Científicos del MIT crean revolucionario escáner portátil para detectar antes el cáncer de mama

Cuando el cáncer de mama se diagnostica en las primeras etapas, la tasa de supervivencia es casi del 100 por ciento. Sin embargo, para los tumores detectados en etapas posteriores, esa tasa se reduce a alrededor del 25 por ciento.

Con la esperanza de mejorar la tasa de supervivencia general de los pacientes con cáncer de mama, los investigadores del MIT han diseñado un dispositivo de ultrasonido portátil que podría permitir a las personas detectar tumores cuando aún se encuentran en etapas tempranas. En particular, podría ser valioso para pacientes con alto riesgo de desarrollar cáncer de mama entre mamografías de rutina.

El dispositivo es un parche flexible que se puede unir a un sostén, lo que permite al usuario mover un rastreador de ultrasonido a lo largo del parche y obtener imágenes del tejido mamario desde diferentes ángulos.

En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que podían obtener imágenes de ultrasonido con una resolución comparable a la de las sondas de ultrasonido utilizadas en los centros de imágenes médicas.

“Cambiamos el factor de forma de la tecnología de ultrasonido para que pueda usarse en su hogar. Es portátil y fácil de usar, y proporciona un control del tejido mamario fácil de usar y en tiempo real”, dijo en un comunicado Canan Dagdeviren, profesor asociado en el Media Lab del MIT y autor principal del estudio.

La estudiante de posgrado del MIT Wenya Du, la científica investigadora Lin Zhang, Emma Suh ‘23 y Dabin Lin, profesor de la Universidad Tecnológica de Xi’an, son los autores principales del artículo, publicado en Science Advances.

Para este proyecto, Dagdeviren se inspiró en su difunta tía, Fatma Caliskanoglu, a quien se le diagnosticó cáncer de mama en etapa avanzada a los 49 años, a pesar de someterse a exámenes regulares de cáncer, y falleció seis meses después.

Junto a la cama de su tía, Dagdeviren, entonces estudiante de postdoctorado en el MIT, elaboró un esquema aproximado de un dispositivo de diagnóstico que podría incorporarse a un sostén y permitiría una detección más frecuente de personas con alto riesgo de cáncer de mama.

Los tumores de mama que se desarrollan entre las mamografías programadas regularmente, conocidos como cánceres de intervalo, representan del 20 al 30 por ciento de todos los casos de cáncer de mama, y estos tumores tienden a ser más agresivos que los que se encuentran durante las exploraciones de rutina.

“Mi objetivo es dirigirme a las personas que tienen más probabilidades de desarrollar cáncer de intervalo”, dijo Dagdeviren, cuyo grupo de investigación se especializa en desarrollar dispositivos electrónicos portátiles que se adaptan al cuerpo. “Con exámenes de detección más frecuentes, nuestro objetivo es aumentar la tasa de supervivencia hasta en un 98 por ciento”.

Para hacer realidad su visión de un sostén de diagnóstico, Dagdeviren diseñó un escáner de ultrasonido miniaturizado que podría permitir al usuario realizar imágenes en cualquier momento. Este escáner se basa en el mismo tipo de tecnología de ultrasonido que se usa en los centros de imágenes médicas, pero incorpora un material piezoeléctrico novedoso que permitió a los investigadores miniaturizar el escáner de ultrasonido.

Para hacer que el dispositivo se pueda llevar puesto, los investigadores diseñaron un parche flexible impreso en 3D, que tiene aberturas en forma de panal. Usando imanes, este parche se puede unir a un sostén que tiene aberturas que permiten que el escáner de ultrasonido entre en contacto con la piel. El escáner de ultrasonido cabe dentro de un pequeño rastreador que se puede mover a seis posiciones diferentes, lo que permite obtener imágenes de todo el seno. El escáner también se puede girar para tomar imágenes desde diferentes ángulos y no requiere ninguna experiencia especial para operar.

“Esta tecnología proporciona una capacidad fundamental en la detección y el diagnóstico temprano del cáncer de mama, que es clave para un resultado positivo”, dijo Anantha Chandrakasan, decana de la Escuela de Ingeniería del MIT, profesora Vannevar Bush de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, y una de los autores del estudio. “Este trabajo avanzará significativamente en la investigación de ultrasonido y los diseños de dispositivos médicos, aprovechando los avances en materiales, circuitos de baja potencia, algoritmos de IA y sistemas biomédicos”.

Trabajando con el Centro de Investigación Clínica y Traslacional del MIT, los investigadores probaron su dispositivo en un sujeto humano, una mujer de 71 años con antecedentes de quistes mamarios.

Usando el nuevo dispositivo, los investigadores pudieron detectar los quistes, que eran tan pequeños como 0,3 centímetros de diámetro, el tamaño de los tumores en etapa temprana. También demostraron que el dispositivo logró una resolución comparable a la del ultrasonido tradicional, y que se pueden obtener imágenes del tejido a una profundidad de hasta 8 centímetros.

“El acceso a una atención médica asequible y de calidad es esencial para la detección y el diagnóstico tempranos. Como enfermera, he sido testigo de los resultados negativos de un diagnóstico tardío. Esta tecnología promete romper las muchas barreras para la detección temprana del cáncer de mama al proporcionar un diagnóstico más confiable, cómodo y menos intimidante”, dijo Catherine Ricciardi, directora de enfermería del Centro de Investigación Clínica y Traslacional del MIT y autora del estudio.

Para ver las imágenes de ultrasonido, los investigadores actualmente tienen que conectar su escáner al mismo tipo de máquina de ultrasonido que se usa en los centros de imágenes. Sin embargo, ahora están trabajando en una versión miniaturizada del sistema de imágenes que sería del tamaño de un teléfono inteligente.

El parche de ultrasonido portátil se puede usar una y otra vez, y los investigadores prevén que las personas que tienen un alto riesgo de cáncer de mama podrían usarlo en casa y podrían beneficiarse de las pruebas de detección frecuentes. También podría ayudar a diagnosticar el cáncer en personas que no tienen acceso regular a exámenes de detección.

“El cáncer de mama es el cáncer más común entre las mujeres, y es tratable cuando se detecta temprano”, dijo Tolga Ozmen, cirujana de cáncer de mama en el Hospital General de Massachusetts, quien también es autora del estudio. “Uno de los principales obstáculos en el diagnóstico por imágenes y la detección temprana es el viaje que las mujeres deben hacer para llegar a un centro de diagnóstico por imágenes. Este parche de ultrasonido conformable es una tecnología muy prometedora, ya que elimina la necesidad de que las mujeres viajen a un centro de imágenes”.

Los investigadores esperan desarrollar un flujo de trabajo para que una vez que se recopilan los datos de un sujeto, la inteligencia artificial se pueda usar para analizar cómo cambian las imágenes con el tiempo, lo que podría ofrecer diagnósticos más precisos que confiar en la evaluación de un radiólogo comparando imágenes tomadas con años de diferencia. . También planean explorar la adaptación de la tecnología de ultrasonido para escanear otras partes del cuerpo.

La investigación fue financiada, en parte, por la Fundación Nacional de Ciencias, un Premio de Facultad No Titular de 3M, el Programa Puente Sagol Weizmann-MIT y la Financiación del Consorcio del Laboratorio de Medios del MIT.