 생성했습니다. 중요한 것은 모든 유방조영술 및 초음파 위음성이 OA에 의해 양성으로 올바르게 식별되었다는 것입니다.
딥 러닝으로 초고해상도 광음향 이미징 가속화
Bohndiek은 OA-US가 표준 작동 절차를 최적화하고 고품질 이미지 데이터를 얻기 위해서는 실제 경험이 필요하며, 이러한 이유로 향후 다중 센터 검증 연구에서는 작업자 의존성과 독립적인 보정을 고려해야 한다고 지적합니다.
"우리는 장치가 클리닉에서 일상적으로 사용되면 QA/QC를 위해 의학 물리학자가 사용할 수 있는 안정적인 테스트 개체(팬텀)를 개발하는 맥락에서 OA-US 장치의 검증 연구를 수행해 왔습니다."라고 그녀는 말합니다. 물리 세계. 이어 “향후 유방암에서 방사선 치료에 대한 반응 모니터링에도 시스템을 적용할 계획”이라고 말했다.
