An einem BH befestigtes Ultraschallgerät soll Früherkennung ermöglichen

Jul 12, 2023

Eine neue Technologie des MIT hofft, die Früherkennung von Brustkrebs durch den Einsatz eines an einem BH befestigten Ultraschallgeräts zu verbessern. In einer Studie in Science Advances stellte das MIT-Team fest, dass sie Massen mit einem Durchmesser von nur 0,3 cm erkennen konnten, was der Größe eines Tumors im Frühstadium entspricht, und entdeckte Tumore mit einer Tiefe von bis zu 8 cm.

„Wir glauben, dass das Gerät besonders nützlich für die Erkennung von Intervallkrebs sein könnte, also Tumoren, die zwischen routinemäßigen Mammographien auftreten und normalerweise sehr aggressiv sind“, erklärt der leitende Autor Canan Dagdeviren, außerordentlicher Professor am Media Lab des MIT. „Aber mit dieser Technologie, die es Ihnen letztendlich ermöglichen wird, Bildaufnahmen bei Ihnen zu Hause durchzuführen, können Sie die Daten jede Woche, jeden Monat erfassen – sogar 365 Datenpunkte pro Jahr –, anstatt mindestens ein Jahr oder zwei Datenpunkte zu haben.“ zwei auseinander.“ Zwischen 20 und 30 % der Brustkrebserkrankungen werden durch das Mammographie-Screening nicht erkannt, sondern erst zwischen den Screening-Intervallen diagnostiziert.

Um das Gerät tragbar zu machen, entwarfen die Forscher ein flexibles, 3D-gedrucktes Pflaster, das wabenartige Öffnungen aufweist. Mithilfe von Magneten kann dieses Pflaster an einem BH befestigt werden, der über Öffnungen verfügt, durch die der Ultraschallscanner die Haut berühren kann. Der Ultraschallscanner passt in einen kleinen Tracker, der in sechs verschiedene Positionen bewegt werden kann, sodass die gesamte Brust abgebildet werden kann. Der Scanner kann auch gedreht werden, um Bilder aus verschiedenen Winkeln aufzunehmen und erfordert für die Bedienung keine besonderen Fachkenntnisse. In der neuen Studie zeigten die Forscher, dass sie Ultraschallbilder mit einer Auflösung erhalten konnten, die mit der der in medizinischen Bildgebungszentren verwendeten Ultraschallsonden vergleichbar ist.

„Wir erfinden den Ultraschall nicht neu. Stattdessen verändern wir den Formfaktor der Ultraschalluntersuchung, indem wir viele Schichten eliminieren, was die herkömmliche Ultraschalluntersuchung sehr sperrig macht“, erklärt Dagdeviren. Erstens ist der Ultraschallkristallstrahl viel kleiner und sehr dünn, wodurch die Technologie flexibler und dehnbarer ist und eine enge Integration mit dem weichen, krummlinigen Gewebe der Brust herstellt. Anstatt mit herkömmlichem Ultraschall manuellen Druck auf das Brustgewebe auszuüben, verhindert das tragbare Pflaster eine Verformung des Brustgewebes und des Tumors selbst und sorgt so für eine bessere Bildgebung.

„Sie können die Bilder übereinander legen und innerhalb weniger Minuten das gesamte Bild Ihres Brustgewebes aufnehmen, ohne dass darauf Druck ausgeübt wird und ohne Gel dazwischen“, fügt sie hinzu. Um die Ultraschallbilder sehen zu können, müssen die Forscher ihren Scanner derzeit an dasselbe Ultraschallgerät anschließen, das auch in Bildgebungszentren verwendet wird. Allerdings arbeiten sie derzeit an einer miniaturisierten Version des Bildgebungssystems, die etwa die Größe eines Smartphones haben würde.

Das Team arbeitete mit Brustonkologen am Massachusetts General Hospital zusammen, um herauszufinden, wie die Technologie zwischen Zysten und bösartigen Tumoren unterscheiden kann. „Da wir so viele Daten in unseren künstlichen maschinellen Lernalgorithmus eingeben, können wir erkennen, ob eine Raumforderung bösartig oder gutartig ist, und wir hoffen, Fehlalarme zu reduzieren“, sagt Dagdeviren. Sie hofft auch, dass die Technologie die Biopsie effektiver machen wird, indem sie die Verzerrungen vermeidet, die normalerweise mit der herkömmlichen Ultraschalluntersuchung einhergehen. „Mit dieser Technologie können Sie genauer bestimmen, wo in der Zielregion Proben entnommen werden sollen.“

Dagdeviren geht davon aus, dass die ersten Anwender der Technologie Frauen mit einem höheren Risiko für Brustkrebs sein werden, beispielsweise solche mit einer Familienanamnese und einer geringen Brustdichte. „Diese Frauen haben die höchste Wahrscheinlichkeit, zwischen zwei Scans den aggressivsten Phänotyp, den Intervallkrebs, zu entwickeln“, erklärt sie. „Da diese Frauen eine geringere Überlebenschance haben, möchten wir ein Gerät für häufige Untersuchungen mit hoher Auflösung bereitstellen.“ Sie prognostiziert auch den Einsatz bei Frauen mit hoher Brustdichte, bei denen die Mammographie nicht zuverlässig ist. Letztendlich möchte sie, dass diese Technologie Frauen in Entwicklungsländern erreicht, die nur begrenzten Zugang zu Krankenhäusern, Versicherungen und teuren Geräten wie Mammographien haben.

Das Team geht davon aus, dass das Gerät bei der therapeutischen Arzneimittelüberwachung hilfreich sein könnte. „Derzeit haben wir 265 Brustkrebsmedikamente auf dem Markt und wir wissen oft nicht, welche wir bei einer bestimmten Patientin anwenden sollen“, sagt Dagdeviren. Die Forscher planen eine Zusammenarbeit mit Pharmaunternehmen, um herauszufinden, ob das Gerät die Wirksamkeit eines bestimmten Arzneimittels beurteilen kann. „Während die Patienten ihre Medikamente einnehmen, sollten sie in der Lage sein, ihre Zyste oder ihren Tumor und deren Entwicklung im Laufe der Zeit zu überwachen.“

Das Team arbeitet derzeit an einer tragbareren und erschwinglicheren Version mit der Hoffnung, innerhalb von vier bis fünf Jahren ein vermarktetes Produkt zu entwickeln.

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