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Three dimensional breast cancer models for X-ray Imaging research

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Migliorata l’individuazione del cancro al seno in Bulgaria mediante modelli

Un’iniziativa finanziata dall’UE ha aiutato l’Università tecnica di Varna, in Bulgaria, a stabilire l’eccellenza nella modellizzazione 3D al computer dei tumori al seno. Una migliore individuazione del cancro nelle fasi iniziali ridurrebbe il bisogno di richiami per indagini aggiuntive.

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Il cancro al seno è la piaga del nostro tempo. Colpisce una donna su otto in Europa nel corso della sua vita; approssimativamente, il 20 % dei tumori al seno si verificano in donne con meno di 50 anni. La diagnosi precoce può migliorare di molto la guarigione e la sopravvivenza. Il progetto MaXIMA, finanziato dall’UE, si è concentrato sulla creazione di modelli computazionali 3D di tumori maligni al seno che possono essere usati per sviluppare delle nuove tecniche volte a individuare forme più complesse del cancro al seno che risultano difficili da diagnosticare con i metodi di esame standard. Formulata in collaborazione con l’Università Cattolica di Lovanio in Belgio e l’Università di Napoli Federico II, la ricerca innovativa di MaXIMA ha il potenziale di salvare molte vite. Scoprire il carcinoma mammario in seni densi La ricerca portata avanti da MaXIMA si è concentrata sul potenziamento delle tecniche per individuare tumori piccoli e di forma irregolare in tessuti densi del seno. «Malgrado i recenti progressi tecnologici, come ad esempio la mammografia digitale, risulta ancora ardua l’individuazione di cancri nascosti nei tessuti densi del seno», afferma Kristina Bliznakova, la coordinatrice del progetto. «Purtroppo, contrariamente alle aspettative, la mortalità per cancro al seno continua a crescere in molto paesi dell’UE e una delle ragioni più importanti di questo potrebbe essere collegata alle limitazioni della tecnologia attuale nell’esaminare i seni densi». La tomosintesi mammaria è una nuovissima tecnologia avanzata che è stata progettata per superare le limitazioni associate alla convenzionale mammografia 2D. L’esame utilizza una dose bassa di raggi X e può essere effettuata contemporaneamente alla mammografia 2D. Le immagini vengono acquisite ad angoli variabili e ricostruite usando un computer in sottili porzioni di volume 3D. Questi strati corporei sottili consentono ai radiologi di individuare piccoli tumori al seno che sono celati dal tessuto ghiandolare sovrastante. Un’altra tecnica di immaginografia a raggi X che è in grado di aggiungere ulteriori informazioni sulla struttura del tessuto è la tomografia a contrasto di fase con raggi X. La mammografia tradizionale fa affidamento sulla diminuzione dell’intensità del fascio di raggi X quando attraversa i tessuti del corpo. L’immaginografia a contrasto di fase con raggi X, invece, misura la differenza nel modo in cui il fascio di raggi X oscilla attraverso il tessuto normale in confronto a tessuti tumorali più densi. Questa tecnica fornisce un’immagine più definita dei sottili cambiamenti nella densità del tessuto, incrementando la visibilità di margini sottili e dettagli del bordo in molti campioni. Modelli 3D per delineare meglio il tumore Malgrado la loro crescente popolarità, le tecniche avanzate di immaginografia a raggi X per il seno devono essere completate da modelli e simulazioni al computer per essere del tutto efficaci nella pratica. «Nella maggior parte dei casi, i tumori formano masse non omogenee senza bordi definiti. Questo ci impedisce di distinguere chiaramente i contorni delle formazioni tumorali», spiega Bliznakova. «I modelli computazionali e fisici tridimensionali sono degli strumenti potenti nelle mani di ingegneri, medici ed esperti di fisica. Modelli avanzati aiutano gli scienziati a definire con precisione le forme del seno, la distribuzione del tessuto ghiandolare e la forma e il tipo della massa tumorale», aggiunge Bliznakova. Alla luce di questo, i ricercatori del progetto hanno sviluppato innovativi modelli computazionali di tumori al seno difficili da diagnosticare, come ad esempio quelli circondati da denso parenchima. Inoltre, hanno creato dei modelli fisici antropomorfici, noti come fantocci, di seni e tumori per testare e convalidare le tecniche di immaginografia a raggi X, inclusa la tomosintesi del seno e l’immaginografia a contrasto di fase. Per la produzione di fantocci fisici del seno sono stati esaminati materiali e tecniche di stampa 3D idonei. La stretta cooperazione tra le istituzioni associate ha contribuito a incrementare notevolmente la capacità scientifica e tecnologica dell’Università tecnica di Varna nel campo dell’immaginografia a raggi X del seno. Progetti innovativi come MaXIMA dovrebbero aiutare a fare della Bulgaria un importante polo di ricerca e sviluppo in Europa.

Parole chiave

MaXIMA, cancro al seno, immaginografia medicale a raggi X, mammografia, Bulgaria, Università tecnica di Varna, tessuto denso del seno, modello 3D

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