В 2020 году рак молочной железы был наиболее часто диагностируемой формой рака во всем мире: было зарегистрировано более 2 миллионов случаев. У женщин на него приходится около четверти всех случаев рака, и он является причиной 15,5% смертей, связанных с раком. Чем раньше будет подтвержден диагноз, тем раньше можно будет начать соответствующую терапию и тем выше шансы на выживание. Вот почему исследователи во всем мире работают над улучшением ранней диагностики.

Это было достигнуто группой исследователей из Института Пауля Шеррера PSI и ETH Zurich вместе с Баденской кантональной больницей (KSB) и университетской больницей Цюриха (USZ). Им удалось усовершенствовать методику, используемую для выявления опухолей на ранних стадиях, в менее неприятном для пациентов режиме и с более надежными результатами. В этом методе используется улучшенная традиционная компьютерная томография (КТ), что значительно улучшает разрешение изображения без увеличения дозы облучения.

Это означает, что небольшие отложения кальция, известные как микрокальцинаты, которые указывают на рак молочной железы, потенциально могут быть обнаружены раньше. Это значительно увеличивает шансы на выздоровление пострадавших женщин. По мнению экспертов, этот метод, основанный на фазовом контрасте рентгеновских лучей, может быть быстро использован в клинических условиях. «Нам все еще нужно немного времени, — говорит Марко Стампанони, руководитель исследовательской группы PSI и профессор рентгеновской визуализации в ETH Zurich, — но мы достигли важной вехи в нашей работе».

Насколько эффективна маммография?

Более точное раннее выявление опухолей является важным шагом в борьбе с раком молочной железы. В настоящее время программы маммографического скрининга используются в качестве инструмента раннего выявления во многих промышленно развитых странах. Однако эффективность маммографического скрининга является спорной темой.

Контрольные исследования показали, что только 46% подозреваемых случаев, выявленных при скрининге, оказались настоящими случаями рака. Ложная тревога может сильно огорчить пациентов, так как может пройти две-три недели, прежде чем результат биопсии даст положительный результат. Более того, исследования показывают, что маммография пропускает 22% реальных случаев, внушая ложное чувство безопасности. Это еще более серьезно, так как означает потерю драгоценного времени до начала лечения.

Упомянутые здесь недостатки связаны с трудностями интерпретации маммографических изображений даже у экспертов. Мягкие ткани молочной железы имеют лишь ограниченный контраст на рентгеновском снимке, в то время как сложная внутренняя часть молочной железы часто размыта при двумерной рентгеноскопии. Чтобы сделать рентген молочной железы, ее нужно сильно сжать, чтобы она оставалась неподвижной. Пациенты иногда находят это неудобным или даже болезненным, поэтому некоторые женщины не идут на скрининг.

В рентгенофазовом контрасте исследователи расширяют диагностику опухоли, добавляя дополнительную физическую информацию. Другими словами, изображения, которые они создают, опираются на информацию, которую не принимает во внимание обычная рентгеновская визуализация: сигналы, генерируемые, когда биологические ткани преломляют и рассеивают излучение. Когда рентгеновские лучи проходят через структуры различной плотности, они не только ослабляются, но также преломляются и дифрагируют. Эта информация может быть использована для улучшения как контрастности изображений, так и их разрешения, облегчая идентификацию мельчайших объектов.

Исследователи из PSI, ETH, KSB и USZ используют метод, знакомый из физической метрологии, называемый решеточной интерферометрией (сокращенно GI). При этом рентгеновские лучи проходят не только через исследуемый объект, но и через три решетки с шагом в несколько микрометров. Это делает дополнительную информацию видимой. В свою статью, опубликованную в журнале Optica , команда Стампанони включила несколько изображений, которые наглядно демонстрируют преимущества компьютерной томографии желудочно-кишечного тракта по сравнению с обычными рентгеновскими снимками с точки зрения разрешения и контраста.

Рентгеновские лучи, необходимые для этого метода, могут быть получены с помощью обычного источника рентгеновского излучения, а доза облучения примерно эквивалентна дозе, используемой для обычной компьютерной томографии груди. «Наша цель — уменьшить дозу в два-три раза при сохранении того же разрешения или увеличить разрешение на 18-45% — в каждом случае по сравнению с обычным рентгеновским излучением», — объясняет физик Михал Равлик, ведущий автор публикации и член исследовательской группы Стампанони.

Сделать скрининг рака более комфортным

Предполагая, что они получат разрешение от Swissmedic, надзорного органа Швейцарии в отношении медицинских изделий , исследователи планируют начать клинические испытания вместе с USZ и KSB в качестве своих клинических партнеров к концу 2024 года. К тому времени прототип необходимого устройства должен быть готов для первого обследования пациентов. По словам Стампанони, исследователи ожидают, что испытания продлятся от одного до двух лет. «Если все пойдет по плану, мы сможем приступить к разработке коммерческого устройства и проведению исследований в отдельных клиниках», — говорит он.

Ожидается, что этот новый метод сделает скрининг рака намного более удобным. Аппарат установят таким образом, чтобы больная лежала животом на кушетке с вырезами в области грудной клетки. Сам томограф будет находиться под кушеткой и экранирован от пациента; его измерительное устройство будет вращаться вокруг груди, создавая трехмерное изображение.

«Рентгеновские лучи с фазовым контрастом делают видимыми мелкие детали тканей», — добавляет Рахель Кубик-Хуч, директор Департамента медицинских услуг KSB и главный врач радиологии, принимавшая участие в исследовании. «Этот трансляционный проект позволит изучить потенциал использования этого метода для раннего выявления рака молочной железы . KSB очень заинтересована в дальнейшем развитии исследовательского сотрудничества с PSI и ETH Zurich. Мы надеемся, что однажды наши пациенты смогут извлечь пользу из этих достижений».

Источник