Brystkreftdiagnose kan ha stor fordel av spektroskopi


Brystkreftdiagnose kan ha stor fordel av spektroskopi

Analysen av små forekomster av kalsium i brystvev kan bidra til å skille mellom kreft og godartede svulster, men det er noen ganger ikke lett å lage en slik diagnose. Nå tror et team av forskere i USA en ny metode som bruker en spesiell type spektroskopi for å finne kalsiumavsetninger under en biopsi, noe som kan forbedre nøyaktigheten av diagnosen.

Teamet, fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) og Case Western Reserve University (CWRU), skriver om arbeidet som førte dem til denne konklusjonen i et papir publisert på nettet i Prosedyrene ved det nasjonale vitenskapsakademiet 24. desember.

Kalsiuminnskudd

Mikrokalkuleringer, eller små kalsiumavsetninger, dannes når kalsium fra blodbanen setter seg på degraderte proteiner og fett igjen etter skadede og døende celler.

De kan være et telltale tegn på brystkreft, men de fleste svulster som inneholder dem er godartede.

Mikrokalkuleringer er oftest sett i brysttumorer, men de kan også forekomme, om enn sjelden, i andre typer kreft, forteller medarbeiderforfatter Maryann Fitzmaurice, seniorforsker og adjungerende lektor i patologi og onkologi ved CWRU, i en uttalelse.

Kalsifisering spiller også en viktig rolle i aterosklerose, eller herding av arteriene.

Biopsi kan være lang og vanskelig prosedyre

Når mikrokalsifikasjoner viser på et mammogram, gjør leger en oppfølgingsbiopsi av det mistenkte vevet for å teste for kreft.

Tallene viser at i rundt 1 i 10 tilfeller med slike mikrokalkuleringer, er svulsten kreft, så oppfølgingsbiopsien er kritisk.

I løpet av prosedyren tar radiologen røntgenstråler fra tre forskjellige vinkler for å finne de små kalsiumavsetningene, deretter setter en nål inn i vevet og fjerner opptil 10 vevsprøver.

En patolog tester deretter disse prøvene for å se om de inneholder mikrokalkuleringer.

Men i 15 til 25% av tilfellene er det ikke lett å finne og ta en vevsprøve nøyaktig, noe som resulterer i en utilsiktet diagnose. Dette betyr at pasienten må ha flere røntgenstråler og gjennomgå mer invasiv kirurgi for å hente ytterligere prøver.

Men som Fitzmaurice forklarer, er dette andre forsøket sjelden vellykket:

"Hvis de ikke får dem på første pass, får de vanligvis ikke dem i det hele tatt."

"Det kan bli en svært lang og vanskelig prosedyre for pasienten, med mye ekstra røntgeneksponering, og til slutt får de fortsatt ikke det de er ute etter, hos en av fem pasienter," tilføyer hun.

Ny metode bruker spesiell type spektroskopi

Spektroskopi er en måte å bestemme sammensetningen for et materiale ved å studere hvordan det absorberer eller sprer stråling som lys. Det brukes ofte i fysisk og analytisk kjemi, og det er mange applikasjoner nå også i medisin.

En av utfordringene ved å bruke teknikken til medisin er kostnad og hastighet: ofte er utstyret svært kostbart og sakte for å levere resultater i "sanntid".

I løpet av de siste årene har MIT- og CWRU-teamet jobbet med å overvinne denne utfordringen for å hjelpe radiologen til å bestemme om noen ganger om vevet inneholder mikrokalkulasjoner eller ikke.

Først prøvde de en metode basert på Raman-spektroskopi, som bruker lys til å måle energibryt i molekylære vibrasjoner, og avsløre presise molekylære strukturer. Fordelen med denne metoden er at den er svært nøyaktig for å identifisere mikrokalkuleringer. Men ulempen er at utstyret er dyrt, og analysen tar lang tid.

I denne siste studien beskriver forskerne hvordan de snudde seg til en annen metode, kalt "diffus reflektansspektroskopi", og fant at det ga resultater like like som Raman-spektroskopi, men mye raskere og til lavere kostnader.

Medforfatter Narahara Chari Dingari, en postdoc på MIT, sier:

"Med vår nye metode kan vi få lignende resultater med mindre tid og mindre kostnad."

97% suksessrate med diffus refleksjonsspektroskopi

Diffus reflektansspektroskopi samler og analyserer lys etter at det har interaksjon med prøven. Dette gir en unik "spektrografisk signatur".

I deres PNAS Papir beskriver forfatterne hvordan de undersøkte 203 vevsprøver innen minutter etter fjerning fra 23 pasienter.

Hver prøve kan være en av tre typer, hver med sin egen spektrografiske signatur. Det kan være sunt, det kan inneholde lesjoner uten mikrokalsifikasjoner, eller det kan inneholde lesjoner med mikrokalsifikasjoner.

Ved å analysere disse mønstrene, laget laget en datalgoritme som viste en suksessrate på 97% ved å identifisere vev med mikrokalkuleringer.

Jaqueline Soares, en annen lederforfatter og MIT postdoc, foreslår endringene i måten de forskjellige vevene absorberer på, skyldes sannsynligvis endrede nivåer av spesifikke proteiner (elastin, desmosin og isodesmosin) som ofte er kryssbundet med kalsiumavsetninger i sykt vev.

Enkel teknologi med høy nøyaktighet er et "godt første skritt"

James Tunnell er lektor i biomedisinsk ingeniør ved University of Texas og var ikke involvert i studien. Han beskriver studien som et "godt første skritt" mot et system som Kan ha stor innvirkning på brystkreft diagnose .

"Denne teknologien kan integreres i systemet som allerede brukes til å ta biopsier. Det er en veldig enkel teknologi som kan få samme nøyaktighet som mer kompliserte systemer."

Laget forutsetter at deres teknikk blir brukt av radiologer for å gi bedre "sanntid" veiledning til nåværende biopsi prosedyrer.

Fordi det gir analyseresultatene innen sekunder, kan den nye teknikken hjelpe radiologen til å flytte nålen til et annet sted før du tar noen prøver.

Forskerne planlegger å gjennomføre en ny studie for å teste tilnærmingen i "sanntid": ettersom biposier blir utført hos pasienter.

Midler fra National Institutes of Health, National Institute of Biomedical Imaging og Bioengineering og National Cancer Institute bidro til å finansiere studien.

Dan and Phil’s Story of TATINOF (Video Medisinsk Og Faglig 2020).

§ Problemer På Medisin: Helse kvinner