Оптичка мамографија

Оптичка мамографија је минимално инвазивна дијагностичка метода прегледа обе дојке апаратом који емитује инфрацрвене зраке и под чијом светлошћу се може видети постојање евентуалних патолошких промена. Како у току прегледа пацијентица није изложена јонизујућем зрачењу, метода није штетна и болна, па се препоручује као превентивни преглед. У том смислу преглед овом методом треба схватити искључиво као превентивни, јер он омогућава само разликовања нормалног од патолошко ткива дојке оком, и није замена за коначни дијагностички снимак дојки нативном мамографијом, МР мамографијом, сцинтиграфском мамографијом или дигиталном мамографијом.^[1]

Историја уреди

Подручје развоја биомедицинске оптике, као и употреба светла у медицини, датира од прве половине 20. века када ова област бележи стални раст у односу на претходне деценије, када је развој неинвазивног медицинског оптичког снимање (МОИ) засновано на примени нешкодљиве инфрацрвене светлост (НИР).

Прво Оптичко друштво (ОСА) основано је 1916. године, као водећа професионална организација за научнике, инжењере, студенте и пословне лидере који покрећу открића, обликују апликације у стварном животу и убрзавају достигнућа у науци о светлу. Тако је временом у оквиру друштва развијала и биомедицинска оптика, која је започела своја истраживања медицинским оптичким снимањима дојки, у циљу проналажења сигурније, а можда и ефикасније, алтернативе традиционалном рендгенској (инвазивној) мамографији.

Године 1929. Маx Цутлер је први пријавио способност разликовања нормалног и патолошко ткиво дојке оком, уз помоћ електричне лампе за трансилуминацију дојке у замраченој соби.

Током година, технику названу дијафанографија (енг. диапханограпхy), побољшали су неки истраживачи користећи осетљивије оптички детекторе и изворе инфрацрвене светлост који су омогућавали већи пренос снопа светлосто кроз груди.

Међутим, високо расипање светлости због оптичка својства ткива дојке који озбиљно замагљује изглед слике добијене дијафанографијом, и ограничениq просторна резолуције од око 2 цм,као и лошија и ниска осетљивост резултата добијених клиничких испитивања. учинила је да дијафанографија осамдесетих година 20. века постаане ограничавајући фактор за прихватање ове методе као клинички одрживог модалитета.

Технолошки напредак постигнут последњих година, посебно у конструкцији импулсних ласера и ултра брзих детектора поново је у 21. веку оживео интересовање за примену медицинског оптичког снимања. Способност осветљавања дојке са пикосекундним импулсима инфрацрвене ласерска свјетлост и мерење временске дистрибуција пренесених фотона, познато као ширење временске тачке функција (ТПСФ), омогућило је нови овога пута бољи приступ примени медицинског оптичког снимања.

Тромбергова истраживачка група започела је крајем 1990-их. са применом Тромбергов уређаја који је је користио ласерске диоде (вишеструких таласних дужина) и лавинске фотодиоде (као детекторе) за добијање ФД-базиране оптичке спектроскопске информације из ткива дојке и упоређивања оптичких својстава нормалне дојке са бенигним лезијама. Резултати су показали разлике у оптичким својствима ткива на основу старости субјекта, величине тумора и туморске патологије. На основу измерених разлика у коефицијентима апсорпције између оболелог (туморског) и нормалног ткива дојке, уређај је откривао присуство лезије у ин виво ткиву дојке код људи.^[2]^[3]^[4]

Седило је птом откриће другог оптичког уређаја на бази ФД који је развио Зху и његова група на Университy оф Цоннецтицут.61,87,114 За разлику од других ручних оптичких уређаја, Зхуов уређај је изводио мултимодалну оптичку и нумеричку слику како би омогућио 3Д дифузно оптичко томографско снимање дојке. Овај уређај је могао да прикаже бенигне и малигне лезије на грудима код људи.^[5]^[6]^[7]

У недавно представљеној студији (2018), истраживачи са Политехничког универзитета у Милану постигли су напредак у развоју инструмената који повећава осетљивост оптичке мамографије до хиљаду пута. Резултати су представљени 4. априла 2018. на састанку ОСА Биопхотоницс Конгреса одржаном у Холливуду на Флориди. Истраживачи су извели прелиминарне експерименте са 32 чврста фантома који су покривали широк спектар својстава апсорпције и расипања, откривајући да нови ланац детекције повећава оптичку осетљивост до фактора 1.000. Охрабрујући резултати су ову групу истраживача потстакли да планирају студије на људима како би тестирали перформансе оптичких инструмента у стварним клиничким условима.^[8]

Намена и значај методе уреди

Оптичка мамографија се употребљава не као засабна дијагностичка метода, већ искључиво, као превентивна методаа или у комбинацији са рендгенским зрацима за дијагностику или праћење случајеви који захтевају поновљено снимање током кога се тиме избегава примена велике количине јонизујућег зрачења.

