Исследователям удалось разработать новый метод визуализации для исследования груди: рентгеновскую фазово-контрастную маммографию. Новые разработки позволяют различать различные типы микрокальцификатов, наблюдаемых в ткани груди, и помогают отнести их к злокачественным новообразованиям.
Исследование только что было опубликовано в Nature Communications.Одним из преимуществ метода фазового контраста является его способность создавать изображения с высокой контрастностью. В будущем этот метод может помочь врачам неинвазивным способом определять наиболее вероятные места расположения предраковых и злокачественных новообразований молочной железы. Одна из целей скрининга рака груди — выявить (группы) микрокальцификатов в груди, потому что они могут быть связаны с ранними стадиями рака груди, поскольку они часто возникают в связи с гибелью раковых клеток.
Маммографический скрининг не позволяет сделать однозначных выводов относительно основных условий, вызывающих кальцификации. Только биопсия тканей, которая исследуется патологами под микроскопом, может определить, какие поражения вызвали известковые отложения.
Клиническое оборудование можно использовать для фазово-контрастной визуализации.В PSI использование фазового контраста для медицинской рентгеновской визуализации исследуется в течение нескольких лет. Рентгеновское излучение, используемое в традиционной маммографии, долгое время считалось непригодным для процедур фазового контраста из-за его некогерентности и смешения нескольких длин волн. «Тот факт, что нам теперь удалось использовать эти источники рентгеновского излучения для метода фазового контраста с целью разработки нового и улучшенного метода визуализации, является значительным шагом на пути к применению в повседневной клинической практике», — говорит Марко Стампанони, профессор института. по биомедицинской инженерии в ETH Zurich и руководитель группы рентгеновской томографии в PSI. В 2012 году он получил грант ERC Consolidator Grant на продвижение клинического использования рентгеновского фазового контраста.
В фазовом контрасте рентгеновских лучей, степень, в которой ткань поглощает рентгеновские лучи, является не единственной величиной, которая измеряется, но также и тем, как ткань отклоняет излучение вбок (рефракция) и, следовательно, как это влияет на последовательность пиков и спадов колебаний рентгеновского излучения. лучевые волны — так называемые фазовые. В зависимости от типа ткани также изменяется общее рассеяние. Чтобы измерить фазовый сдвиг, исследователи используют три очень тонких сетки. Первый находится прямо у источника.
Это гарантирует, что объект освещен с необходимой согласованностью. Другая сетка размещается позади объекта и генерирует сигнал помех, который анализируется третьей сеткой ниже по потоку. Используя подходящие алгоритмы, исследователи вычисляют характеристики поглощения, фазы и рассеяния объекта на основе интерференционного сигнала. Эта информация может быть использована для создания резких и высококонтрастных изображений, которые демонстрируют очень подробные свойства мягких тканей.
Открытие Zhentian Wang, постдока в команде профессора Стампанони, положило начало этой разработке: «Во время моих испытаний с методом фазового контраста я заметил, что существуют микрокальцификации с разными сигналами поглощения и рассеяния. Это указывало на то, что новый метод может идентифицировать разные типы кальцификатов », — говорит он. Ван впоследствии просмотрел медицинскую литературу и нашел исследования, которые показали, что определенный тип кальцификации чаще связан с предшественниками рака груди. «Меня убедили, что мое наблюдение может быть очень интересным для диагностики рака груди, поскольку оно позволяет различать различные типы микрокальцификатов», — говорит исследователь.
Клинически значимыйАктуальность нового метода также была подтверждена врачами, участвовавшими в исследовании: «Мы надеемся, что новый метод, по сравнению со стандартной маммографией, поможет лучше указать, где должна быть проведена биопсия груди», говорит Рахель Кубик, руководитель Института радиологии Кантонской больницы Бадена. «Тем не менее, он не готов к клиническому использованию, так как нуждается в валидации в большем количестве случаев», — говорит радиолог. «Но очень обнадеживает то, что новый метод позволяет различать различные хорошо известные микроскопические типы кальцификатов», — подтверждает Гад Сингер, глава Института патологии в Кантонской больнице Бадена.
Дойдет ли технология до клинического использования, также зависит от дозы облучения. «Цель будет заключаться в значительном улучшении качества, разрешении и диагностике с той же дозой облучения, что и при стандартной маммографии, чтобы можно было лучше исследовать грудь», — говорит Ник Хаузер, руководитель отделения гинекологии и междисциплинарного центра груди в Кантонской больнице Бадена. «Если мы сможем значительно улучшить визуализацию, это позволит лучше оценить степень опухоли до операции. Тогда новый метод быстро станет важным», — убежден он. «Заложен фундамент для нового устройства визуализации», — говорит Хаузер. «Мы надеемся, что вскоре сможем представить дальнейшие результаты».
На сегодняшний день исследователи работали с прототипом. Они исследовали образцы ткани груди, но пациенты еще не были задействованы. «Одной из наших следующих целей будет разработка устройства для клинического использования», — говорит Марко Стампанони.