Ультразвуковое устройство, прикрепленное к бюстгалтеру, предназначено для раннего обнаружения

Jul 15, 2023

Новая технология Массачусетского технологического института надеется улучшить раннее выявление рака молочной железы за счет использования ультразвукового устройства, прикрепленного к бюстгальтеру. В исследовании, опубликованном в Science Advances, команда Массачусетского технологического института обнаружила, что они могут обнаруживать образования диаметром всего 0,3 см (размер опухоли на ранней стадии) и обнаруживать опухоли глубиной до 8 см.

«Мы считаем, что устройство может быть особенно полезно для выявления интервального рака — тех опухолей, которые появляются между рутинными маммографиями и обычно очень агрессивны», — объясняет старший автор Канан Дагдевирен, доцент Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института. «Но с помощью этой технологии, которая в конечном итоге позволит вам делать снимки у себя дома, вы сможете собирать данные каждую неделю, каждый месяц — даже собирая 365 точек данных за год — вместо того, чтобы иметь две точки данных как минимум за год или двое друг от друга». От 20% до 30% случаев рака молочной железы не выявляются с помощью скрининговой маммографии, а диагностируются между интервалами скрининга.

Чтобы сделать устройство пригодным для ношения, исследователи разработали гибкую напечатанную на 3D-принтере заплатку с отверстиями в форме сот. С помощью магнитов этот пластырь можно прикрепить к бюстгальтеру, имеющему отверстия, позволяющие ультразвуковому сканеру контактировать с кожей. Ультразвуковой сканер помещается внутри небольшого трекера, который можно перемещать в шесть различных положений, позволяя получать изображения всей груди. Сканер также можно поворачивать для получения изображений под разными углами, и для его работы не требуется каких-либо специальных знаний. В новом исследовании ученые показали, что они могут получать ультразвуковые изображения с разрешением, сравнимым с разрешением ультразвуковых датчиков, используемых в центрах медицинской визуализации.

«Мы не изобретаем ультразвук заново. Вместо этого мы меняем форм-фактор УЗИ, устраняя многие слои, что делает традиционное УЗИ очень громоздким», — объясняет Дагдевирен. Во-первых, ультразвуковой кристаллический луч намного меньше и очень тонкий, что позволяет технологии быть более гибкой и растягиваемой, а также обеспечивать тесную интеграцию с мягкой криволинейной тканью груди. Вместо ручного давления на ткань молочной железы с помощью традиционного ультразвука носимый пластырь предотвращает деформацию ткани молочной железы и самой опухоли, обеспечивая лучшее изображение.

«Вы можете накладывать изображения друг на друга и в течение нескольких минут получить полное изображение ткани молочной железы без давления сверху и без геля между ними», — добавляет она. Чтобы увидеть ультразвуковые изображения, исследователям в настоящее время приходится подключать свой сканер к тому же ультразвуковому аппарату, который используется в центрах визуализации. Однако сейчас они работают над миниатюрной версией системы обработки изображений, которая будет размером со смартфон.

Команда сотрудничала с онкологами молочной железы Массачусетской больницы общего профиля, чтобы увидеть, как технология может различать кисты и злокачественные опухоли. «Поскольку мы вводим так много данных в наш алгоритм искусственного машинного обучения, это позволяет нам определить, является ли образование злокачественным или доброкачественным, и мы надеемся уменьшить количество ложноположительных результатов», — говорит Дагдевирен. Она также надеется, что эта технология сделает биопсию более эффективной, избегая искажений, которые обычно сопровождают традиционное УЗИ. «Благодаря этой технологии вы будете более точно определять, где брать пробу из целевого региона».

Дагдевирен ожидает, что первыми, кто примет эту технологию, станут женщины с более высоким риском рака молочной железы, например, с семейным анамнезом и низкой плотностью груди. «У этих женщин наибольшая вероятность развития наиболее агрессивного фенотипа — интервального рака — между двумя сканированиями», — объясняет она. «У этих женщин меньше шансов выжить, поэтому мы хотели бы предоставить устройство для частого скрининга с высоким разрешением». Она также прогнозирует использование препарата у женщин с высокой плотностью груди, для которых маммография ненадежна. В конечном итоге она хотела бы, чтобы эта технология достигла женщин в развивающихся странах, у которых ограничен доступ к больницам, страховке и дорогостоящему оборудованию, такому как маммография.