Иако је рендгенска мамографија широко распрострањена и још увек је препоручена метода за рутинске прегледе, њена употреба је ограничена узрастом, тежином или индексом телесне масе пацијента, самим ткивом дојке, да ли се користи хормонска надомјесна терапија или не проблеми. Поред тога, његова тачност - нарочито када се користи код млађих жена - доведена је у питање. Друге технике снимања, као што су МРИ и ултразвук, понекад се предлажу, али ни једна од њих није ефикасна замена за рендгенску мамографију.

У 2017. години процијењено је 252.710 нових случајева инвазивног рака дојке код жена, док је 2.470 случајева дијагностиковано код мушкараца. Многе од ових дијагноза су направљене рендгенском мамографијом. Како је стандардно и широко коришћено, рендгенско снимање рак дојке везана за ниску осјетљивост (50-75%) и примену јонизирајућег зрачења, оно се не може сматрати потпуно сигурним, па је неопходно дијагностику рака дојке проширити и применом и других дијагностичких метода попут оптићке мамографије, пре свег применом све осјетљивијих, нових инструмента, робустнијих и јефтинијих.

Оптичке методе снимања, с друге стране, привлаче све већи интерес за дијагнозу карцинома дојке, јер су и видљива и инфрацрвена светла врло осјетљиве на састав ткива. Тумори се одликују високим волуменом крви због повећане васкуларизације која се јавља како тумори расту.

Оптичка мамографија се може користити и за мерење волумена крви, оксигенације, садржаја липида, воде и колагена за сумњиво подручје утврђено стандардним рендгенским снимањем. Мерења колагена су посебно важна јер је познато да је ова врста укључена у настанак и прогресију рака дојке.

Опис методе уреди

Оптичка мамографија (ОМ), намењна за скрининг, диагнозу, и прогнозу промена у дојци користи инфрацрвено светло (650–900 нм) уз помоћ кога мери разлику у коефицијентима апсорпције и распршења у различитим ткивима дојке.

Метода ОМ је неинвазива нејонизујућа (нерадиоктивна) релативно јефтина метода, која се може обавити лако преносивим уређајем у јако кратком време снимања (<1 минут) Даје добар контраст (функционалних информација).

Типична, дијафанографска слика дојке је заправо приказ канцерогеног тумора у ткиву дојке, као тамног регионаи. Тамна слика овог региона највероватније настаје због већег слабљењења инфрацрвене светлост при њеном пролазу кроз хиперваскуларизовану структуру тумора, у односу на здраво ткиво дојке.

Уређаји за оптичку мамографију састоје се од више ласерских извора и детектора који прикупљају информације о оптичким својствима ткива дојке. Техника мери волумен крви и оксигенацију, као и садржај липида, воде и колагена.

Нови инструмент замењује две фотомултипликацијске цеви са детекционим ланцем заснованим на новијој технологији чврстог стања. Сонда је састављена од осам силиконских фотомултиплипера - матрице од стотину до хиљада ћелија од којих свака има детектор бројања са једним фотоном - постављен у квадратном узорку који се налази у близини компресионе плоче. Добијени уређај има повећану осјетљивост, пружа робусније податке и јефтинији је за производњу.

Добре и лоше стране уреди

Оптичка мамографија користи сноп инфрацрвеног светло уместо рендгенских зрака за испитивање ткива дојке и развија се као алтернатива традиционалној мамографији.

Предности

Ова релативно нова техника има одређене предности, као што је

недостатак штетног јонизујућег зрачења и
примена само благог притиска на груди, а не јаке компресије као у оштром контрасту са стандардном техником за рендгенско снимање. У ствари, компресија дојке има тенденцију да смањи волумен крви у ткиву, што би ометало оптичку мамографију, тако да су неки тродимензионални ОМ детектори који се развијају уопште не користе компресију, већ радије окружују ткиво дојке прстеном извора светлости и детектором.

