Ingen plet? Ingen sved:​​Terahertz-bølger kan afbilde tidligt stadie af brystkræft uden farvning

Et team af forskere ved Osaka University, i samarbejde med University of Bordeaux og Bergonié Institute i Frankrig, har haft succes med terahertz-billeddannelse af brystkræft i tidligt stadium mindre end 0,5 mm uden farvning, som er svær at identificere selv ved patologisk diagnose. Deres arbejde giver et gennembrud mod hurtig og præcis diagnose på stedet af forskellige former for kræft og fremskynder udviklingen af ​​innovative terahertz-diagnostiske enheder.

Brystkræft er groft opdelt i to typer:invasiv og ikke-invasiv. Den tidligere, invasivt duktalt karcinom (IDC), begynder i cellerne i en brystkanal, vokser gennem kanalvæggene og ind i det omgivende brystvæv, potentielt spredes til andre dele af kroppen. Det sidste, ductal carcinoma in situ (DCIS), er en lille brystkræft i tidligt stadium begrænset til brystkanalen, men det kan føre til invasiv kræft. Derfor, tidlig opdagelse af DCIS er afgørende.

Til patologisk diagnosticering af kræft, vævsprøven er kemisk farvet, og en patolog stiller en diagnose ved hjælp af et billede af det farvede væv. Imidlertid, farvningsprocessen tager tid, og det er svært at skelne DCIS fra ondartet IDC, da de ser næsten identiske ud.

Terahertz -billeddannelse kan skelne kræftvæv fra normalt væv uden farvning og eksponering for stråling. Imidlertid, det var stadig vanskeligt at identificere en individuel DCIS-læsion (som typisk spænder fra 50 til 500 μm) ved terahertz-billeddannelse på grund af dens diffraktionsbegrænsede rumlige opløsning på kun flere millimeter.

"For at overvinde denne ulempe, vi udviklede en unik billeddannelsesteknik, hvor terahertz-lyskilder, der er lokalt genereret ved bestrålingspletter af laserstråler i en ikke-lineær optisk krystal, interagerer direkte med en brystkræftvævsprøve. Følgelig, det lykkedes os klart at visualisere en DCIS -læsion på mindre end 0,5 mm, " forklarer hovedforfatteren Kosuke Okada. Nøjagtigheden af ​​denne teknik er cirka 1000 gange højere end den for konventionelle teknikker, der bruger terahertz-bølger.

Forskerne fandt også, at terahertz-intensitetsfordelinger var forskellige mellem DCIS og IDC, hvilket tyder på muligheden for kvantitativ bestemmelse af kræftmalignitet.

Brystkræftvævsprøven blev leveret og histologisk vurderet af samarbejdspartnere fra University of Bordeaux og Bergonié Institute. "En af udfordringerne i denne forskning er at forberede en brystkræftvævsprøve af høj kvalitet fremstillet på en ikke-lineær optisk krystal. Det er en af ​​de store resultater af international fælles forskning, "siger den tilsvarende forfatter Masayoshi Tonouchi.

"Ved at kombinere vores teknik med maskinlæring vil det hjælpe med tidlig opdagelse af kræft og bestemmelse af kræft malignitet, samt udvikling af innovative terahertz diagnostiske enheder ved hjælp af mikroelektromekaniske systemer."