Καρκίνος του Μαστού: Όταν ο καρκίνος του μαστού διαγνωστεί στα πιο πρώιμα στάδια, το ποσοστό επιβίωσης είναι σχεδόν 100%.Ωστόσο, για όγκους που ανιχνεύονται σε μεταγενέστερα στάδια, το ποσοστό αυτό πέφτει σε περίπου 25%. Ελπίζοντας να βελτιώσουν το συνολικό ποσοστό επιβίωσης για ασθενείς με καρκίνο του μαστού, οι ερευνητές του MIT σχεδίασαν μια φορητή συσκευή υπερήχων που θα μπορούσε να επιτρέψει στους ανθρώπους να ανιχνεύουν όγκους όταν βρίσκονται ακόμη σε πρώιμα στάδια.
Συγκεκριμένα, θα μπορούσε να είναι πολύτιμο για ασθενείς με υψηλό κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του μαστού μεταξύ των συνηθισμένων μαστογραφιών.Η συσκευή είναι ένα εύκαμπτο έμπλαστρο που μπορεί να προσαρτηθεί σε ένα σουτιέν, επιτρέποντας στον χρήστη να μετακινήσει έναν ιχνηλάτη υπερήχων κατά μήκος του εμπλάστρου και να απεικονίσει τον ιστό του μαστού από διαφορετικές γωνίες.Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές έδειξαν ότι μπορούσαν να λάβουν εικόνες υπερήχων με ανάλυση συγκρίσιμη με αυτή των ανιχνευτών υπερήχων που χρησιμοποιούνται σε ιατρικά κέντρα απεικόνισης.”Αλλάξαμε τον παράγοντα μορφής της τεχνολογίας υπερήχων, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σπίτι σας. Είναι φορητό και εύκολο στη χρήση και παρέχει σε πραγματικό χρόνο, φιλική προς το χρήστη παρακολούθηση του ιστού του μαστού”, λέει ο Canan Dagdeviren, αναπληρωτής καθηγητής στοMedia Lab του MIT και ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.Η μεταπτυχιακή φοιτήτρια του MIT Wenya Du, η ερευνήτρια Lin Zhang, η Emma Suh και ο Dabin Lin, καθηγητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Xi’an, είναι οι κύριοι συγγραφείς της εργασίας, η οποία εμφανίζεται στο Science Advances.
Φορητό διαγνωστικό
Για αυτό το έργο, η Dagdeviren άντλησε έμπνευση από την αείμνηστη θεία της, Fatma Caliskanoglu, η οποία διαγνώστηκε με καρκίνο του μαστού σε τελευταίο στάδιο στα 49 της χρόνια, παρά το ότι έκανε τακτικές εξετάσεις για τον καρκίνο, και πέθανε έξι μήνες αργότερα. Στο κρεβάτι της θείας της, η Dagdeviren, τότε μεταδιδάκτορας στο MIT, συνέταξε ένα πρόχειρο σχηματικό διάγραμμα μιας διαγνωστικής συσκευής που θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε ένα σουτιέν και θα επέτρεπε συχνότερο έλεγχο γυναικών υψηλού κινδύνου για καρκίνο του μαστού. Οι όγκοι του μαστού που αναπτύσσονται μεταξύ τακτικών προγραμματισμένων μαστογραφιών -γνωστοί ως καρκίνοι μεσοδιαστήματος- αντιπροσωπεύουν το 20 έως 30% όλων των περιπτώσεων καρκίνου του μαστού και αυτοί οι όγκοι τείνουν να είναι πιο επιθετικοί από αυτούς που εντοπίζονται κατά τη διάρκεια σαρώσεων ρουτίνας. «Στόχος μου είναι να στοχεύσω τους ανθρώπους που είναι πιο πιθανό να αναπτύξουν καρκίνο στο μεσοδιάστημα», λέει ο Dagdeviren, του οποίου η ερευνητική ομάδα ειδικεύεται στην ανάπτυξη φορητών ηλεκτρονικών συσκευών που προσαρμόζονται στο σώμα. «Με συχνότερους προληπτικούς ελέγχους, στόχος μας να αυξήσουμε το ποσοστό επιβίωσης έως και 98%. Για να κάνει πραγματικότητα το όραμά της για ένα διαγνωστικό σουτιέν, η Dagdeviren σχεδίασε έναν μικροσκοπικό σαρωτή υπερήχων που θα μπορούσε να επιτρέψει στον χρήστη να πραγματοποιήσει απεικόνιση ανά πάσα στιγμή. Αυτός ο σαρωτής βασίζεται στο ίδιο είδος τεχνολογίας υπερήχων που χρησιμοποιείται σε ιατρικά κέντρα απεικόνισης, αλλά ενσωματώνει ένα νέο πιεζοηλεκτρικό υλικό που επέτρεψε στους ερευνητές να μικροποιήσουν τον σαρωτή υπερήχων. Για να καταστήσουν τη συσκευή φορητή, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα εύκαμπτο, τρισδιάστατο τυπωμένο έμπλαστρο, το οποίο έχει ανοίγματα σαν κηρήθρα. Χρησιμοποιώντας μαγνήτες, αυτό το έμπλαστρο μπορεί να στερεωθεί σε ένα σουτιέν που έχει ανοίγματα που επιτρέπουν στον σαρωτή υπερήχων να έρθει σε επαφή με το δέρμα. Ο σαρωτής υπερήχων χωράει μέσα σε έναν μικρό ιχνηλάτη που μπορεί να μετακινηθεί σε έξι διαφορετικές θέσεις, επιτρέποντας την απεικόνιση ολόκληρου του μαστού. Ο σαρωτής μπορεί επίσης να περιστραφεί για λήψη εικόνων από διαφορετικές γωνίες και δεν απαιτεί ειδική εξειδίκευση για τη λειτουργία του. «Αυτή η τεχνολογία παρέχει μια θεμελιώδη ικανότητα για την ανίχνευση και την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του μαστού, η οποία είναι το κλειδί για ένα θετικό αποτέλεσμα», λέει η Anantha Chandrakasan, κοσμήτορας της Σχολής Μηχανικών του MIT, η Vannevar Bush Καθηγήτρια Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών και ένας των συγγραφέων της μελέτης. «Αυτή η εργασία θα προωθήσει σημαντικά την έρευνα υπερήχων και τα σχέδια ιατρικών συσκευών, αξιοποιώντας τις προόδους σε υλικά, κυκλώματα χαμηλής κατανάλωσης, αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης και βιοϊατρικά συστήματα».
