Brystkræftdiagnose kunne gavne stort set spektroskopi


Brystkræftdiagnose kunne gavne stort set spektroskopi

Analysen af ​​små forekomster af calcium i brystvæv kan hjælpe med at skelne mellem kræft og godartede tumorer, men det er nogle gange ikke let at lave en sådan diagnose. Nu mener et team af forskere i USA en ny metode, der bruger en særlig type spektroskopi til at lokalisere calciumindskud under en biopsi, hvilket i høj grad kunne forbedre nøjagtigheden af ​​diagnosen.

Holdet fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) og Case Western Reserve University (CWRU) skriver om det arbejde, der førte dem til denne konklusion i et papir udgivet online i Forsøg af National Academy of Sciences Den 24. december.

Calciumindskud

Mikrokalcifikationer eller små forekomster af calcium dannes, når calcium fra blodbanen aflejres på nedbrydede proteiner og fedt efterladt af skadede og døende celler.

De kan være et tegn på brystkræft, men de fleste tumorer, der indeholder dem, er godartede.

Mikrokalcifikationer ses oftest i brysttumorer, men de kan også forekomme, omend sjældent, i andre former for kræft, siger en medansvarlig forfatter, Maryann Fitzmaurice, seniorforsker og adjungeret lektor i patologi og onkologi ved CWRU.

Kalkning spiller også en vigtig rolle i aterosklerose eller hærdning af arterierne.

Biopsi kan være lang og hård procedure

Når mikrokalcifikationer viser på et mammografi, gør læger en opfølgende biopsi af det mistænkte væv til at teste for kræft.

Tallene viser, at tumoren er i ca. 1 ud af 10 tilfælde med sådanne mikrokalcifikationer, så opfølgende biopsi er kritisk.

Under proceduren tager radiologen røntgenstråler fra tre forskellige vinkler for at lokalisere de små calciumindskud, så indsætter en nål i vævet og fjerner op til 10 vævsprøver.

En patolog tester derefter disse prøver for at se om de indeholder mikrokalcifikationer.

Men i 15 til 25% af tilfældene er det ikke let at finde og tage en vævsprøve præcist, hvilket resulterer i en utilstrækkelig diagnose. Det betyder, at patienten skal have flere røntgenbilleder og gennemgå mere invasiv kirurgi for at hente yderligere prøver.

Men som Fitzmaurice forklarer, er dette andet forsøg sjældent vellykket:

"Hvis de ikke får dem på første pass, får de som regel ikke dem."

"Det kan blive en meget lang og vanskelig procedure for patienten, med en masse ekstra røntgeneksponering, og i sidste ende får de stadig ikke det, de er efter, hos en ud af fem patienter," tilføjer hun.

Ny metode bruger speciel type spektroskopi

Spektroskopi er en måde at bestemme sammensætningen af ​​et materiale ved at studere, hvordan det absorberer eller spredes stråling som lys. Det bruges ofte i fysisk og analytisk kemi, og der er mange applikationer nu også i medicin.

En af udfordringerne ved at anvende teknikken til medicin er kost og hastighed: ofte er udstyret meget dyrt og langsomt for at levere resultater i "realtid".

I løbet af de sidste par år har MIT og CWRU-teamet arbejdet på at overvinde denne udfordring for at hjælpe radiologen på få sekunder at bestemme, om vævet indeholder mikrokalkuleringer eller ej.

Først forsøgte de en metode baseret på Raman-spektroskopi, som bruger lys til måling af energiforskift i molekylære vibrationer og afslører præcise molekylære strukturer. Fordelen ved denne metode er, at det er meget nøjagtigt at identificere mikrokalcifikationer. Men ulempen er, at udstyret er dyrt, og analysen tager lang tid.

I denne seneste undersøgelse beskriver forskerne, hvordan de vendte sig til en anden metode, kaldet diffus reflektionsspektroskopi, og fandt, at det gav resultater lige så præcist som Raman-spektroskopi, men meget hurtigere og til lavere omkostninger.

Medforfatter Narahara Chari Dingari, en postdoc hos MIT, siger:

"Med vores nye metode kunne vi opnå lignende resultater med mindre tid og mindre omkostninger."

97% succesrate med diffus refleksionsspektroskopi

Diffus reflektans spektroskopi indsamler og analyserer lys efter at det har interageret med prøven. Dette giver en unik "spektrografisk signatur".

I deres PNAS Papir beskriver forfatterne, hvordan de undersøgte 203 vævsprøver inden for få minutter efter deres fjernelse fra 23 patienter.

Hver prøve kunne være en af ​​tre typer, hver med sin egen spektrografiske signatur. Det kunne være sundt, det kunne indeholde læsioner uden mikrokalcifikationer, eller det kunne indeholde læsioner med mikrokalcifikationer.

Ved at analysere disse mønstre producerede holdet en computeralgoritme, der viste en succesrate på 97% til identifikation af væv med mikrokalcifikationer.

Jaqueline Soares, en anden hovedforfatter og MIT postdoc, foreslår ændringer i måden, hvorpå de forskellige væv absorberer lys, sandsynligvis på grund af ændrede niveauer af specifikke proteiner (elastin, desmosin og isodesmosin), som ofte er tværbundet med calciumforekomster i sygt væv.

Enkel teknologi med høj nøjagtighed er et "godt første skridt"

James Tunnell er lektor i biomedicinsk teknik ved University of Texas og var ikke involveret i undersøgelsen. Han beskriver undersøgelsen som et "godt første skridt" mod et system som Kunne have stor indflydelse på brystkræftdiagnosen .

"Denne teknologi kan integreres i systemet, der allerede er vant til at tage biopsier. Det er en meget simpel teknologi, som kan få samme nøjagtighed som mere komplicerede systemer."

Holdet forestiller deres teknik, der anvendes af radiologer, for at give øget "realtid" vejledning til aktuelle biopsi procedurer.

Fordi det giver analyseresultaterne inden for få sekunder, kan den nye teknik hjælpe radiologen til at flytte nålen til et andet sted, inden der tages prøver.

Forskerne planlægger at gennemføre en ny undersøgelse for at teste tilgangen i "realtid": da biposier udføres hos patienter.

Midler fra National Institutes of Health, National Institute of Biomedical Imaging og Bioengineering og National Cancer Institute hjalp med at finansiere undersøgelsen.

BEYOND | sci-fi short film (Video Medicinsk Og Professionel 2018).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Kvinder sundhed