11 مه 2022-کارسینوم (سمت چپ)، کارسینوم سلول سنگفرشی (وسط)، و کراتوز اکتینیک (راست)/موسسه فناوری استیونز
بیوپسی پوست جالب نیست: پزشکان توده‌های کوچکی از بافت را برای آزمایش‌های آزمایشگاهی جدا می‌کنند و بیماران را با زخم‌های دردناکی مواجه می‌کنند که ممکن است هفته‌ها طول بکشد تا بهبود یابد. اگر امکان درمان زودهنگام سرطان را فراهم کند، این امر ارزش دارد. با این حال، در سال‌های اخیر، تلاش‌های تشخیصی تهاجمی نشان داده است که تعداد نمونه‌برداری‌ها تقریباً چهار برابر سریع‌تر از تعداد سرطان‌های کشف‌شده رشد می‌کند، به طوری که در حال حاضر حدود 30 ضایعه خوش‌خیم برای هر مورد سرطان پوست که پیدا می‌شود، بیوپسی می‌شود.
محققان موسسه فناوری استیونز اکنون در حال توسعه یک دستگاه دستی ارزان قیمت هستند که می تواند میزان بیوپسی های غیرضروری را به نصف کاهش دهد و به متخصصان پوست و سایر پزشکان خط مقدم دسترسی آسان به تشخیص سرطان درجه آزمایشگاهی بدهد. نگار توسلیان، مدیر آزمایشگاه بیو الکترومغناطیسی در استیونز گفت: «ما در تلاش نیستیم از شر بیوپسی خلاص شویم. اما ما می خواهیم به پزشکان ابزار بیشتری بدهیم و به آنها کمک کنیم تا تصمیمات بهتری بگیرند.”
دستگاه این تیم از تصویربرداری با امواج میلیمتری – همان فناوری مورد استفاده در اسکنرهای امنیتی فرودگاه – برای اسکن پوست بیمار استفاده می کند. (در کار قبلی، توسلیان و تیمش مجبور بودند با پوستی که قبلاً بیوپسی شده بود کار کنند تا دستگاه سرطانی بودن آن را تشخیص دهد).
بافت سالم پرتوهای میلی متری را متفاوت از بافت سرطانی منعکس می کند، بنابراین از نظر تئوری می توان سرطان ها را با نظارت بر تضاد در پرتوهای منعکس شده از پوست شناسایی کرد. برای وارد کردن این رویکرد به عمل بالینی، محققان از الگوریتم‌هایی برای ترکیب سیگنال‌های گرفته‌شده توسط چندین آنتن مختلف در یک تصویر با پهنای باند فوق‌العاده استفاده کردند که نویز را کاهش داده و حتی از کوچک‌ترین خال‌ها یا لک‌ها به سرعت تصاویری با وضوح بالا ثبت می‌کنند.
به سرپرستی دکتر امیر میربیک این تیم از نسخه رومیزی فناوری خود برای بررسی 71 بیمار در طول بازدیدهای بالینی در دنیای واقعی استفاده کردند و دریافتند روشهای آنها می‌تواند ضایعات خوش‌خیم و بدخیم را به دقت در چند ثانیه تشخیص دهد. توسلیان و میربیک با استفاده از دستگاه خود توانستند بافت سرطانی را با حساسیت 97 درصد و ویژگی 98 درصد شناسایی کنند – نرخی که حتی با بهترین ابزارهای تشخیصی درجه یک بیمارستانی قابل رقابت است.
توسلیان گفت: فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته دیگری وجود دارد که می‌تواند سرطان پوست را تشخیص دهد، اما آنها ماشین‌های بزرگ و گران‌قیمتی هستند که در کلینیک در دسترس نیستند. ما در حال ایجاد یک دستگاه ارزان قیمت هستیم که به اندازه یک تلفن همراه کوچک است و به راحتی قابل استفاده است، بنابراین می‌توانیم تشخیص‌های پیشرفته را در دسترس همه قرار دهیم.»
از آنجایی که فناوری تیم نتایج را در چند ثانیه ارائه می‌کند، روزی می‌توان از آن به‌جای درماتوسکوپ بزرگ‌کننده در معاینات معمول استفاده کرد و تقریباً بلافاصله نتایج بسیار دقیقی را ارائه داد. توسلیان گفت: «این بدان معناست که پزشکان می‌توانند تشخیص دقیق را در معاینات روتین ادغام کنند و در نهایت بیماران بیشتری را درمان کنند».
برخلاف بسیاری از روشهای تصویربرداری دیگر، اشعه‌های موج میلیمتری به طور بی‌ضرر حدود 2 میلی‌متر به پوست انسان نفوذ می‌کنند، بنابراین فناوری تصویربرداری این تیم یک نقشه سه‌بعدی واضح از ضایعات اسکن‌شده ارائه می‌کند. بهبودهای آتی در الگوریتم نیروبخش دستگاه می تواند به طور قابل توجهی نقشه برداری از حاشیه ضایعه را بهبود بخشد و بیوپسی دقیق تر و کمتر تهاجمی را برای ضایعات بدخیم امکان پذیر کند.
گام بعدی بسته بندی کیت تشخیصی تیم روی یک مدار مجتمع است، مرحله ای که می تواند به زودی به دستگاه های عیب یابی موج میلی متری دستی با قیمت کمتر از 100 دلار در هر قطعه – کسری از هزینه تشخیصی موجود در بیمارستان – تولید شود. این تیم در حال حاضر برای تجاری سازی فناوری خود کار می کند و امیدوار است ظرف دو سال آینده دستگاه های خود را در اختیار پزشکان قرار دهد.
توسلیان گفت: «مسیر پیش رو روشن است و ما می دانیم که چه کاری باید انجام دهیم. پس از این اثبات مفهوم، ما باید فناوری خود را کوچک کنیم، قیمت را پایین بیاوریم و آن را به بازار بیاوریم.
