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Quando o câncer de mama é diagnosticado nos estágios iniciais, a taxa de sobrevivência é de quase 100%. No entanto, para tumores detectados em estágios posteriores, essa taxa cai para cerca de 25%.
Na esperança de melhorar a taxa de sobrevivência geral de pacientes com câncer de mama, os pesquisadores do MIT projetaram um dispositivo de ultrassom vestível que pode permitir que as pessoas detectem tumores quando ainda estão em estágios iniciais. Em particular, pode ser valioso para pacientes com alto risco de desenvolver câncer de mama entre as mamografias de rotina.
O dispositivo é um adesivo flexível que pode ser preso a um sutiã, permitindo que o usuário mova um rastreador de ultrassom ao longo do adesivo e visualize o tecido mamário de diferentes ângulos. No novo estudo, os pesquisadores mostraram que podem obter imagens de ultrassom com resolução comparável à das sondas de ultrassom usadas em centros de imagens médicas.
“Mudamos o fator de forma da tecnologia de ultrassom para que ela possa ser usada em sua casa. É portátil e fácil de usar e fornece monitoramento em tempo real e fácil de usar do tecido mamário”, diz Canan Dagdeviren, professor associado em Media Lab do MIT e autor sênior do estudo.
A estudante de pós-graduação do MIT Wenya Du, a pesquisadora Lin Zhang, Emma Suh ’23 e Dabin Lin, professor da Xi’an Technological University, são os principais autores do artigo, que aparece hoje na Avanços da Ciência.
Um diagnóstico vestível
Para este projeto, Dagdeviren se inspirou em sua falecida tia, Fatma Caliskanoglu, que foi diagnosticada com câncer de mama em estágio avançado aos 49 anos, apesar de fazer exames regulares de câncer, e faleceu seis meses depois. Ao lado da cama de sua tia, Dagdeviren, então pós-doutora no MIT, elaborou um esboço esquemático de um dispositivo de diagnóstico que poderia ser incorporado a um sutiã e permitiria uma triagem mais frequente de mulheres com alto risco de câncer de mama.
Os tumores de mama que se desenvolvem entre as mamografias programadas regularmente – conhecidos como cânceres de intervalo – representam 20 a 30 por cento de todos os casos de câncer de mama, e esses tumores tendem a ser mais agressivos do que os encontrados durante exames de rotina.
“Meu objetivo é atingir as pessoas com maior probabilidade de desenvolver câncer de intervalo”, diz Dagdeviren, cujo grupo de pesquisa é especializado no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos vestíveis que se adaptam ao corpo. “Com exames mais frequentes, nosso objetivo é aumentar a taxa de sobrevivência para até 98%”.
Para tornar realidade sua visão de um sutiã de diagnóstico, Dagdeviren projetou um scanner de ultrassom miniaturizado que poderia permitir que o usuário realizasse imagens a qualquer momento. Este scanner é baseado no mesmo tipo de tecnologia de ultrassom usada em centros de imagens médicas, mas incorpora um novo material piezoelétrico que permitiu aos pesquisadores miniaturizar o scanner de ultrassom.
Para tornar o dispositivo vestível, os pesquisadores projetaram um patch flexível impresso em 3D, que possui aberturas semelhantes a favos de mel. Usando ímãs, esse patch pode ser preso a um sutiã que possui aberturas que permitem que o scanner de ultrassom entre em contato com a pele. O scanner de ultrassom se encaixa dentro de um pequeno rastreador que pode ser movido para seis posições diferentes, permitindo que toda a mama seja examinada. O scanner também pode ser girado para obter imagens de diferentes ângulos e não requer nenhum conhecimento especial para operar.
“Esta tecnologia fornece uma capacidade fundamental na detecção e diagnóstico precoce do câncer de mama, que é a chave para um resultado positivo”, diz Anantha Chandrakasan, reitora da Escola de Engenharia do MIT, professora de Vannevar Bush de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação, e uma das dos autores do estudo. “Este trabalho avançará significativamente na pesquisa de ultrassom e nos projetos de dispositivos médicos, aproveitando os avanços em materiais, circuitos de baixa potência, algoritmos de IA e sistemas biomédicos”.
Detecção precoce
Trabalhando com o Centro de Pesquisa Clínica e Translacional do MIT, os pesquisadores testaram seu dispositivo em um ser humano, uma mulher de 71 anos com histórico de cistos mamários. Usando o novo dispositivo, os pesquisadores foram capazes de detectar os cistos, que tinham apenas 0,3 centímetros de diâmetro – o tamanho de tumores em estágio inicial. Eles também mostraram que o dispositivo alcançou resolução comparável à do ultrassom tradicional, e o tecido pode ser visualizado a uma profundidade de até 8 centímetros.
“O acesso a cuidados de saúde acessíveis e de qualidade é essencial para a detecção e diagnóstico precoces. Como enfermeira, testemunhei os resultados negativos de um diagnóstico tardio. diagnóstico confiável, confortável e menos intimidador”, diz Catherine Ricciardi, diretora de enfermagem do Centro de Pesquisa Clínica e Translacional do MIT e autora do estudo.
Para ver as imagens de ultrassom, os pesquisadores atualmente precisam conectar seu scanner ao mesmo tipo de aparelho de ultrassom usado nos centros de imagem. No entanto, eles agora estão trabalhando em uma versão miniaturizada do sistema de imagem que seria do tamanho de um smartphone.
O adesivo de ultrassom vestível pode ser usado repetidamente, e os pesquisadores prevêem que ele pode ser usado em casa por pessoas com alto risco de câncer de mama e que podem se beneficiar de exames frequentes. Também pode ajudar a diagnosticar o câncer em pessoas que não têm acesso regular à triagem.
“O câncer de mama é o câncer mais comum entre as mulheres e é tratável quando detectado precocemente”, diz Tolga Ozmen, cirurgiã de câncer de mama do Hospital Geral de Massachusetts, que também é autora do estudo. “Um dos principais obstáculos na geração de imagens e na detecção precoce é o trajeto que as mulheres precisam fazer até um centro de imagem. Este adesivo de ultrassom adaptável é uma tecnologia altamente promissora, pois elimina a necessidade de as mulheres se deslocarem até um centro de imagem”.
Os pesquisadores esperam desenvolver um fluxo de trabalho para que, uma vez coletados os dados de um indivíduo, a inteligência artificial possa ser usada para analisar como as imagens mudam ao longo do tempo, o que poderia oferecer diagnósticos mais precisos do que depender da avaliação de um radiologista comparando imagens tiradas com anos de intervalo. . Eles também planejam explorar a adaptação da tecnologia de ultrassom para escanear outras partes do corpo.
A pesquisa foi financiada, em parte, pela National Science Foundation, um 3M Non-Tenured Faculty Award, o Sagol Weizmann-MIT Bridge Program e o MIT Media Lab Consortium Funding
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