«Умный» бюстгальтер – новый взгляд на диагностику рака молочной железы
Известно, что 5-летняя выживаемость пациенток с раком молочной железы in situ и I стадии стремится к 100%. Эти показатели еще раз подчеркивают важность ранней диагностики заболевания, для реализации которой существует система профилактических осмотров:
- ежегодное УЗИ молочных желез для женщин до 40 лет,
- маммография 1 раз в 2 года в возрасте до 50 лет,
- маммография 1 раз в год для тех, кому исполнилось 50.
Однако встречаются случаи возникновения опухолей в короткий промежуток после проведения обследования, так называемый «интервальный рак».
Этот показатель также используют для оценки эффективности программ скрининга. И оказывается, что до 20-30% злокачественных новообразований диагностируют в период между регулярными маммографическими осмотрами. Также существуют группы риска – носители мутаций генов, у которых есть наследственная предрасположенность к развитию онкологии.
Одна из таких женщин – исследователь, родом из Турции, Джанан Дагдевирен. Она является профессором Массачусетского технологического института и сфера ее интересов – биомедицинская инженерия. Близкая родственница Джанан столкнулась с диагнозом рака молочной железы, что привело ученую к мысли о необходимости усовершенствования программы скрининга этого заболевания.
Ультразвук широко используется для визуализации тканей в диагностике новообразований молочной железы, но несмотря на то, что ультразвуковые методы являются безрадиационными, безопасными и эффективными, технологии существенно не изменились по сравнению с их первоначальными вариантами 1970-х годов. Это все те же устройства, имеющие ряд особенностей. Например, современные датчики не могут выполнить точную реконструкцию изображения на больших изогнутых участках, а женская грудь, кроме этого, имеет нестабильную, меняющуюся при движении форму. Для стандартного исследования применяют сдавление структур железы, при этом большое значение имеет человеческий фактор – опыт врача. Все это усложняет возможность определения точного расположения образования.
Джанан Дагдевирен разработала портативный ультразвуковой аппарат для диагностики тканей молочной железы.
Он представляет собой мягкий пластырь, толщиной 2 мм, созданный с помощью 3D-принтера. По форме он похож на чашку бюстгальтера, к нему прикрепляется сканер, который распознает опухоль. Пластырь разработан с учетом четырех основных критериев: простота использования, диапазон движения (поворот на 360°), устойчивая конструкция изобретения и комфорт пользователя. В структуре патча есть прорези для движения ультразвуковой камеры, что позволяет исследовать грудь по квадрантам - под разным углом и с разных сторон. Сама накладка имеет вид сот, это сводит к минимуму количество материала, используемого при производстве, обеспечивает максимальную гибкость и легкое покрытие больших площадей кожи.
Для удобства использования опробован вариант прикрепления пластыря к белью. Тканевый бюстгальтер (Barely Zero от NEIWAI) является бесшовным и полностью закрывает грудь разных размеров (от A до DD). Благодаря симметричной конструкции бюстгальтер можно вывернуть наизнанку для возможности применения ультразвуковой процедуры к другой груди.
Пластырь демонстрирует контрастное разрешение, сопоставимое с разрешением ультразвуковых датчиков в медицинских центрах, что, по словам создателя, позволяет обнаружить образования от ~0,3 см - обычно такой размер соответствует ранним стадиям рака.
Эта разработка стала первой среди ультразвуковых технологий с удобным для пользователя дизайном, обеспечивающем большой угол обзора и непрерывный мониторинг изогнутой ткани молочной железы в режиме реального времени.
«Умный» бюстгальтер запатентован в августе этого года в США и в настоящий момент проходит клинические исследования.
По словам разработчика, в дальнейшем пластырь может использоваться для ежедневного мониторинга молочных желез с возможностью отправки информации врачам для быстрой и объективной оценки состояния. В будущем такие системы могут рассматриваться для оценки ответа на проводимую терапию в течение всего периода лечения.
- Схема пластыря на корпусе.
- Покомпонентный вид патча, четыре основных компонента: бюстгальтер из мягкой ткани, пластырь в виде сот, сканер, решетка на основе монокристалла (в составе пластыря).
- Схема квадрантов груди
- Схема пластыря с шестью основными отверстиями (синие области). Красная пунктирная линия указывает маршрут сканирования. Светло-зеленые области обозначают дополнительные девять шестиугольные секции для осмотра.
- Фотография пластыря в виде сот и сканера-трекера.
- Фотография трекера.
( G и I ) Фотографии трекера, вращающегося по часовой стрелке от 0° до 120°, демонстрирующие его способность вращаться на 360°.
( J ) Фотография тканевого бюстгальтера с круглыми отверстиями на здоровом человеке. Круглые отверстия специально предназначены для использования в качестве отверстий для плотного контакта пластыря с кожей.
( К ) Фотография накладки на бюстгальтере.
( L ) Фотография простого в использовании сканирования.