Diagnosticering af brystkræft ved hjælp af rødt lys

Optisk mammografi, eller OM, som bruger harmløst rødt eller infrarødt lys, er udviklet til brug i forbindelse med røntgenstråler til diagnosticering eller overvågning i tilfælde, hvor der kræves gentagen billeddannelse, hvor høje mængder af ioniserende stråling bør undgås. På OSA Biophotonics Congress:Biomedicinsk Optik møde, afholdt 3-6 april i Hollywood, Florida, USA, forskere fra Milano, Italien, vil rapportere fremskridt i instrumentudvikling, der øger følsomheden af ​​OM med så meget som 1000 gange.

I 2012 det seneste år, som data er tilgængelige for, mere end 1,7 millioner kvinder verden over blev diagnosticeret med brystkræft. Mange af disse diagnoser stilles ved hjælp af røntgenmammografi. Selvom standard og meget brugt, Røntgenbilleder til brystkræft lider både af lav følsomhed (50-75 %) og brugen af ​​ioniserende stråling, der ikke kan betragtes som helt sikker.

Det nyudviklede instrument erstatter to fotomultiplikatorrør (PMT'er) af eksisterende instrumenter med en otte-kanals sonde, der involverer silicium fotomultiplikatorer (SiPM'er) og en multi-kanal tid-til-digital konverter. Disse ændringer eliminerer et tidsspildende præ-scanningstrin, der var påkrævet for at undgå beskadigelse af PMT'erne. Ud over øget følsomhed, det nye instrument er både mere robust og billigere.

Mens røntgenmammografi er meget udbredt og stadig er den anbefalede metode til rutinemæssige screeninger, dets brug er begrænset af patientens alder, vægt eller kropsmasseindeks, om der anvendes hormonsubstitutionsbehandling eller ej, og andre spørgsmål. Ud over, dets nøjagtighed - især når det bruges hos yngre kvinder - er blevet sat i tvivl. Andre billedbehandlingsteknikker, såsom MR og ultralyd, nogle gange foreslås, men heller ikke en effektiv erstatning for røntgenmammografi.

Optiske billeddannelsesmetoder, på den anden side, har tiltrukket sig stigende interesse for brystkræftdiagnostik, da både synligt og infrarødt lys er meget følsomme over for blodvolumen og iltning. Tumorer er karakteriseret ved en høj mængde blod på grund af den øgede vaskularisering, der opstår, når tumorer vokser. OM kan bruges til at måle blodvolumen, iltning, lipid, vand- og kollagenindhold for et mistænkeligt område identificeret gennem standard røntgenbilleder. Kollagenmålinger er særligt vigtige, da denne art er kendt for at være involveret i opståen og progression af brystkræft.

En stor ulempe ved OM-billeddannelse er den dårlige rumlige opløsning, der er opnået til dato. Brystkræfttumorer større end 1 centimeter er meget farlige og mere tilbøjelige til at føre til døden, så en vellykket screeningsteknik skal være i stand til at løse mindre læsioner. Dette er fortsat et problem med OM-billeddannelse som en selvstændig teknik, men at kombinere OM med andre billeddannelsesmetoder viser noget løfte.

En mulig fordel for OM, imidlertid, er, at der kun skal lægges et blidt tryk på brystvævet, i skærende kontrast til standardteknikken til røntgenbilleder. Faktisk, brystkompression har en tendens til at reducere blodvolumen i vævet, hvilket ville forstyrre OM-billedet, så nogle tredimensionelle OM-detektorer, der er under udvikling, bruger overhovedet ingen kompression, men hellere, omgiver brystvævet med ringe af lyskilder og detektorer.

Mens dårlig rumlig opløsning af OM-metoder fortsat er en udfordring, metoden viser lovende brug i præ-kirurgisk kemoterapi. Som Edoardo Ferocino, Politecnico di Milano, Italien, medforfatter til værket forklarer, "Denne teknik er i stand til at give information om resultatet af kemoterapi kun få uger efter behandlingsstart, eller muligvis endda før." Ferocinos gruppe planlægger kliniske undersøgelser for at udforske brugen af ​​OM til at overvåge og forudsige resultatet af kemoterapi.

Efterforskerne i Milano arbejder sammen med et større konsortium på et projekt kendt som SOLUS, "Smart optisk og ultralydsdiagnostik af brystkræft." Dette projekt er finansieret af Den Europæiske Union gennem Horizon 2020 Research and Innovation Program og har til formål at kombinere optiske billeddannelsesmetoder med ultralyd for at forbedre specificiteten i diagnosticering af brystkræft.