Brněnští výzkumníci vyvíjejí přístroj bez radiace, který by mohl nahradit mamograf

Přesněji a bez radiace, tak by měl fungovat nový přístroj pro diagnostiku rakoviny prsu.

Ten v současnosti vyvíjejí odborníci z Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického (FIT VUT) v Brně spolu s dalšími evropskými vědci. V budoucnu by podle nich mohla nová 3D technologie nahradit klasický ultrazvuk i rentgenový mamograf.

Rakovina prsu je nejčastějším zhoubným nádorem žen. Ročně přivede na onkologická oddělení po celém světě více než jeden a půl miliónu pacientek, v ČR je to kolem sedmi tisíc.

Karcinom prsu je naštěstí úspěšně léčitelný – pokud se lékařům podaří nádor včas a správně diagnostikovat. Právě na to se zaměřuje nový projekt s názvem Pammoth za více než 127 miliónů Kč. Podílí se na něm vědci z FIT VUT s dalšími osmi výzkumnými evropskými institucemi.

Společně připravují nový přístroj pro takzvaný neinvazivní fotoakustický screening prsou, který pomůže včasně a lépe diagnostikovat rakovinu.

Snížit plané poplachy

„Na rozdíl od rentgenového mamografu a klasického ultrazvuku umí systém určit, o jakou tkáň se jedná, a popsat její zásobování kyslíkem a živinami. Systém tak dokáže odhalit běžné cysty, zvápenatění či jiné patologické jevy, které se mohou rozvinout v rakovinové bujení a které současné technologie mohou buď přehlédnout, nebo nesprávně vyhodnotit,“ vysvětlil vedoucí brněnského týmu na fakultě Jiří Jaroš.

Rozlišení pořízených 3D snímků je navíc podle něj mnohonásobně vyšší, diagnostika by tak měla být výrazně přesnější a měla by umožnit lékařům nalézt nádor mnohem dříve.

Díky přesnější diagnostice bude možné také snížit počet falešných poplachů, který dnes dosahuje až 75 procent. Ženy tak často dle VUT zbytečně podstupují další vyšetření, včetně odebrání vzorku tkáně pomocí biopsie.

Nový systém navíc nebude využívat jako mamograf radiaci či kontrastní látky, které mohou být škodlivé a kladou vyšší požadavky na celkový zdravotní stav pacientky. Jak brněnská technika doplňuje, vyšetření novým přístrojem bude bezbolestné.

Rychlost sběru dat odpovídá internetu pro 100 domácností

Jarošův tým má v mezinárodním projektu na starost sběr, zpracování a vyhodnocení dat z fotoakustického snímkovacího zařízení. Toto zařízení ve tvaru misky o průměru asi 25 centimetrů rotuje kolem prsu pacientky.

Každou desetinu sekundy osvětlí prsní tkáň baterií laserových děl a zaznamená vzniklou tlakovou vlnu pomocí až 512 ultrazvukových senzorů.

Takto vzniklá data musejí výzkumníci z FIT zachytit, podrobně zanalyzovat a zobrazit v kontrolním náhledu klinickému pracovníkovi. To vše probíhá při rychlostech sběru dat blížících se 10 GB za sekundu, což by stačilo pro internet na stovku domácností.

Data, která brněnský tým získá, dále zpracovává v superpočítačovém středisku IT4Innovations v Ostravě. Stovky výkonných počítačů tam pracují na rekonstrukci obrazu tkáně do výsledného trojrozměrného obrazu. Tým musí být schopen doručit výsledný obraz do 48 hodin od zahájení snímkování.

„Po ukončení rekonstrukce se lékaři zobrazí trojrozměrný model prsu, ve kterém jsou vyznačeny jednotlivé typy tkáně, krevní řečiště, nasycení krve kyslíkem, zvápenatění a cysty. V tomto modelu se může lékař libovolně pohybovat, natáčet jej a zvětšovat až do rozlišení 0,5 mm na jeden bod obrazu,” popsal Jaroš.

Systém umí vyhodnotit různé vlastnosti tkáně, například hustotu, tuhost nebo okysličení. Ultrazvuková mamografie poskytuje informace o anatomii prsu a vytváří „mapu” tkáně. Fotoakustická mamografie využívá laser, který dokáže odhalit silně prokrvené tkáně, které jsou známkou rakovinového bujení.

Experti aktuálně pracují na prototypu přístroje, technologii testují na různých simulacích a umělých vzorcích prsou. Pilotní studie s reálnými pacientkami by měla začít příští rok, výzkumníci z FIT budou zpracovávat data pacientek z nemocnice v nizozemském Twente. V budoucnu by se mohla metoda využívat i při diagnostice nádorových onemocnění v břišní dutině – v játrech, ledvinách či ve slinivce.