Kada se rak dojke dijagnostikuje u najranijim fazama, stopa preživljavanja je skoro 100%. Međutim, za tumore otkrivene u kasnijim fazama, ta stopa pada na oko 25%.
U nadi da će poboljšati ukupnu stopu preživljavanja pacijenata sa rakom dojke, istraživači MIT-a su dizajnirali ultrazvučni uređaj koji se može nositi koji bi mogao omogućiti ljudima da otkriju tumore kada su još u ranoj fazi. Konkretno, može biti dragoceno za pacijente sa visokim rizikom od razvoja raka dojke između rutinskih mamografija.
Uređaj je fleksibilan flaster koji se može pričvrstiti na grudnjak, omogućavajući korisniku da pomera ultrazvučni uređaj za praćenje duž flastera i slika tkivo dojke iz različitih uglova. U novoj studiji, istraživači su pokazali da mogu da dobiju ultrazvučne slike sa rezolucijom uporedivom sa ultrazvučnim sondama koje se koriste u medicinskim centrima za snimanje.
„Promenili smo formu ultrazvučne tehnologije tako da se može koristiti u vašem domu. Prenosiv je i lak za korišćenje, i pruža praćenje tkiva dojke u realnom vremenu, jednostavno za korisnika“, kaže Canan Dagdeviren, vanredni profesor u Media Lab MIT-a i stariji autor studije.
Diplomirani student MIT-a Venia Du, istraživač Lin Zhang, Emma Suh i Dabin Lin, profesor na Tehnološkom univerzitetu Si’an, vodeći su autori rada, koji se pojavljuje u Science Advances.
Za ovaj projekat, Dagdeviren je crpila inspiraciju od svoje pokojne tetke, Fatme Caliskanoglu, kojoj je dijagnostikovan kasni stadijum raka dojke u 49. godini, uprkos redovnom pregledu raka, a preminula je šest meseci kasnije. Uz krevet svoje tetke, Dagdeviren, tada postdok na MIT-u, napravila je grubu šemu dijagnostičkog uređaja koji bi mogao da se ugradi u grudnjak i koji bi omogućio češći pregled žena sa visokim rizikom od raka dojke.
Tumori dojke koji se razvijaju između redovno zakazanih mamografija – poznati kao intervalni karcinomi – čine 20 do 30% svih slučajeva raka dojke, a ovi tumori imaju tendenciju da budu agresivniji od onih pronađenih tokom rutinskih skeniranja.
„Moj cilj je da ciljam ljude kod kojih je najverovatnije da će razviti intervalni karcinom“, kaže Dagdeviren, čija istraživačka grupa je specijalizovana za razvoj nosivih elektronskih uređaja koji se prilagođavaju telu. „Češćim skriningom, naš cilj je da povećamo stopu preživljavanja do 98 odsto.“
Da bi svoju viziju dijagnostičkog grudnjaka pretvorila u stvarnost, Dagdeviren je dizajnirala minijaturizovani ultrazvučni skener koji bi mogao da omogući korisniku da izvrši snimanje u bilo kom trenutku. Ovaj skener je zasnovan na istoj vrsti ultrazvučne tehnologije koja se koristi u medicinskim centrima za snimanje, ali uključuje novi piezoelektrični materijal koji je omogućio istraživačima da minijaturiziraju ultrazvučni skener.
Da bi uređaj učinili nosivim, istraživači su dizajnirali fleksibilan, 3D štampan flaster, koji ima otvore poput saća. Koristeći magnete, ovaj flaster se može pričvrstiti na grudnjak koji ima otvore koji omogućavaju ultrazvučnom skeneru da kontaktira kožu. Ultrazvučni skener se uklapa u mali uređaj za praćenje koji se može pomeriti na šest različitih pozicija, omogućavajući snimanje cele dojke. Skener se takođe može rotirati za snimanje slika iz različitih uglova i ne zahteva nikakvu posebnu stručnost za rad.
„Ova tehnologija pruža osnovnu sposobnost u otkrivanju i ranoj dijagnozi raka dojke, što je ključno za pozitivan ishod“, kaže Ananta Čandrakasan, dekan Fakulteta inženjerskih nauka MIT-a, profesor elektrotehnike i računarstva Vannevar Bush i jedan autora studije. „Ovaj rad će značajno unaprediti ultrazvučna istraživanja i dizajn medicinskih uređaja, koristeći napredak u materijalima, strujnim kolima male snage, algoritmima veštačke inteligencije i biomedicinskim sistemima.
Radeći sa MIT Centrom za klinička i translaciona istraživanja, istraživači su testirali svoj uređaj na jednom ljudskom subjektu, 71-godišnjoj ženi sa istorijom cista na dojkama. Koristeći novi uređaj, istraživači su uspeli da otkriju ciste, koje su bile male čak 0,3 centimetra u prečniku – veličine tumora u ranoj fazi. Takođe su pokazali da je uređaj postigao rezoluciju uporedivu sa onom kod tradicionalnog ultrazvuka, a tkivo se može snimiti na dubini do 8 centimetara.
„Pristup kvalitetnoj i pristupačnoj zdravstvenoj zaštiti je od suštinskog značaja za rano otkrivanje i dijagnozu. Kao medicinska sestra, bila sam svedok negativnih ishoda odložene dijagnoze. Ova tehnologija obećava da će razbiti mnoge barijere za rano otkrivanje raka dojke pružanjem više pouzdana, udobna i manje zastrašujuća dijagnostika“, kaže Catherine Ricciardi, direktorica medicinske sestre u MIT-ovom Centru za klinička i translaciona istraživanja i autorka studije.
Da bi videli ultrazvučne slike, istraživači trenutno moraju da povežu svoj skener sa istom vrstom ultrazvučne mašine koja se koristi u centrima za snimanje. Međutim, sada rade na minijaturizovanoj verziji sistema za snimanje koja bi bila veličine pametnog telefona.
Ultrazvučni flaster koji se može nositi može se koristiti iznova i iznova, a istraživači predviđaju da bi ga mogli koristiti kod kuće ljudi koji su pod visokim rizikom od raka dojke i mogli bi imati koristi od čestih pregleda. Takođe može pomoći u dijagnostici raka kod ljudi koji nemaju redovan pristup skriningu.
„Rak dojke je najčešći rak među ženama i leči se kada se otkrije rano“, kaže Tolga Ozmen, hirurg za rak dojke u Opštoj bolnici u Masačusetsu, koji je i autor studije. „Jedna od glavnih prepreka u snimanju i ranom otkrivanju je putovanje koje žene moraju da putuju do centra za snimanje. Ovaj ultrazvučni flaster je veoma obećavajuća tehnologija jer eliminiše potrebu da žene putuju u centar za snimanje.“
Istraživači se nadaju da će razviti tok posla tako da kada se prikupe podaci od subjekta, veštačka inteligencija može da se koristi za analizu kako se slike menjaju tokom vremena, što bi moglo da ponudi precizniju dijagnostiku od oslanjanja na procenu radiologa koji upoređuje slike snimljene u godinama razmaka. Takođe planiraju da istraže prilagođavanje ultrazvučne tehnologije za skeniranje drugih delova tela.