Преме Едоардо Фероцино, Политецницо ди Милано, Италија, кој истражите употребу ОМ за праћење и предвиђање исхода хемотерапије: Ова техника је у стању да пружи информације о исходу хемотерапије само неколико седмица након почетка лечења, или можда чак и раније.

Недостаци

Један од главних недостатака слике добијене оптичком мамографијом је лоша просторна резолуција која је до сада постигнута. Високо распршени сигнал ограничава дубину снимања а просторна резолуција и је ограничена када се користе оптичка влакна.

Како су тумори рака дојке већи од 1 цм веома опасни и највероватније доводе до смрти, успешна техника скрининга мора бити у стању да правовремено открије и мање лезије. Ово остаје проблем са оптичком мамографијом као самосталном техником. Међутим комбиновањем оптичке мамографијом са другим методама приказивања добијају се обећавајући резултати.^[9]

У том смислу преглед овом методом, за сада, треба схватити искључиво као превентивни, јер он омогућава разликовања нормалног од патолошко ткива дојке оком, није замена за коначни дијагностички снимак дојки нативном мамографијом, МР мамографијом, Сцинти мамографијом или дигиталном мамографијом.

Извори уреди

^ Анурадха Годавартy, Сусет Родригуез, Yоунг-Јин Јунг, анд Степхание Гонзалез, Оптицал имагинг фор бреаст цанцер пресцреенинг, Бреаст Цанцер (Дове Мед Пресс). 2015; 7: 193–209. Публисхед онлине 2015 Јул 20
^ Но КС, Цхоу ПХ. Мини-ФДПМ анд хетеродyне мини-ФДПМ: хандхелд нон-инвасиве бреаст цанцер детецторс басед он фреqуенцy-домаин пхотон мигратион. ИЕЕЕ Транс Цирц Сyст I Рег Паперс. 2005;52(12):2672–2685.
^ Но КС, Xие Q, Кwонг Р, Церусси А, Тромберг БЈ, Цхоу П. ХБС: а хандхелд бреаст цанцер детецтор басед он фреqуенцy домаин пхотон мигратион wитх фулл хетеродyне; Процеедингс оф тхе ИЕЕЕ БиоЦАС; Новембер 29–Децембер 1, 2006; Лондон. пп. 114–117.
^ Но КС, Xие Q, Кwонг Р, ет ал. Ин виво бреаст цанцер меасуремент wитх а хандхелд ласер бреаст сцаннер; Процеедингс оф тхе 50тх ИЕЕЕ Интернатионал Мидwест Сyмпосиум он Цирцуитс анд Сyстемс; Аугуст 5–8 2007; Монтреал, Qуебец, Цанада. пп. 1–4.
^ Xу C, Зху Q. Оптимал пробе десигн фор дуал-модалитy бреаст имагинг; Процеедингс оф тхе СПИЕ; Оптицал Томограпхy анд Спецтросцопy оф Тиссуе VII; Фебруарy 13, 2007; Сан Јосе, ЦА. п. 64340Б.
^ Зху Q, Цхен НГ, Пиао ДQ, Гуо ПY, Динг XХ. Десигн оф неар инфраред имагинг пробе wитх тхе ассистанце оф ултрасоунд лоцализатион. Апп Опт. 2001;40(19):3288–3303.
^ Зху Q, Хуанг M, Цхен Н, ет ал. Ултрасоунд-гуидед оптицал томограпхиц имагинг оф малигнант анд бенигн бреаст лесионс: инитиал цлиницал ресултс оф 19 цасес. Неопласиа. 2003;5(5):379–388.
^ Ким, Меери. „Неw Адванце ин Инструментатион фор Оптицал Маммограпхy —”. Биоенгинееринг Тодаy, 12. април 2018. Архивирано из оригинала 29. мај 2019. г. Приступљено 29. 5. 2019.
^ Хсианг D, Схах Н, Yу Х, ет ал. Ханд-хелд оптицал девицес фор бреаст цанцер: спецтросцопy анд 3Д томограпхиц имагинг. ИЕЕЕ Ј Сел Топ Qуантум Елецтрон. 2011;18(4):1298–1312.

