Zminiaturyzowany ultrasonograf może pomóc we wcześniejszym wykryciu raka piersi

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

**Dopasowana łatka ultradźwiękowa na piersi** Naukowcy z MIT zaprojektowali przenośne urządzenie ultradźwiękowe, które może wykrywać nowotwory piersi we wczesnym stadium. (Dzięki uprzejmości: Canan Dagdeviren)

Zespół badawczy pod kierownictwem Instytutu opracował przenośny skaner ultradźwiękowy, który mógłby pomóc we wcześniejszym wykryciu raka piersi i w ten sposób poprawić wskaźniki przeżycia. Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Rak piersi to najczęstszy nowotwór dotykający kobiety – w 2.3 r. na całym świecie zdiagnozowano około 2020 miliona nowych przypadków. W przypadku wykrycia we wczesnym stadium wskaźnik przeżycia wynosi prawie 100%, ale spada do 25% wśród pacjentów, u których guz wykryto w późny etap. Regularne samokontrole i mammografia mogą pomóc w uzyskaniu pozytywnych wyników. Jednak w Wielkiej Brytanii szacunkowo 39% kobiet nie sprawdza regularnie swoich piersi pod kątem objawów raka, które mogą obejmować zmiany kształtu, guzki lub obrzęk.

Jeśli chodzi o badania przesiewowe, zauważa chirurg onkolog Tołga Ozmen ze szpitala Massachusetts General Hospital „jedną z głównych przeszkód w obrazowaniu i wczesnym wykrywaniu jest dojazd, jaki kobiety muszą pokonywać do ośrodka obrazowania”. Jednak nawet jeśli kobiety poddają się regularnym badaniom mammograficznym, guzy piersi mogą nadal pojawiać się pomiędzy badaniami przesiewowymi. Te „nowotwory interwałowe” stanowią 20–30% wszystkich przypadków raka piersi, a ich guzy są zwykle bardziej agresywne niż te wykrywane podczas rutynowych badań obrazowych.

Pobudzona śmiercią ciotki – u której w wieku 49 lat pomimo regularnych badań zdiagnozowano raka piersi w późnym stadium – inżynier MIT Canan Dagdeviren przystąpiono do zaprojektowania łatwego w obsłudze urządzenia, które umożliwiłoby częstsze badania przesiewowe, a nawet przeprowadzanie ich w domu.

„Moim celem jest dotarcie do osób, które są najbardziej narażone na raka interwałowego” – wyjaśnia Dagdeviren. „Przy częstszych badaniach przesiewowych naszym celem jest zwiększenie wskaźnika przeżycia nawet do 98 procent”.

Aby zrealizować tę wizję, Dagdeviren, Ozmen i współpracownicy opracowali zminiaturyzowany skaner ultradźwiękowy, wykorzystując nowatorski materiał piezoelektryczny uformowany w układ fazowany. Skaner mieści się w małym trackerze, który jest umieszczony w elastycznej, wydrukowanej w 3D naszywce o wzorze przypominającym plaster miodu. Urządzenie śledzące można przesuwać wzdłuż ścieżki w plastrze, aby zapewnić obrazowanie z sześciu różnych pozycji, co łącznie pozwala na pokrycie całej piersi.

Cały zestaw zakłada się poprzez przymocowanie plastra za pomocą magnesów do specjalnego biustonosza zawierającego otwory, przez które skaner może stykać się ze skórą. Naukowcy zauważają, że urządzenie, które opisują Postępy nauki, nie wymaga żadnej specjalistycznej wiedzy do obsługi.

„Zmieniliśmy kształt technologii ultradźwiękowej, aby można było ją stosować w domu. Jest przenośny i łatwy w obsłudze oraz zapewnia przyjazne dla użytkownika monitorowanie tkanki piersi w czasie rzeczywistym” – wyjaśnia Dagdeviren.

Aby zademonstrować potencjał swojego skanera, zespół przetestował go na 71-letniej pacjentce ze znaną historią torbieli piersi. Urządzenie do noszenia umożliwiło naukowcom wykrycie cyst o średnicy zaledwie 3 mm, czyli tej samej skali, co nowotwory we wczesnym stadium. Co więcej, jak podają naukowcy, urządzenie osiągnęło rozdzielczość porównywalną z rozdzielczością tradycyjnych systemów ultradźwiękowych stosowanych w ośrodkach obrazowania medycznego i mogło obrazować tkanki do głębokości 8 cm.

Obecnie, aby możliwe było zwizualizowanie zawartych w nim danych, skaner musi być podłączony do tradycyjnego systemu obrazowania. Naukowcy opracowują jednak zminiaturyzowaną wersję – mniej więcej wielkości smartfona – którą można dodać do skanera. Inne planowane zmiany obejmują integrację diagnostyki opartej na sztucznej inteligencji i dostosowanie technologii ultradźwiękowej do stosowania w innych częściach ciała.

Sheng Xu – materiałoznawca z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, który nie był zaangażowany w niniejsze badanie, ale pracuje również nad projektami pasujących do siebie plastrów ultradźwiękowych – nazwał urządzenie „imponującym”. Dodaje: „Tracker w biustonoszu mógłby pomóc w standaryzacji procedury obrazowania ultrasonograficznego i zminimalizowaniu zależności od operatora, co jest plagą konwencjonalnej technologii ultradźwiękowej”.

Naukowcy demonstrują pozycjonowanie nadającej się do noszenia wkładki BraCoil

Noszona kamizelka cewkowa może zmienić zasady gry w badaniu MRI piersi

„Przyniosłoby to ogromne korzyści zarówno indywidualnym osobom, jak i służbie zdrowia” – zgadza się biofizyk Jeffa Bambera z Instytutu Badań nad Rakiem, który twierdzi, że w Wielkiej Brytanii presja na usługi obrazowania w szpitalach pomogła w tworzeniu list oczekujących obejmujących miliony pacjentów. Bamber zauważa, że niski profil wymagany w przypadku urządzeń do noszenia utrudnia budowanie układów przetworników ultradźwiękowych bez utraty jakości obrazu.

Dodaje: „Grupa ta zastosowała technologię monokrystalicznego układu piezoelektrycznego z zaawansowanym domieszkowaniem kryształu, stosowaną w nowoczesnych konwencjonalnych sondach ultradźwiękowych. Rezultatem jest dobre sprzężenie elektromechaniczne, dobra czułość i szerokie pasmo, umożliwiające osiągnięcie stosunkowo dobrej jakości obrazu przy praktycznie użytecznych głębokościach obrazowania”.

„Wraz z dalszym rozwojem w zakresie tworzenia obrazów o jakości diagnostycznej potencjał wykorzystania w monitorowaniu domu byłby znaczny” – mówi Bamber Świat Fizyki.