خداحافظی با بیوپسی؟ دستگاه دستی با فناوری تصویربرداری جدید برای شناسایی بی دردسر سرطان های پوست

تیمی در موسسه فناوری استیونز از تصویربرداری با امواج میلی‌متری برای کاهش میزان بیوپسی‌های غیرضروری سرطان پوست استفاده می‌کند.

نمونه‌برداری از پوست ناخوشایند است: پزشکان توده‌های کوچکی از بافت را برای آزمایش‌ جدا می‌کنند و بیماران را با زخم‌های دردناکی مواجه می‌کنند که ممکن است هفته‌ها طول بکشد تا بهبود یابد. این بهایی است که اگر امکان درمان زودهنگام سرطان را فراهم کند، ارزش پرداخت را دارد. با این حال، در سال‌های اخیر، تلاش‌های تشخیصی تهاجمی نشان داده است که تعداد نمونه‌برداری‌ها تقریباً چهار برابر سریع‌تر از تعداد سرطان‌های کشف‌شده رشد می‌کند، به‌طوری‌که در حال حاضر تقریباً 30 ضایعه خوش‌خیم برای هر بروز سرطان پوست بیوپسی شده است.

محققان موسسه فناوری استیونز اکنون در حال توسعه یک دستگاه دستی ارزان قیمت هستند که می تواند میزان بیوپسی های غیرضروری را به نصف کاهش دهد و در عین حال امکان دسترسی آسان متخصصان پوست و سایر پزشکان خط مقدم به تشخیص سرطان در درجه آزمایشگاهی را فراهم کند.

نگار توسلیان، مدیر آزمایشگاه بیو الکترومغناطیسی در استیونز گفت:

ما در تلاش نیستیم از شر بیوپسی خلاص شویم. اما می خواهیم به پزشکان ابزارهای اضافی بدهیم و به آنها کمک کنیم تا تصمیمات بهتری بگیرند.

دستگاه این تیم از تصویربرداری امواج میلیمتری – همان فناوری مورد استفاده در اسکنرهای امنیتی فرودگاه – برای اسکن پوست بیمار استفاده می کند. (در کار قبلی، توسلیان و تیمش مجبور بودند با پوستی که قبلاً بیوپسی شده بود کار کنند تا دستگاه سرطانی بودن آن را تشخیص دهد).

بافت سالم پرتوهای میلی متری را متفاوت از بافت سرطانی منعکس می کند، بنابراین از نظر تئوری می توان سرطان ها را با نظارت بر تضاد در پرتوهای منعکس شده از پوست شناسایی کرد. برای وارد کردن این رویکرد به عمل بالینی، محققان از الگوریتم‌هایی برای ترکیب سیگنال‌های گرفته‌شده توسط چندین آنتن مختلف در یک تصویر با پهنای باند فوق‌العاده استفاده کردند که نویز را کاهش داده و حتی از کوچک‌ترین خال‌ها یا لک‌ها به سرعت تصاویری با وضوح بالا ثبت می‌کنند.

به سرپرستی دکتر امیر میربیک در سال 2018، این تیم از نسخه رومیزی فناوری خود برای بررسی 71 بیمار در طول بازدیدهای بالینی در دنیای واقعی استفاده کردند و دریافتند روش‌های آن‌ها می‌تواند ضایعات خوش‌خیم و بدخیم را به دقت در چند ثانیه تشخیص دهد. توسلیان و میربیک با استفاده از دستگاه خود توانستند بافت سرطانی را با حساسیت 97 درصد و ویژگی 98 درصد شناسایی کنند – نرخی که حتی با بهترین ابزارهای تشخیصی درجه یک بیمارستان قابل رقابت است.

توسلیان که مقاله اش در شماره 23 مارس مجله Scientific Reports منتشر شده است، گفت:

فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته دیگری وجود دارند که می‌توانند سرطان پوست را تشخیص دهند، اما آنها دستگاه‌های بزرگ و گران‌قیمتی هستند که در کلینیک در دسترس نیستند. ما در حال ایجاد یک دستگاه ارزان قیمت هستیم که به اندازه یک تلفن همراه کوچک است و به راحتی قابل استفاده است، بنابراین می توانیم تشخیص های پیشرفته را در دسترس همه قرار دهیم.

از آنجایی که فناوری تیم نتایج را در چند ثانیه ارائه می‌کند، روزی می‌توان از آن به‌جای درماتوسکوپ بزرگ‌کننده در معاینات معمول استفاده کرد و تقریباً بلافاصله نتایج بسیار دقیقی را ارائه داد.

توسلیان گفت:

این بدان معناست که پزشکان می‌توانند تشخیص دقیق را در معاینات روتین ادغام کنند و در نهایت بیماران بیشتری را درمان کنند.

برخلاف بسیاری از روش‌های تصویربرداری دیگر، اشعه‌های موج میلی‌متری به‌طور بی‌ضرر حدود ۲ میلی‌متر به پوست انسان نفوذ می‌کنند، بنابراین فناوری تصویربرداری این تیم نقشه سه‌بعدی واضحی از ضایعات اسکن‌شده را ارائه می‌دهد. بهبودهای آتی در الگوریتم نیروبخش دستگاه می تواند به طور قابل توجهی نقشه برداری از حاشیه ضایعه را بهبود بخشد و بیوپسی دقیق تر و کمتر تهاجمی را برای ضایعات بدخیم امکان پذیر کند.

گام بعدی بسته بندی کیت تشخیصی تیم بر روی یک مدار مجتمع است، مرحله ای که به زودی به دستگاه های عیب یابی موج میلی متری دستی اجازه می دهد تا با حداقل 100 دلار در هر قطعه تولید شوند – این یعنی کسری از هزینه تشخیصی موجود در بیمارستان. این تیم در حال حاضر برای تجاری سازی فناوری خود کار می کند و امیدوار است ظرف دو سال آینده دستگاه های خود را در اختیار پزشکان قرار دهد.

توسلیان گفت:

مسیر رو به جلو روشن است و ما می دانیم که چه کاری باید انجام دهیم. پس از این اثبات مفهوم، ما باید فناوری خود را کوچک کنیم، قیمت را پایین بیاوریم و آن را به بازار بیاوریم.

مرجع: “تصویربرداری موج میلی متری با وضوح بالا در زمان واقعی برای تشخیص سرطان پوست در داخل بدن” توسط امیر میربیک، رابین اشینوف، تانیا جونگ، آلیسون اود و نگار توسلیان، 23 مارس 2022، گزارش های علمی.
DOI: 10.1038/s41598-022-09047-6