Nye optiske moduler kan forbedre screening af skjoldbruskkirtlen

Tidlig diagnose ved kræft i skjoldbruskkirtlen kan forbedre patientens sandsynlighed for helbredelse, men de nuværende screeningsmetoder bruger instrumenter med dårlig følsomhed og kan give unøjagtige resultater. Følgelig, læger skal ofte stole på ufuldstændige oplysninger for at træffe diagnostiske beslutninger og anbefale behandlinger, og dette kan føre til, at patienter får unødvendige operationer eller oplever en reduceret livskvalitet.

For nylig, et team af internationale forskere udviklede et plejeapparat, der kunne muliggøre konsekvent og omkostningseffektiv screening for skjoldbruskkirtlen. Deres arbejde er en del af et europæisk Horizon 2020 -projekt med titlen:"Laser- og ultralyd-co-analysator til skjoldbruskkirtelknuder, "eller LUCA. De vil præsentere projektets fremskridt på OSA Biophotonics Congress:Optik i Life Sciences -mødet, Florida, 3-6. April 2018.

"Problemet er den dårlige specificitet af de nuværende tilgange, hvilket fører til et betydeligt antal unødvendige biopsier og operationer, "sagde Turgut Durduran, projektkoordinator og professor ved ICFO - Institute of Photonic Sciences, Barcelona, Spanien. "Desværre, nuværende billeddannelses- eller screeningsmetoder er ikke i stand til at skelne ondartede knuder fra godartede knuder med en god specificitet. "

Standard skjoldbruskkirtelscreeningsmetoder involverer i øjeblikket en indledende ultralyd med suboptimal følsomhed og opløsning. Hvis ultralydet registrerer en unormal knude, klinikere udfører en fin nål aspirationsbiopsi (FNAB), at teste for malignitet. Men, FNAB -resultater er ofte ikke -diagnostiske eller falske positive. Disse unøjagtigheder kan udsætte patienter for unødvendige operationer.

LUCA -projektets mål er at udvikle en teknologi, der forbedrer dataindsamling for læger ved samtidig at undersøge kemisk forfatning, vandkoncentration, struktur og hæmodynamik, som blodgennemstrømning og iltning, af væv. Denne nye enhed bygger på den nuværende ultralydsstandard med en 'hybrid optik/amerikansk [ultralyd] sonde.'

Enhedens optiske moduler bruger nær-infrarød tidsopløselig spektroskopi (TRS) og diffus korrelationsspektroskopi (DCS) til at indsamle alle vævsdata, hver uafhængigt allerede på kommercielt niveau. DCS -lasersubsystemet har en fiberkoblet laserdiode på 785 nanometer og specialudviklet køre- og køleelektronik. Det brugerdefinerede design reducerer enhedens omkostninger med 10-15 gange dyrere end et standard DCS-lasersystem.

Det optiske modul indsamler også data om kromoforkoncentrationer, som vand og lipider, gennem TRS. TRS -delsystemet, som har fotomultiplikatorer og tidskorreleret enkelt foton tælling, reducerer også omkostningerne til omkring fem gange lavere end kommercielt tilgængelige ækvivalenter.

Ifølge holdet, den høje forekomst af skjoldbruskkirtelknuder, op til 76% af befolkningen, betyder, at selv beskedne strategiforbedringer til karakterisering af læsioner kan have en stor positiv indvirkning. Og faktisk, de har allerede set, hvordan denne optiske innovation kunne påvirke patienternes liv, hvis det var i klinikken.

"I et pilotstudie, alene det faktum, at ultralydsscreeningen blev udført ved siden af ​​vores målinger, identificerede en ondartet knude i en sund, ung frivillig, og vi har set, at mange knuder, der gik hele vejen til en operation, viste sig at være godartede, sagde Durduran.

Forskerne rapporterer, at LUCA -projektet også er unikt i omfanget af samarbejde på tværs af det videnskabelige samfund. Konsortiet trækker på akademi, industri og kliniske ressourcer.