Canan Dagdeviren, universitair hoofddocent in MIT's Media Lab, heeft samen met een onderzoeksteam een draagbare ultrasone scanner ontwikkeld. De wearable kan worden ingebouwd in een beha en maakt zo frequente monitoring mogelijk bij vrouwen die een hoog risico lopen op borstkanker. Dankzij die draagbare scanner kunnen er vaker beelden worden gemaakt van de borst, waardoor de kans dat kanker in een vroeg stadium wordt ontdekt zeer hoog is. Wanneer borstkanker in de vroegste stadia wordt gediagnosticeerd, is het overlevingspercentage zelfs bijna 100 procent.
De onderzoekers testten hun apparaat op een 71-jarige proefpersoon met een voorgeschiedenis van borstcysten. Bijzonder is dat ze in staat waren om met de draagbare scanner zeer kleine cysten te detecteren met een diameter van 0,3 centimeter tot 8 centimeter diep in het weefsel.
MIT-afgestudeerde student Wenya Du, wetenschapper Lin Zhang, Emma Suh '23 en Dabin Lin, een professor aan de Xi'an Technological University, zijn de hoofdauteurs van de studie omtrent de draagbare borstscanner.
Miniatuur beeldvormingssysteem
De studie is eind juli 2023 verschenen in Science Advances. De draagbare ultrasone patch kan keer op keer worden gebruikt, en de onderzoekers voorzien dat het thuis kan worden gebruikt door mensen met een hoog risico op borstkanker, die baat hebben bij frequente screening. De innovatieve wearable kan ook helpen bij het diagnosticeren van kanker bij mensen die niet regelmatig toegang hebben tot screening.
Om de beelden van het apparaat te kunnen zien, moeten de onderzoekers de scanner nu nog aansluiten op hetzelfde soort echoapparaat dat in beeldvormingscentra wordt gebruikt. Er wordt echter hard gewerkt aan een kleine versie van het beeldvormingssysteem, dat straks waarschijnlijk ongeveer even groot zal zijn als een smartphone.
Draagbare scanner voor intervalkankers
De innovatieve scanner kan in een beha worden ingebouwd en zou een frequentere monitoring van patiënten met een hoog risico op borstkanker mogelijk kunnen maken. Wanneer borstkanker in de vroegste stadia wordt gediagnosticeerd, is het overlevingspercentage bijna 100 procent. Voor tumoren die in latere stadia worden ontdekt, daalt dat percentage echter tot ongeveer 25 procent.
Vroege diagnose van borstkanker is dus van groot belang voor de overlevingskans. Er wordt dan ook al tientallen jaren onderzoek gedaan naar andere methoden en controles die een snellere diagnose mogelijk maken. Zo presenteerde het LUMC enkele maanden geleden nog de eerste resultaten van de TESTBREAST studie. Hierbij wordt onderzocht of door middel van bloedtests te aanwezigheid van borstkanker sneller kan worden gevonden dan bijvoorbeeld met een mammografie.
Een ander voorbeeld van vroegdiagnostiek vinden we in het Verenigd Koninkrijk waar een zeer klein beeldvormingsapparaat voor borstkanker, de zogeheten DotPlot, is ontwikkeld. Dit apparaat is een kleine handscanner die werkt in combinatie met een smartphone app.
De nieuwe wearable
De nieuwe ultrasone toepassing voor in de beha, die nu ontwikkeld wordt in Amerika, onderscheidt zich door de hoge kwaliteit van de beelden en de eenvoudige toepassing. Het draagbare apparaat zou met name nuttig kunnen zijn voor patiënten met een hoog risico op het ontwikkelen van borstkanker; tussen routinematige mammografieën door. Borsttumoren die zich ontwikkelen tussen regelmatig geplande mammogrammen - bekend als intervalkankers - zijn goed voor 20 tot 30 procent van alle gevallen van borstkanker, en deze tumoren zijn meestal agressiever dan die gevonden tijdens routinematige scans.
3D-geprinte patch voor beha
In de nieuwe studie toonden de onderzoekers aan dat ze met de draagbare scanner ultrasone beelden konden verkrijgen met een resolutie die vergelijkbaar is met die van de ultrasone sondes die in medische beeldvormingscentra worden gebruikt.
Om het apparaat draagbaar te maken, ontwierpen de onderzoekers een flexibele, 3D-geprinte patch met honingraatachtige openingen. Met behulp van magneten kan deze patch worden bevestigd aan een beha met openingen waardoor de ultrasone scanner in contact kan komen met de huid. De ultrasone scanner past in een kleine tracker, die in zes verschillende standen kan worden gezet, zodat de hele borst in beeld kan worden gebracht.
Anantha Chandrakasan, decaan van MIT's School of Engineering, de Vannevar Bush Professor of Electrical Engineering and Computer Science, en een van de auteurs van de studie vertelt op de website van MIT News: "Dit werk zal het onderzoek naar echografie en het ontwerpen van medische apparaten aanzienlijk bevorderen, gebruikmakend van de vooruitgang in materialen, circuits met laag vermogen, AI-algoritmen en biomedische systemen." De onderzoekers hopen een workflow te ontwikkelen zodat, zodra gegevens van een onderwerp zijn verzameld, kunstmatige intelligentie kan worden gebruikt om te analyseren hoe de beelden in de loop van de tijd veranderen. Ze zijn ook van plan om de ultrasone technologie aan te passen om andere delen van het lichaam te kunnen scannen.
Proefpersoon voor draagbare scanner
In samenwerking met het MIT Center for Clinical and Translational Research testten de onderzoekers hun apparaat op één proefpersoon, een 71-jarige vrouw met een voorgeschiedenis van borstcysten. Met behulp van het nieuwe apparaat konden de onderzoekers de cysten detecteren, die slechts 0,3 centimeter in diameter waren. Ze toonden ook aan dat het apparaat een resolutie bereikte die vergelijkbaar is met die van traditionele echografie, en dat weefsel tot een diepte van 8 centimeter kan worden afgebeeld.
Het onderzoek werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Science Foundation, een 3M Non-Tenured Faculty Award, het Sagol Weizmann-MIT Bridge Program en MIT Media Lab Consortium Funding.
