Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een compacte en draagbare echosensor ontwikkeld die het mogelijk kan maken om borstkanker eerder en vaker te detecteren. Het systeem is bedoeld voor gebruik buiten het ziekenhuis, bijvoorbeeld in de huisartsenpraktijk of uiteindelijk zelfs thuis, en richt zich met name op mensen met een verhoogd risico op borstkanker.
Het nieuwe echosysteem bestaat uit een compacte probe (ultrasoon-sonde), iets kleiner dan een stapel speelkaarten, gekoppeld aan een data-acquisitie- en verwerkingsmodule die ongeveer zo groot is als een smartphone. In combinatie met een laptop kan het apparaat onderweg real-time, groothoek 3D-beelden van borstweefsel reconstrueren. “Alles is compacter, wat het gebruik eenvoudiger maakt in landelijke gebieden of voor mensen die barrières ervaren bij toegang tot deze technologie,” zegt Canan Dagdeviren, universitair hoofddocent aan MIT en senior auteur van de studie die gepubliceerd is in Advanced Healthcare Materials. Volgens haar kan frequenter scannen leiden tot eerdere detectie van tumoren en daarmee tot betere behandeluitkomsten.
Noodzaak van frequente screening
Hoewel veel borstkankers worden opgespoord via jaarlijkse mammografie, ontstaan sommige tumoren tussen twee screenings in. Deze zogeheten intervalkankers maken 20 tot 30 procent van de gevallen uit en zijn vaak agressiever. Vroege detectie is cruciaal: bij diagnose in een vroeg stadium ligt de overlevingskans rond de 100 procent, terwijl die bij late detectie daalt tot ongeveer 25 procent.
Aanvullende en frequentere echo-onderzoeken kunnen helpen, maar bestaande echosystemen zijn groot, duur en vereisen gespecialiseerde technici. Dat beperkt de inzet, vooral in rurale gebieden en landen waar de zorginfrastructuur minder goed is of in bepaalde gebieden ontbreekt.
Eenvoudig toegankelijke technologie
Het MIT-team ontwierp daarom een nieuw ‘chirped data acquisition system’ (cDAQ) met een innovatieve, vierkante ultrasoon-array die 3D-beelden kan maken door slechts twee of drie meetposities te scannen. De bijbehorende elektronica bestaat volledig uit commercieel verkrijgbare onderdelen en kost ongeveer 300 dollar. Het systeem werkt energiezuinig en kan worden gevoed via een eenvoudige 5V-voeding, zoals een batterij.
Volgens Anantha Chandrakasan doorbreekt dit de beperkingen van traditionele 3D-ultrasound, die afhankelijk is van grote en energie-intensieve apparatuur. “Door het systeem ultraspaarzaam en energie-efficiënt te ontwerpen, kan deze diagnostische technologie buiten het ziekenhuis worden ingezet.”
Eerste testen en vervolgstappen
In een eerste test bij een 71-jarige vrouw met borstcysten bleek het systeem in staat om de afwijkingen nauwkeurig en zonder beeldvervorming in 3D weer te geven, tot een diepte van 15 centimeter. Inmiddels lopen grotere klinische studies bij het MIT Center for Clinical and Translational Research en Massachusetts General Hospital.
De onderzoekers werken daarnaast aan een nog kleinere verwerkingsmodule, ter grootte van een vingernagel, die direct met een smartphone kan worden gekoppeld. Ook ontwikkelen zij een app met AI-ondersteuning om gebruikers te helpen de probe correct te positioneren. Op termijn hopen zij de technologie te integreren in een draagbare sensor voor thuisgebruik door mensen met een verhoogd borstkankerrisico.
AI verbetert borstkanker diagnostiek
Naast fysiek technologische ontwikkelingen en innovaties zoals de hierboven beschreven compacte en betaalbare nieuwe echosonde, wordt ook met behulp van AI werk gemaakt van het in een zo’n vroeg mogelijk stadium detecteren van borstkanker. Een mooi voorbeeld hiervan is de eind 2024 beschreven AI-algoritme waarmee, met behulp van Raman spectroscopie, borstkanker in het vroegste stadium gediagnosticeerd kan worden.
Met het door onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh ontwikkelde AI-algoritme, in combinatie met de niet-invasieve laseranalysetechniek, Raman spectroscopie, kunnen subtiele veranderingen in de bloedbaan herkend worden. Veranderingen die optreden tijdens de eerste fasen van de ziekte, bekend als stadium 1a. Deze veranderingen waren tot nu toe, met bestaande tests en onderzoeken, nog niet detecteerbaar.
