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Microwave Diagnosis of Breast Cancer with Open Ended Contact Probes

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Une percée dans la technologie des sondes pourrait améliorer le traitement du cancer du sein

Le projet MIDxPRO initie l’utilisation de dispositifs automatisés de détection des marges chirurgicales et de sondes de biopsie à micro-ondes dans le traitement du cancer du sein. À terme, ils pourraient augmenter la fréquence des diagnostics et réduire les délais de récupération pour les patientes.

Santé

Ces méthodes ont pour la première fois été envisagées dans un document en 2001. En recourant à des sondes de contact coaxiales/ouvertes pour les biopsies et la détection des marges chirurgicales, les professionnels de la santé ont une chance de diagnostiquer le cancer du sein plus tôt et de réduire la nécessité de procéder à des mastectomies radicales. Les sondes de contact coaxiales sont des conducteurs cylindriques qui transmettent des ondes électromagnétiques. Alors qu’elles sont essentiellement connues pour transmettre des signaux radio de l’antenne à la télévision, les ondes qu’elles contiennent réfléchiraient différemment lorsqu’elles entrent en contact avec des matériaux présentant différentes propriétés. Mais ce n’est qu’une simple théorie. Avant le lancement du projet MIDxPRO (Microwave Diagnosis of Breast Cancer with Open Ended Contact Probes), les tentatives destinées à appliquer cette technique dans un cadre clinique n’avaient pas répondu aux attentes. Alors que les outils de mesure disponibles sur le marché présentaient un taux d’erreur de 5 %, l’utilisation de sondes de contact ouvertes (SCO) a fait grimper ce taux à 30 %. «La technique n’était tout simplement pas assez fiable», explique Tuba Yilmaz, coordinatrice du projet et professeure adjointe à l’Université technique d’Istanbul. «Même si les applications pratiques avaient été envisagées, leur réalisation s’est avérée impossible.» Les enjeux sont élevés. Le diagnostic du cancer du sein nécessite une procédure assez contraignante de biopsie en deux étapes. La chirurgie, d’autre part, exige des praticiens qu’ils opèrent les patientes, envoient les tissus excisés pour une analyse de 20 minutes, et renouvellent l’opération jusqu’à ce que l’analyse de la coupe congelée (ACC) destinée à évaluer rapidement la pathologie soit négative. Inutile de préciser que les deux procédures sont coûteuses, lourdes et susceptibles d’être affectées par une erreur humaine. C’est pourquoi il est nécessaire d’effectuer davantage de recherches sur les SCO. Comme la professeure Yilmaz le souligne, «Une SCO réduirait le coût de la biopsie, la rendant ainsi plus accessible. Des algorithmes spéciaux permettent une prise de décision automatisée, ce qui peut réduire les risques de mauvais diagnostic. Entre-temps, la même technologie peut être utilisée pour détecter la marge chirurgicale et prévenir les mastectomies radicales le cas échéant. Ceci réduirait le temps de réadaptation qui peut durer plusieurs mois tout en déduisant les taux de réapparition des tumeurs malignes.» Afin de surmonter ces difficultés, l’équipe du projet, qui a bénéficié d’un soutien au titre du programme Marie Skłodowska-Curie, a examiné les SCO. Ils ont étudié de nouvelles approches mathématiques, la structure et la portée de détection des sondes avec différentes ouvertures, ainsi que les incertitudes liées aux mesures. Ils ont également travaillé sur un système intégré de sondes qui peuvent être scellées et stérilisées, et, dernier point mais non des moindres, ils ont adopté des algorithmes automatisés afin de classifier les matériaux testés. Bien que les nouvelles techniques doivent encore subir de longues procédures avant d’être utilisées sur des patientes, le projet s’est poursuivi en procédant aux expérimentations animales. L’équipe a notamment relevé les propriétés diélectriques des tissus mammaires et des tissus tumoraux de rats. «Nous avons compilé le plus grand ensemble de données in vivo jamais rassemblé dans la documentation. Même si nous les traitons toujours, nos résultats actuels montrent une précision de classification de 92 % sur des données brutes non traitées. C’est mieux que la précision de 70 % actuellement obtenue dans un environnement clinique. Nous espérons que cette précision dépassera les 95 % après avoir optimisé les paramètres de l’algorithme d’apprentissage automatique», s’enthousiasme la professeure Yilmaz. À long terme, la professeure Yilmaz espère que les résultats de MIDxPRO encourageront la communauté de la recherche à s’intéresser davantage à la technique de mesure des SCO et à comprendre son potentiel de développement. Elle prévoit déjà de poursuivre ses recherches au niveau clinique.

Mots‑clés

MIDxPRO, sonde de contact ouverte, cancer du sein, détection de la marge, biopsie

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