Hệ thống mới bao gồm một đầu dò siêu âm nhỏ gắn với một mô-đun thu thập và xử lý dữ liệu, có kích thước lớn hơn một chút so với điện thoại thông minh. Hệ thống này có thể được sử dụng mọi lúc mọi nơi khi kết nối với máy tính xách tay để tái tạo và xem hình ảnh 3D góc rộng trong thời gian thực.

Giám sát thường xuyên

Mặc dù nhiều khối u vú được phát hiện thông qua chụp nhũ ảnh định kỳ (sử dụng tia X), nhưng các khối u cũng có thể phát triển giữa các lần chụp nhũ ảnh hàng năm. Những khối u này, được gọi là ung thư phát sinh giữa các lần chụp, chiếm từ 20 đến 30% tổng số ca ung thư vú, và chúng có xu hướng hung hăng hơn so với những khối u được phát hiện trong các lần chụp định kỳ.

Phát hiện sớm các khối u này là vô cùng quan trọng: Khi ung thư vú được chẩn đoán ở giai đoạn sớm nhất, tỷ lệ sống sót gần như đạt 100%. Tuy nhiên, đối với các khối u được phát hiện ở giai đoạn muộn hơn, tỷ lệ đó giảm xuống còn khoảng 25%.

Đối với một số người, việc siêu âm thường xuyên hơn kết hợp với chụp nhũ ảnh định kỳ có thể giúp tăng số lượng khối u được phát hiện sớm. Hiện nay, siêu âm thường chỉ được thực hiện như một bước kiểm tra bổ sung nếu chụp nhũ ảnh phát hiện bất kỳ vùng nào đáng lo ngại. Máy siêu âm dùng cho mục đích này rất lớn và đắt tiền, và cần kỹ thuật viên được đào tạo chuyên sâu để sử dụng.

Bằng cách tạo ra các hệ thống siêu âm di động và dễ sử dụng hơn, nhóm nghiên cứu của MIT hy vọng sẽ giúp nhiều người hơn có thể tiếp cận việc siêu âm thường xuyên.

Năm 2023, Dagdeviren và các đồng nghiệp đã phát triển một loạt đầu dò siêu âm được tích hợp vào một miếng dán linh hoạt có thể gắn vào áo ngực, cho phép người mặc di chuyển thiết bị theo dõi siêu âm dọc theo miếng dán và chụp ảnh mô vú từ các góc độ khác nhau.

Những hình ảnh 2D đó có thể được kết hợp để tạo ra hình ảnh 3D của mô, nhưng có thể có những khoảng trống nhỏ trong phạm vi bao phủ, dẫn đến việc bỏ sót những bất thường nhỏ. Ngoài ra, hệ thống đầu dò đó phải được kết nối với một máy xử lý hình ảnh truyền thống, đắt tiền, có kích thước bằng tủ lạnh để xem hình ảnh.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu phát triển một hệ thống siêu âm cải tiến có tính di động cao, có thể tạo ra hình ảnh 3D toàn bộ vú bằng cách chỉ quét hai hoặc ba vị trí.

Hệ thống mới mà họ phát triển là một hệ thống thu thập dữ liệu dạng xung (cDAQ) bao gồm một đầu dò siêu âm và một bo mạch chủ xử lý dữ liệu. Đầu dò, nhỏ hơn một chút so với một bộ bài, chứa một mảng siêu âm được sắp xếp theo hình vuông rỗng, cấu hình này cho phép mảng chụp ảnh 3D mô bên dưới.

Dữ liệu này được xử lý bởi bo mạch chủ, có kích thước lớn hơn một chút so với điện thoại thông minh và chỉ có giá khoảng 300 đô la để sản xuất. Tất cả các linh kiện điện tử được sử dụng trong bo mạch chủ đều có sẵn trên thị trường. Để xem hình ảnh, bo mạch chủ có thể được kết nối với máy tính xách tay, do đó toàn bộ hệ thống có tính di động cao.

Hệ thống này cũng tiêu thụ ít điện năng hơn nhiều so với máy siêu âm truyền thống, vì vậy nó có thể được cấp nguồn bằng nguồn điện một chiều 5V (pin hoặc bộ chuyển đổi AC/DC dùng để cắm các thiết bị điện tử nhỏ như modem hoặc loa di động).

Chẩn đoán sớm

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống mới trên một đối tượng là người, một phụ nữ 71 tuổi có tiền sử u nang vú. Họ nhận thấy rằng hệ thống có thể chụp ảnh chính xác các u nang và tạo ra hình ảnh 3D của mô, không có khoảng trống. Hệ thống này có thể chụp ảnh sâu tới 15 cm vào mô và có thể chụp toàn bộ vú từ hai hoặc ba vị trí. Và, vì thiết bị siêu âm nằm trên bề mặt da mà không cần phải ấn vào mô như đầu dò siêu âm thông thường, nên hình ảnh không bị biến dạng.

Nhóm nghiên cứu hiện đang tiến hành một thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn hơn tại Trung tâm Nghiên cứu Lâm sàng và Chuyển dịch của MIT và tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts (MGH). Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu một phiên bản nhỏ hơn nữa của hệ thống xử lý dữ liệu, có kích thước bằng móng tay. Họ hy vọng sẽ kết nối hệ thống này với điện thoại thông minh để hiển thị hình ảnh, giúp toàn bộ hệ thống nhỏ gọn và dễ sử dụng hơn. Họ cũng có kế hoạch phát triển một ứng dụng điện thoại thông minh sử dụng thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) để hướng dẫn bệnh nhân đặt đầu dò siêu âm ở vị trí tốt nhất.

Mặc dù phiên bản hiện tại của thiết bị có thể dễ dàng được điều chỉnh để sử dụng trong phòng khám bác sĩ, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng trong tương lai, một phiên bản nhỏ hơn có thể được tích hợp vào một cảm biến đeo được để những người có nguy cơ cao mắc ung thư vú có thể sử dụng tại nhà.