Έγκαιρη ανίχνευση
Σε συνεργασία με το Κέντρο Κλινικής και Μεταφραστικής Έρευνας του MIT, οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή τους σε έναν άνθρωπο, μια 71χρονη γυναίκα με ιστορικό κύστεων μαστού. Χρησιμοποιώντας τη νέα συσκευή, οι ερευνητές μπόρεσαν να ανιχνεύσουν τις κύστεις, οι οποίες είχαν διάμετρο μόλις 0,3 εκατοστά – το μέγεθος των όγκων πρώιμου σταδίου. Έδειξαν επίσης ότι η συσκευή πέτυχε ανάλυση συγκρίσιμη με αυτή του παραδοσιακού υπερήχου και ο ιστός μπορεί να απεικονιστεί σε βάθος έως και 8 εκατοστών. “Η πρόσβαση σε ποιοτική και οικονομικά προσιτή υγειονομική περίθαλψη είναι απαραίτητη για την έγκαιρη ανίχνευση και διάγνωση. Ως νοσοκόμα έχω δει τα αρνητικά αποτελέσματα μιας καθυστερημένης διάγνωσης. Αυτή η τεχνολογία υπόσχεται να άρει τα πολλά εμπόδια για την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου του μαστού, παρέχοντας ένα πιο αξιόπιστο, άνετο και λιγότερο εκφοβιστικό διαγνωστικό», λέει η Catherine Ricciardi, διευθύντρια νοσοκόμων στο Κέντρο Κλινικής και Μεταφραστικής Έρευνας του MIT και συγγραφέας της μελέτης. Για να δουν τις εικόνες υπερήχων, οι ερευνητές πρέπει επί του παρόντος να συνδέσουν τον σαρωτή τους με το ίδιο είδος μηχανής υπερήχων που χρησιμοποιείται στα κέντρα απεικόνισης.
Ωστόσο, τώρα εργάζονται σε μια μινιατούρα έκδοσης του συστήματος απεικόνισης που θα ήταν περίπου στο μέγεθος ενός smartphone. Το φορητό έμπλαστρο υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά και ξανά και οι ερευνητές οραματίζονται ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο σπίτι από άτομα που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο για καρκίνο του μαστού και θα μπορούσαν να ωφεληθούν από τον συχνό έλεγχο. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στη διάγνωση του καρκίνου σε άτομα που δεν έχουν τακτική πρόσβαση σε προληπτικό έλεγχο. «Ο καρκίνος του μαστού είναι ο πιο κοινός καρκίνος μεταξύ των γυναικών και είναι θεραπεύσιμος όταν ανιχνεύεται έγκαιρα», λέει ο Tolga Ozmen, χειρουργός καρκίνου του μαστού στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης που είναι επίσης συγγραφέας της μελέτης. “Ένα από τα κύρια εμπόδια στην απεικόνιση και την έγκαιρη ανίχνευση είναι η μετακίνηση που πρέπει να κάνουν οι γυναίκες σε ένα κέντρο απεικόνισης. Αυτό το προσαρμόσιμο έμπλαστρο υπερήχων είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία καθώς εξαλείφει την ανάγκη για τις γυναίκες να ταξιδεύουν σε ένα κέντρο απεικόνισης.” Οι ερευνητές ελπίζουν να αναπτύξουν μια ροή εργασιών έτσι ώστε μόλις συλλεχθούν δεδομένα από ένα θέμα, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναλύσει πώς αλλάζουν οι εικόνες με την πάροδο του χρόνου, κάτι που θα μπορούσε να προσφέρει πιο ακριβή διαγνωστικά από το να βασίζονται στην αξιολόγηση ενός ακτινολόγου που συγκρίνει εικόνες που λαμβάνονται με χρόνια διαφορά. Σκοπεύουν, επίσης, να διερευνήσουν την προσαρμογή της τεχνολογίας υπερήχων για τη σάρωση άλλων σημείων του σώματος.