Рак груди: сочетание методов визуализации для более быстрой и щадящей биопсии

Рак груди: сочетание методов визуализации для более быстрой и щадящей биопсии

Как узнать, злокачественная ли опухоль груди? Это не тот вопрос, на который можно ответить в одиночку с помощью ультразвука и рентгеновских лучей или даже магнитно-резонансного сканирования. Врачам часто приходится извлекать образцы тканей из пораженного участка тонкой иглой для подробного исследования. Такой вид биопсии часто проводится с помощью ультразвука, когда врачи наблюдают за экраном для направления иглы. К сожалению, около 30 процентов всех опухолей невидимы для ультразвукового исследования. В некоторых случаях для правильного введения иглы используется магнитно-резонансная томография (МРТ). Этот процесс включает в себя два этапа: собственно визуализацию, которая происходит внутри сканера МРТ, и введение иглы для биопсии, для чего пациента необходимо вынуть из аппарата, чтобы точно ввести иглу. Этот процесс часто повторяется несколько раз перед окончательным отбором пробы. Это истощает пациентов, а также является дорогостоящим, потому что процедура занимает сканер МРТ в течение значительного периода времени.

В совместном проекте MARIUS (Магнитно-резонансная томография с использованием ультразвука – системы и процессы для мультимодальной МРТ) эксперты из Института биомедицинской инженерии им. Фраунгофера IBMT в Санкт-Петербурге. Ингберт и Институт медицинской обработки изображений им. Фраунгофера MEVIS в Бремене работают вместе над созданием более быстрой и щадящей альтернативы.

Разумное сочетание методов визуализации

Новый метод потребует всего одного сканирования всей грудной клетки пациента в начале процедуры, а это означает, что пациенту нужно войти в сканер только один раз. Последующая биопсия проводится под контролем УЗИ; система преобразует исходное МРТ-сканирование и точно отображает его на экране. Врачи будут иметь как живое ультразвуковое сканирование, так и соответствующее МРТ-изображение, чтобы направлять иглу биопсии и точно отображать, где находится опухоль.

Самая большая проблема заключается в том, что МРТ выполняется, когда пациентка лежит на животе, а во время биопсии она лежит на спине. Это изменение положения меняет форму груди пациента и значительно смещает положение опухоли. Чтобы точно отслеживать эти изменения, исследователи применили хитрый трюк: пока пациент находится в камере МРТ во время сканирования, ультразвуковые датчики, похожие на электроды ЭКГ, прикрепляются к коже пациента, чтобы обеспечить последовательность ультразвуковых изображений. Это дает два сопоставимых набора данных с помощью двух разных методов визуализации.

Когда пациенту делают биопсию в другом кабинете, ультразвуковые датчики остаются прикрепленными и непрерывно записывают объемные данные и отслеживают изменения формы груди. Специальные алгоритмы анализируют эти изменения и соответствующим образом обновляют МРТ. МРТ изображение изменяется аналогично ультразвуковому сканированию. Когда игла для биопсии вводится в ткань груди, врач может видеть согласованное МРТ-сканирование вместе с ультразвуковым изображением на экране, что значительно повышает точность наведения иглы по направлению к опухоли.

Ультразвуковое оборудование, подходящее для использования в сканере МРТ

Чтобы реализовать это видение, исследователи Fraunhofer разрабатывают ряд новых компонентов. "В настоящее время мы работаем над ультразвуковым устройством, которое можно использовать в сканере МРТ," говорит менеджер проекта IBMT Штеффен Третбар. "Эти сканеры генерируют сильные магнитные поля, и ультразвуковое устройство должно работать надежно, не влияя на результаты МРТ." Ультразвуковые датчики, которые можно прикрепить к телу для получения трехмерных ультразвуковых изображений, также разрабатываются командой в рамках проекта.

Программное обеспечение, разработанное для этой техники, также совершенно новое. "Мы разрабатываем способ отслеживания движений в реальном времени с помощью ультразвукового отслеживания," объясняет руководитель проекта MEVIS Маттиас Гюнтер. "Это распознает растянутые структуры на ультразвуковых изображениях и отслеживает их движение. Нам также необходимо сопоставить широкий спектр данных датчиков в режиме реального времени." Некоторые датчики собирают данные о положении и ориентации прикрепленных ультразвуковых датчиков, в то время как другие отслеживают положение пациента.

Команда представит всю концепцию и первоначальный демонстратор технологии в ноябре на выставке MEDICA 2013 в Дюссельдорфе на объединенном стенде Fraunhofer (зал 10, стенд F05). Следующая версия должна быть завершена в следующем году. В то время как команда IBMT разрабатывает оборудование и новые ультразвуковые методы, рабочая группа MEVIS концентрируется на программном обеспечении.

Основная цель MARIUS – разработать ультразвуковое отслеживание для облегчения биопсии груди. Тем не менее, разработанные компоненты могут быть использованы и в других приложениях. Например, система MARIUS и ее программное обеспечение для отслеживания движений могут позволить использовать методы медленной визуализации, такие как МРТ или позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), для точного отслеживания движений органов, которые смещаются, даже когда пациент лежит неподвижно. Помимо печени и почек, которые меняют форму и положение во время дыхания, сюда входит сердце, сокращения которого также вызывают движение. Благодаря методике, применяемой для восстановления изображения, сердце будет выглядеть хорошо определенным на МРТ, а не размытым. Совместно разработанная технология также может применяться для лечения с использованием рентгеновских лучей или частиц. Для опухолей, расположенных в движущемся органе или на нем, новая технология может направлять лучи так, чтобы они следовали за движением.Эти лучи могут поразить опухоль с большей точностью, чем это возможно в настоящее время, и уменьшить повреждение здоровых окружающих тканей.

FBCONSTANTA.RU