Οι βιοψίες δέρματος δεν είναι διασκεδαστικές: οι γιατροί χαράζουν μικρά κομμάτια ιστού για εργαστηριακές εξετάσεις, αφήνοντας τους ασθενείς με επώδυνες πληγές που μπορεί να χρειαστούν εβδομάδες για να επουλωθούν. Αυτό είναι ένα τίμημα που αξίζει να πληρώσετε εάν επιτρέπει την έγκαιρη θεραπεία του καρκίνου. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, οι επιθετικές διαγνωστικές προσπάθειες έχουν δει τον αριθμό των βιοψιών να αυξάνεται περίπου τέσσερις φορές πιο γρήγορα από τον αριθμό των καρκίνων που ανιχνεύθηκαν, με περίπου 30 καλοήθεις βλάβες να υποβάλλονται σε βιοψία για κάθε περίπτωση καρκίνου του δέρματος που εντοπίζεται.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Stevens αναπτύσσουν τώρα μια συσκευή χειρός χαμηλού κόστους που θα μπορούσε να μειώσει το ποσοστό των περιττών βιοψιών στο μισό και να δώσει στους δερματολόγους και άλλους γιατρούς πρώτης γραμμής εύκολη πρόσβαση σε εργαστηριακά διαγνωστικά καρκίνου. «Δεν προσπαθούμε να απαλλαγούμε από βιοψίες», είπε ο Negar Tavassolian, διευθυντής του Βιο-Ηλεκτρομαγνητικού Εργαστηρίου στο Stevens. «Αλλά θέλουμε να δώσουμε στους γιατρούς πρόσθετα εργαλεία και να τους βοηθήσουμε να λάβουν καλύτερες αποφάσεις».
Η συσκευή της ομάδας χρησιμοποιεί απεικόνιση κυμάτων χιλιοστών — την ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιείται στους σαρωτές ασφαλείας αεροδρομίων — για τη σάρωση του δέρματος ενός ασθενούς. (Σε παλαιότερες εργασίες, η Tavassolian και η ομάδα της έπρεπε να δουλέψουν με δέρμα που είχε ήδη υποβληθεί σε βιοψία για να ανιχνεύσει η συσκευή εάν ήταν καρκινική.)
Ο υγιής ιστός αντανακλά τις ακτίνες κυμάτων χιλιοστού διαφορετικά από τον καρκινικό ιστό, επομένως είναι θεωρητικά δυνατό να εντοπιστούν οι καρκίνοι παρακολουθώντας τις αντιθέσεις στις ακτίνες που αντανακλώνται πίσω από το δέρμα. Για να φέρουν αυτή την προσέγγιση στην κλινική πράξη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αλγόριθμους για να συγχωνεύσουν σήματα που συλλαμβάνονται από πολλές διαφορετικές κεραίες σε μια ενιαία εικόνα εξαιρετικά υψηλού εύρους ζώνης, μειώνοντας το θόρυβο και τραβώντας γρήγορα εικόνες υψηλής ανάλυσης ακόμη και των πιο μικροσκοπικών σπίλων ή κηλίδων.
Με επικεφαλής τον Amir Mirbeik Ph.D. ’18, η ομάδα χρησιμοποίησε μια επιτραπέζια έκδοση της τεχνολογίας της για να εξετάσει 71 ασθενείς κατά τη διάρκεια πραγματικών κλινικών επισκέψεων και διαπίστωσε ότι οι μέθοδοί τους μπορούσαν να διακρίνουν με ακρίβεια καλοήθεις και κακοήθεις βλάβες μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Χρησιμοποιώντας τη συσκευή τους, οι Tavassolian και Mirbeik μπορούσαν να αναγνωρίσουν καρκινικό ιστό με 97% ευαισθησία και 98% ειδικότητα — ποσοστό ανταγωνιστικό ακόμη και με τα καλύτερα διαγνωστικά εργαλεία νοσοκομειακού επιπέδου.
“Υπάρχουν άλλες προηγμένες τεχνολογίες απεικόνισης που μπορούν να ανιχνεύσουν καρκίνους του δέρματος, αλλά είναι μεγάλα, ακριβά μηχανήματα που δεν είναι διαθέσιμα στην κλινική”, δήλωσε ο Tavassolian, η έρευνα του οποίου εμφανίζεται στο τεύχος του Scientific Reports στις 23 Μαρτίου. “Δημιουργούμε μια συσκευή χαμηλού κόστους που είναι τόσο μικρή και εύκολη στη χρήση όσο ένα κινητό τηλέφωνο, ώστε να μπορούμε να προσφέρουμε προηγμένα διαγνωστικά σε όλους.”
Επειδή η τεχνολογία της ομάδας προσφέρει αποτελέσματα σε δευτερόλεπτα, μια μέρα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί αντί για ένα μεγεθυντικό δερματοσκόπιο σε συνήθεις ελέγχους, δίνοντας εξαιρετικά ακριβή αποτελέσματα σχεδόν αμέσως. «Αυτό σημαίνει ότι οι γιατροί μπορούν να ενσωματώσουν ακριβή διαγνωστικά σε συνήθεις εξετάσεις και τελικά να θεραπεύσουν περισσότερους ασθενείς», είπε ο Tavassolian.
Σε αντίθεση με πολλές άλλες μεθόδους απεικόνισης, οι ακτίνες κυμάτων χιλιοστού διεισδύουν ακίνδυνα περίπου 2 mm στο ανθρώπινο δέρμα, έτσι η τεχνολογία απεικόνισης της ομάδας παρέχει έναν σαφή τρισδιάστατο χάρτη των σαρωμένων βλαβών. Μελλοντικές βελτιώσεις στον αλγόριθμο που τροφοδοτεί τη συσκευή θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά τη χαρτογράφηση των περιθωρίων της βλάβης, επιτρέποντας πιο ακριβή και λιγότερο επεμβατική βιοψία για κακοήθεις βλάβες.
Το επόμενο βήμα είναι να συσκευαστεί το διαγνωστικό κιτ της ομάδας σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, ένα βήμα που θα μπορούσε σύντομα να επιτρέψει την παραγωγή λειτουργικών φορητών διαγνωστικών κυμάτων χιλιοστών για μόλις $100 το τεμάχιο — ένα κλάσμα του κόστους του υπάρχοντος νοσοκομειακού επιπέδου διαγνωστικό εξοπλισμό. Η ομάδα εργάζεται ήδη για την εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας της και ελπίζει να αρχίσει να θέτει τις συσκευές της στα χέρια των κλινικών γιατρών μέσα στα επόμενα δύο χρόνια.
«Η πορεία προς τα εμπρός είναι ξεκάθαρη και ξέρουμε τι πρέπει να κάνουμε», είπε ο Ταβασολιάν. «Μετά από αυτήν την απόδειξη της ιδέας, πρέπει να μικρύνουμε την τεχνολογία μας, να μειώσουμε την τιμή και να την φέρουμε στην αγορά».
Πηγή: www.sciencedaily.com
