การถ่ายภาพด้วยแสงแก้วนำแสงระบุมะเร็งเต้านมจากรูปแบบของหลอดเลือด

การเพิ่มภาพออปโตอะคูสติก (OA) ในอัลตราซาวนด์ (สหรัฐฯ) สามารถปรับปรุงการวินิจฉัยมะเร็งเต้านมได้ ตามการค้นพบของทีมวิจัยสหสาขาวิชาชีพในเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร การรวมกันนี้ช่วยให้มองเห็นการทำงานของหลอดเลือดของเลือดที่ซ้อนทับกับลักษณะทางโครงสร้างของเต้านม

เพื่อช่วยเร่งการประยุกต์ใช้เทคนิคแบบผสมผสานนี้ในทางคลินิก ทีมพัฒนาชุดคุณลักษณะอย่างง่ายโดยใช้ข้อมูล OA ความยาวคลื่นเดียวจากระบบภาพ OA-US ในตัวที่สามารถระบุรอยโรคที่เต้านมโดยอิงจากรูปแบบหลอดเลือด นักวิจัยอธิบายการค้นพบของพวกเขาใน โฟโต้อะคูสติก.

อุปกรณ์ OA-US ต้นทุนต่ำที่ใช้ชุดคุณสมบัตินี้สามารถเพิ่มจำนวนการวินิจฉัยมะเร็งเต้านมในระยะเริ่มต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสตรีที่อาศัยอยู่ในประเทศที่มีรายได้ต่ำ ซึ่งมีอัตราการรอดชีวิตจากมะเร็งเต้านมน้อยกว่า 40% (เทียบกับ 80% ในระดับสูง ประเทศรายได้). อุปกรณ์ที่นำเสนอนี้ยังสามารถขยายการตรวจคัดกรองมะเร็งเต้านมในกลุ่มประชากรที่เข้าถึงการตรวจแมมโมแกรมได้อย่างจำกัด

การถ่ายภาพอัลตราซาวนด์เพียงอย่างเดียวมีแนวโน้มที่จะมีความไวต่ำในการตรวจหามะเร็งเต้านม และไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างรอยโรคที่ไม่ร้ายแรงและเนื้อร้ายได้เสมอไป การถ่ายภาพ OA ซึ่งเป็นเทคนิคที่มีต้นทุนต่ำโดยอาศัยการกระตุ้นด้วยแสงและการตรวจจับเสียง กำลังได้รับการประเมินในการศึกษาทางคลินิกสำหรับการวินิจฉัยมะเร็งเต้านม แต่กระบวนการวิเคราะห์ในปัจจุบันค่อนข้างซับซ้อน

นักวิจัยหลัก ซาราห์ บอนไดค์ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ Cancer Research UK สถาบันเคมบริดจ์ และ ภาควิชาฟิสิกส์อธิบายว่าวัตถุประสงค์ของนักวิจัยคือเพื่อลดความซับซ้อนของการได้มาซึ่งข้อมูล OA-US และสร้างชุดคุณลักษณะการถ่ายภาพที่เรียบง่ายซึ่งเรียนรู้ได้ง่ายและมีความเป็นไปได้ทางคลินิกที่จะนำไปใช้

ทีมสร้างชุดคุณลักษณะโดยใช้ภาพจากรอยโรคที่เต้านม 96 ชิ้นในผู้ป่วย 94 รายที่มีความผิดปกติของเต้านมที่ไม่ร้ายแรง ไม่แน่นอน หรือน่าสงสัยที่ โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ NHS Foundation Trust. รอยโรค 38 รอยแรก (รวมถึงเนื้อร้าย 14 รอยและเนื้อร้าย XNUMX รอย) ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาชุดคุณสมบัติ ส่วนที่เหลือใช้สำหรับการตรวจสอบ

ผู้ป่วยทั้งหมดในการศึกษานี้ได้รับการตรวจแมมโมแกรม อัลตราซาวนด์เต้านม และการถ่ายภาพ OA โดยใช้อุปกรณ์ OA ที่รวมอัลตราซาวนด์โทโมกราฟีความถี่ต่ำไว้ด้วย นักวิจัยใช้ความยาวคลื่นกระตุ้นที่ 800 นาโนเมตร ซึ่งช่วยลดการดูดซึมน้ำและไขมัน เพื่อสร้างภาพที่แสดงสัณฐานวิทยาของหลอดเลือดรอบๆ รอยโรคที่เต้านม การใช้ความยาวคลื่นเดียวทำให้การประมวลผลและการแสดงภาพ OA ง่ายขึ้น เสนอความเป็นไปได้ในการทำให้ระบบง่ายขึ้นในอนาคตและลดต้นทุน