Литература уреди

Цутлер M: Трансиллуминатион ас ан аид ин тхе диагносис оф бреаст лесионс. Сург Гyнецол Обстет 6:721-729, 1929.
Монсеес Б, Дестоует ЈМ, Герселл D: Лигхт сцан евалуатион оф нонпалпабле бреаст лесионс. Радиологy 163:467-470, 1987.
Хебден ЈЦ, Халл ДЈ, Делпy ДТ: Тхе спатиал ресолутион перформанце оф атиме-ресолвед оптицал имагинг сyстем усинг темпорал еxтраполатион. Мед Пхyс 22:201-208, 1995.
Цолак СБ, Папаиоанноу ДГ, ‘т Хоофт ГW, ет ал: Томограпхиц имаге рецонструцтион фром оптицал пројецтионс ин лигхт-диффусинг медиа. Аппл Опт 36(1):180-213, 1997.
Сцхwеигер M, Арридге СР, Делпy ДТ: Апплицатион оф тхе фините-елемент метход фор тхе форwард анд инверсе моделс ин оптицал томограпхy. Ј Матх Имаг Вис 3:263-283, 1993.
Фантини С, Францхесцхини МА, Гаида Г, ет ал: Фреqуенцy-домаин оптицал маммограпхy: едге еффецт цоррецтионс. Мед Пхyс 23:149-157, 1996.

Спољашње везе уреди

Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење
у вези са темама из области медицине (здравља).

[1] Анурадха Годавартy, Сусет Родригуез, Yоунг-Јин Јунг, анд Степхание Гонзалез, Оптицал имагинг фор бреаст цанцер пресцреенинг, Бреаст Цанцер (Дове Мед Пресс). 2015; 7: 193–209. Публисхед онлине 2015 Јул 20

[2] Но КС, Цхоу ПХ. Мини-ФДПМ анд хетеродyне мини-ФДПМ: хандхелд нон-инвасиве бреаст цанцер детецторс басед он фреqуенцy-домаин пхотон мигратион. ИЕЕЕ Транс Цирц Сyст I Рег Паперс. 2005;52(12):2672–2685.

[3] Но КС, Xие Q, Кwонг Р, Церусси А, Тромберг БЈ, Цхоу П. ХБС: а хандхелд бреаст цанцер детецтор басед он фреqуенцy домаин пхотон мигратион wитх фулл хетеродyне; Процеедингс оф тхе ИЕЕЕ БиоЦАС; Новембер 29–Децембер 1, 2006; Лондон. пп. 114–117.

[4] Но КС, Xие Q, Кwонг Р, ет ал. Ин виво бреаст цанцер меасуремент wитх а хандхелд ласер бреаст сцаннер; Процеедингс оф тхе 50тх ИЕЕЕ Интернатионал Мидwест Сyмпосиум он Цирцуитс анд Сyстемс; Аугуст 5–8 2007; Монтреал, Qуебец, Цанада. пп. 1–4.

[5] Xу C, Зху Q. Оптимал пробе десигн фор дуал-модалитy бреаст имагинг; Процеедингс оф тхе СПИЕ; Оптицал Томограпхy анд Спецтросцопy оф Тиссуе VII; Фебруарy 13, 2007; Сан Јосе, ЦА. п. 64340Б.

[6] Зху Q, Цхен НГ, Пиао ДQ, Гуо ПY, Динг XХ. Десигн оф неар инфраред имагинг пробе wитх тхе ассистанце оф ултрасоунд лоцализатион. Апп Опт. 2001;40(19):3288–3303.

[7] Зху Q, Хуанг M, Цхен Н, ет ал. Ултрасоунд-гуидед оптицал томограпхиц имагинг оф малигнант анд бенигн бреаст лесионс: инитиал цлиницал ресултс оф 19 цасес. Неопласиа. 2003;5(5):379–388.

[8] Ким, Меери. „Неw Адванце ин Инструментатион фор Оптицал Маммограпхy —”. Биоенгинееринг Тодаy, 12. април 2018. Архивирано из оригинала 29. мај 2019. г. Приступљено 29. 5. 2019.

[9] Хсианг D, Схах Н, Yу Х, ет ал. Ханд-хелд оптицал девицес фор бреаст цанцер: спецтросцопy анд 3Д томограпхиц имагинг. ИЕЕЕ Ј Сел Топ Qуантум Елецтрон. 2011;18(4):1298–1312.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]