00:00 
Для людей с высоким риском развития рака молочной железы частые ультразвуковые обследования могут помочь выявить опухоли на ранней стадии. Исследователи Массачусетского технологического института разработали миниатюрную ультразвуковую систему, которая может облегчить более частое проведение УЗИ молочной железы как дома, так и в кабинете врача.
Новая система состоит из небольшого ультразвукового датчика, прикрепленного к модулю сбора и обработки данных, который немного больше смартфона. Эту систему можно использовать в пути при подключении к портативному компьютеру для реконструкции и просмотра широкоугольных 3D-изображений в режиме реального времени.
Все более компактно, и это облегчает использование в сельской местности или для людей, у которых могут быть препятствия для такого рода технологий».
Канан Дагдевирен, доцент кафедры медиаискусства и науки в Массачусетском технологическом институте и старший автор исследования
С помощью этой системы, по ее словам, может вырасти больше опухолей. потенциально может быть обнаружен раньше, что увеличивает шансы на успешное лечение.
Колин Маркус, доктор философии '25, и бывший постдок Массачусетского технологического института Осман Гони Найим являются ведущими авторами статьи, которая опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials. Другими авторами статьи являются аспиранты Массачусетского технологического института Ааста Шах, Джейсон Хоу и Шрихари Вишванат, летний стажер Массачусетского технологического института и студент Университета Центральной Флориды. Майя Эусебио, специалист по исследованиям медиа-лаборатории MIT Дэвид Садат, проректор Массачусетского технологического института Ананта Чандракасан и хирург по раку молочной железы Массачусетской больницы Толга Озмен.
Частый мониторинг
Хотя многие опухоли молочной железы выявляются с помощью обычной маммографии с использованием рентгеновских лучей, опухоли могут развиваться в период между ежегодными маммографиями. до 30 процентов всех случаев рака молочной железы, и они, как правило, более агрессивны, чем те, которые обнаруживаются во время обычного сканирования.
Раннее обнаружение этих опухолей имеет решающее значение: когда рак молочной железы диагностируется на самых ранних стадиях, выживаемость составляет почти 100 процентов. Однако для опухолей, обнаруженных на более поздних стадиях, этот показатель падает примерно до 25 процентов.
Для некоторых людей более частое ультразвуковое сканирование в дополнение к регулярным маммографиям может помочь увеличить количество опухолей, обнаруженных на ранней стадии. В настоящее время УЗИ обычно проводится только в качестве последующего наблюдения, если маммография выявляет какие-либо проблемные области. Ультразвуковые аппараты, используемые для этой цели, большие и дорогие, и для их использования требуются высококвалифицированные специалисты.
"Для использования этих аппаратов нужны квалифицированные специалисты по УЗИ, что является основным препятствием для получения доступа к ультразвуку в сельских общинах или в развивающихся странах, где не так много квалифицированных рентгенологов", - говорит Вишванат.
Создавая портативные и простые ультразвуковые системы. команда Массачусетского технологического института надеется сделать частое ультразвуковое сканирование доступным для гораздо большего числа людей.
В 2023 году Дагдевирен и ее коллеги разработали набор ультразвуковых датчиков, которые были встроены в гибкий пластырь, который можно прикрепить к бюстгальтеру, позволяя владельцу перемещать ультразвуковой трекер вдоль пластыря и получать изображения ткани молочной железы под разными углами.
Эти 2D-изображения можно объединить для создания трехмерного представления ткани, но их может быть немного меньше. Пробелы в охвате позволяли не заметить небольшие аномалии. Кроме того, для просмотра изображений этот массив датчиков приходилось подключать к традиционному дорогостоящему обрабатывающему устройству размером с холодильник.
В своем новом исследовании исследователи задались целью разработать модифицированную ультразвуковую матрицу, которая была бы полностью портативной и могла бы создавать трехмерное изображение всей груди путем сканирования всего двух или трех точек.
Новая система, которую они разработали, представляет собой систему сбора данных с чирпированием (cDAQ), состоящую из ультразвуковой датчик и материнская плата, которая обрабатывает данные. Датчик размером чуть меньше колоды карт содержит ультразвуковой массив, расположенный в форме пустого квадрата, конфигурация которого позволяет делать трехмерные изображения ткани, представленной ниже.
Эти данные обрабатываются материнской платой, которая немного больше смартфона и стоит всего около 300 долларов. Вся электроника, используемая в материнской плате, доступна в продаже. Для просмотра изображений материнскую плату можно подключить к портативному компьютеру. поэтому вся система является портативной.
"Традиционные системы 3D-УЗИ требуют дорогостоящей и громоздкой электроники, что ограничивает их использование в больницах и клиниках высокого класса", - говорит Чандракасан. - Благодаря перепроектированию системы, сделавшей ее сверхредкой и энергоэффективной, этот мощный диагностический инструмент можно вывести из комплекта визуализации и приобрести в портативном форм-факторе, доступном для пациентов повсюду".
Эта система также потребляет гораздо меньше энергии, чем традиционный ультразвуковой аппарат. поэтому его можно питать от источника постоянного тока 5 В (батарея или адаптер переменного/постоянного тока, используемый для подключения небольших электронных устройств, таких как модемы или портативные колонки)