นักวิจัยวิเคราะห์ภาพ OA และสหรัฐอเมริกาแยกกันและรวมกัน มองหารูปแบบของหลอดเลือดที่เป็นตัวแทนของเนื้อเยื่อเต้านมที่แข็งแรง โรคที่ไม่ร้ายแรง และความร้ายกาจ รอยโรคที่อ่อนโยนไม่แสดงหลอดเลือดหรือเส้นเลือดที่พาดผ่านรอยโรคโดยไม่ได้เจาะเข้าไป รอยโรคร้ายมีท่อลำเลียงอาหารที่เจาะเข้าไปในรอยโรคและ/หรือมีรูปแบบที่ไม่เป็นระเบียบรอบๆ รอยโรค ลักษณะภายในของรอยโรคไม่ได้แยกความแตกต่างของรอยโรคที่เป็นพิษเป็นภัยและไม่ได้ถูกนำมาใช้

นักวิจัยได้เลือกลักษณะของเนื้อร้าย 5 ประการที่จะยกระดับรอยโรคที่เป็นก้อนใดๆ ให้อยู่ในการจำแนกประเภท BI-RADS 2 (บ่งบอกความร้ายกาจได้สูง) ได้แก่ หมวกที่ผิดปกติ ท่ออาหารที่ไม่สม่ำเสมอ และเครื่องหมายกรงเล็บ การมีอยู่ของลักษณะที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย - ไม่มีเส้นเลือดหรือเส้นเลือดแผ่อยู่เหนือเส้นเลือดที่มีรอยโรค - จะลดระดับของรอยโรคเป็น BI-RADS XNUMX (ไม่เป็นพิษเป็นภัย)

นักรังสีวิทยาเต้านมสองคนตรวจสอบคุณสมบัติที่กำหนดโดยการตีความภาพการตรวจสอบความถูกต้องของ OA-US อย่างอิสระ (31 รอยโรคและ 13 รอยโรคที่เป็นของแข็งที่ไม่ร้ายแรง) ใช้เวลาเพียง 20 นาทีในการฝึกอบรมเพื่อให้มีความชำนาญในการใช้ชุดคุณลักษณะ พวกเขาถูกขอให้ใช้คุณสมบัตินี้เพื่อจำแนกรอยโรคตามหมวดหมู่ของ BI-RADS ตลอดจนจำแนกการตรวจอัลตราซาวนด์และภาพแมมโมแกรมของผู้ป่วย

นักรังสีวิทยาเต้านมแปลผลภาพ OA-US ด้วยความไว 96.8% และความจำเพาะ 84.6% โดยมีผลลบลวง XNUMX รายการและผลบวกลวง XNUMX รายการสำหรับเครื่องอ่านแต่ละเครื่อง ในการเปรียบเทียบ การตรวจแมมโมแกรมให้ผลลบปลอมสามชุดและผลบวกลวงสองชุดสำหรับเครื่องอ่านแต่ละเครื่อง และอัลตราซาวนด์สร้างผลลบลวงหนึ่งชุดและผลบวกลวงหกและเจ็ดชุด ที่สำคัญ OA ผลการตรวจแมมโมแกรมและอัลตราซาวนด์เท็จทั้งหมดได้รับการระบุอย่างถูกต้องว่าเป็นบวก

Bohndiek ชี้ให้เห็นว่า OA-US ต้องการประสบการณ์จริงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐานและรับข้อมูลภาพคุณภาพสูง และด้วยเหตุนี้ การศึกษาตรวจสอบความถูกต้องแบบหลายศูนย์ในอนาคตจึงควรพิจารณาการพึ่งพาผู้ปฏิบัติงานและการสอบเทียบอิสระ

“เราได้ดำเนินการศึกษาการตรวจสอบความถูกต้องของอุปกรณ์ OA-US ในบริบทของการพัฒนาวัตถุทดสอบที่เสถียร (phantoms) ซึ่งนักฟิสิกส์ทางการแพทย์สามารถใช้สำหรับ QA/QC เมื่อมีการใช้อุปกรณ์เป็นประจำในคลินิก” เธอกล่าว โลกฟิสิกส์. “เรากำลังวางแผนที่จะใช้ระบบนี้ในอนาคตเพื่อติดตามการตอบสนองต่อการรักษาด้วยรังสีรักษาในมะเร็งเต้านม”