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Microwave Diagnosis of Breast Cancer with Open Ended Contact Probes

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Una svolta nella tecnologia delle sonde potrebbe migliorare il trattamento del carcinoma mammario

Il progetto MIDxPRO ha gettato le basi per l’uso di dispositivi automatici di rilevamento del margine chirurgico e sonde per biopsia a microonde nel trattamento del carcinoma mammario. Alla fine, questi potrebbero portare a diagnosi più frequenti e periodi di riabilitazione più brevi per le pazienti.

Salute

È stato immaginato per la prima volta nella letteratura risalente al 2001. Utilizzando sonde a contatto aperte/coassiali per biopsie e rilevamento dei margini chirurgici, gli operatori sanitari hanno la possibilità di diagnosticare precocemente il carcinoma mammario e ridurre la necessità di mastectomie radicali. Le sonde a contatto coassiali sono conduttori cilindrici che trasmettono onde elettromagnetiche. Sebbene siano note soprattutto per il trasporto di segnali radio dall’antenna al televisore, è stato riscontrato che le onde che contengono riflettono in modo diverso quando colpiscono materiali con proprietà diverse. Ma questa è solo teoria. Prima di dare il via al progetto MIDxPRO (Microwave Diagnosis of Breast Cancer with Open Ended Contact Probes), i tentativi di applicare questa tecnica in contesti clinici non erano stati all’altezza delle aspettative. Mentre i kit di misurazione disponibili in commercio hanno riportato un tasso di errore del 5 %, l’uso di sonde a contatto aperte (OECP, Open-Ended Contact Probes) ha aumentato questo tasso al 30 %. «La tecnica non era abbastanza affidabile», afferma Tuba Yilmaz, coordinatrice del progetto e Professore assistente presso l’Università tecnica di Istanbul. «Anche se le applicazioni pratiche erano state previste, la loro realizzazione non era possibile». La posta in gioco è alta. La diagnosi del carcinoma mammario richiede una procedura di biopsia in due fasi piuttosto pesante. L’intervento chirurgico, d’altra parte, richiede ai professionisti di operare su pazienti, inviare i tessuti escissi per un’analisi di 20 minuti e ripetere l’operazione fino a quando l’analisi della sezione congelata (FSA, Frozen Section Analysis) per una rapida valutazione della patologia porta a risultati puliti. Inutile dire che entrambe le procedure sono laboriose, soggette a errore umano e costose. Questo è il motivo per il quale sono necessarie ulteriori ricerche sulle OECP. Come sottolinea la prof.ssa Yilmaz, «Una OECP ridurrebbe i costi della biopsia, rendendola così più accessibile. Algoritmi dedicati consentono un processo decisionale automatizzato, che a sua volta può ridurre le possibilità di diagnosi errate. Nel frattempo, la stessa tecnologia può essere utilizzata per rilevare il margine chirurgico e prevenire, ove possibile, mastectomie radicali. Ciò abbrevierebbe un processo di riabilitazione che può richiedere diversi mesi riducendo al contempo i tassi di recidiva del tumore maligno». Per aiutare a superare le difficoltà esistenti, il team del progetto, che ha ricevuto supporto nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie, ha esaminato le OECP con maggiore attenzione. Essi hanno studiato nuovi approcci matematici, la struttura e la profondità di rilevamento delle sonde con aperture diverse, nonché le incertezze di misurazione. Hanno anche lavorato su un sistema di sonde integrato che può essere sigillato e sterilizzato e, da ultimo ma non meno importante, hanno adottato algoritmi macchina per classificare il materiale sottoposto a test. Sebbene le nuove tecniche abbiano ancora molta strada da percorrere prima di poter essere utilizzate sulle pazienti, il progetto è già andato avanti con esperimenti sugli animali. Il team ha in particolare raccolto le proprietà dielettriche dei tessuti mammari e dei tessuti tumorali di ratto. «Abbiamo messo insieme la più grande serie di dati in vivo mai raccolta in letteratura. Sebbene la stiamo ancora elaborando, i nostri risultati attuali mostrano un’accuratezza di classificazione del 92 % su dati grezzi non elaborati. Questo riscontro è sicuramente migliore dell’accuratezza del 70 % attualmente ottenuta in ambito clinico. Ci aspettiamo che questa accuratezza superi il 95 % dopo aver ottimizzato i parametri dell’algoritmo di apprendimento automatico», afferma entusiasta la prof.ssa Yilmaz. A lungo termine, la prof.ssa Yilmaz spera che i risultati di MIDxPRO incoraggino la comunità di ricerca a esaminare ulteriormente la tecnica di misurazione OECP e a comprenderne il grande margine di miglioramento. Sta già programmando di portare la sua ricerca a livello clinico.

Parole chiave

MIDxPRO, sonda a contatto aperta, carcinoma mammario, rilevamento dei margini, biopsia

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