Como todos sabemos, el cáncer de ovario es el más mortal de todos los tumores malignos ginecológicos, cuando el cáncer de ovario se detecta en una etapa más temprana y localizada, la cirugía y la quimioterapia pueden curar alrededor del 70 al 90% de las pacientes en comparación con solo el 20% o menos cuando se diagnostica en las etapas posteriores. Y se sabe que los métodos estándar de atención actuales tienen una sensibilidad más baja para la detección temprana del cáncer de ovario. Además, los métodos de atención estándar tienen una especificidad muy baja para la evaluación precisa del riesgo de lesiones anexiales ováricas, lo que lleva a cirugías innecesarias, por lo que con posibles complicaciones quirúrgicas y el costo significativo de la atención médica.
Por lo tanto, se necesita nuestra tecnología sensible a la detección temprana del cáncer de ovario y específica para el diagnóstico preciso de las lesiones anexiales ováricas. La tomografía fotoacústica o PAT ilumina con luces infrarrojas cercanas en longitudes de onda específicas y es absorbida selectivamente por la hemoglobina oxigenada y desoxigenada. La onda fotoacústica generada a partir de la absorción de luz puede mapear el contraste de hemoglobina, y esto puede ser corregistrado a estructuras anatómicas fotografiadas por ultrasonido coregistrado.
La concentración total de hemoglobina y la saturación de oxígeno proporcionan información funcional sobre la vascularización tisular y el consumo de oxígeno. Dado que las lesiones malignas generalmente tienen una hemoglobina total más alta y una menor saturación de oxígeno, estas dos variables independientes pueden ayudar a detectar los cánceres de ovario antes y diferenciar las lesiones anexiales ováricas malignas de las benignas con precisión para mejorar las recomendaciones de manejo quirúrgico. Y hemos obtenido el piloto de datos de pacientes y el resultado ha demostrado que la imagen fotoacústica coregistrada combinada con ultrasonido transvaginal y biomarcador sanguíneo de cáncer de ovario CA 125 en realidad puede diagnosticar lesiones anexiales ováricas.
Nuestros datos piloto también muestran evidencia de que las imágenes fotoacústicas coregistradas pueden detectar cánceres de ovario y trompas de Falopio en etapa temprana. Y la fotoacústica y el ultrasonido coregistrados se han aplicado a la detección y el diagnóstico de cáncer de mama, cáncer de piel, cáncer de tiroides, cáncer de cuello uterino, cáncer de próstata y cáncer colorrectal. Sin embargo, las sondas de imagen varían dependiendo de la ventana de imágenes de diferentes órganos.
El primer sistema comercial de imágenes mamarias fotoacústicas y de ultrasonido coregistrado está disponible en Sino Medical Instrument. Esperamos que haya más sistemas de ultrasonido fotoacústico coregistrados comerciales disponibles en el mercado. Sin embargo, las sondas de imágenes fotoacústicas y de ultrasonido transvaginales deberán diseñarse especialmente para obtener imágenes de pacientes.
Para comenzar, expanda el rayo láser divergiendo primero el haz con una lente cóncava plana y luego colimando el haz con una lente convexa plana. Use dos espejos para dirigir el haz hacia un divisor de haz. Divida el haz original en dos con un divisor de haz polarizador y luego divida los dos haces con dos divisores de haz de segunda etapa más.
De esta manera, el rayo láser expandido se dividirá en cuatro haces con la misma energía. Monte cuatro fibras ópticas multimodo con mandriles de fibra y use cuatro lentes convexas planas para enfocar los cuatro rayos láser en las cuatro fibras. Cubra todos los componentes ópticos debajo de una caja metálica para asegurarse de que la trayectoria óptica no esté expuesta.
Conecte un monitor adicional al ultrasonido clínico programable o al sistema de ultrasonido para ejecutar el software de visualización PATUS para la visualización en tiempo real de la hemoglobina total relativa, los mapas de saturación de oxígeno en sangre y otros parámetros funcionales. Luego, conecte el disparador interno del láser al disparador externo del sistema de ultrasonido y adquiera secuencialmente cinco cuadros PAT consecutivos y un marco de ultrasonido coregistrado. Para calibrar el sistema, ajuste la energía de la bomba láser a un nivel fijo.
Y para cada longitud de onda, verifique la salida de energía por pulso en cada punta de fibra para asegurarse de que la densidad de energía calculada en cada longitud de onda seleccionada esté en el valor esperado. Para preparar el sistema de imágenes PATUS, encienda el sistema de ultrasonido clínico e inicie el software del sistema de ultrasonido. Pulse el botón del transductor en el panel de control de la máquina de ultrasonido para abrir la pantalla de selección del transductor.
A continuación, seleccione el transductor de ultrasonido correcto. Calibre el sistema láser e introduzca la energía de pulso total para cada longitud de onda en el software de visualización PATUS. Ensamble la sonda PATUS encerrando las fibras y la sonda dentro de la funda de la sonda.
Para obtener imágenes, ajuste la posición del transductor PATAS. Un objetivo hipoecoico aparece lentamente en el centro de la exploración B. A continuación, seleccione la profundidad deseada en el software de control PATUS y haga clic en escanear en el software de control para iniciar la adquisición de datos en modo B PATUS coregistrada.
Vea el software de visualización de imágenes PATUS para revisar el ultrasonido coregistrado y las imágenes en modo PAT B en tiempo real. Los datos de PA de longitud de onda única se muestran en la parte superior del ultrasonido a medida que se adquieren. Repita los pasos para adquirir más imágenes y, si es necesario, tome una imagen de la segunda lesión.
Una vez que se completa la adquisición de datos, el software de visualización PATUS recibe un disparador para reconstruir los mapas funcionales. Aquí, el panel izquierdo muestra la ecografía B-scan, mientras que el panel derecho muestra la hemoglobina total relativa superpuesta con ultrasonido coregistrado. Seleccione una región de interés o ROI, aquí el ovario objetivo, para calcular el mapa de SO2 dentro del ROI.
Esta imagen muestra a una mujer premenopáusica de 50 años con masas anexiales multiquísticas bilaterales reveladas por TC mejorada con contraste. Aquí se muestra la imagen ecográfica de los anexos izquierdos con la región de interés o ROI que marca el nódulo sólido sospechoso dentro de la lesión quística. El mapa de hemoglobina total relativa PAT se superpuso al ultrasonido. La hemoglobina total relativa mostró una extensa distribución vascular difusa en el rango de profundidad de un centímetro a cinco centímetros y el nivel fue alto en 17.1.
La distribución de la saturación de oxígeno en sangre se superpuso a la ecografía y el nivel fue bajo en un valor medio de 46,4%La patología quirúrgica reveló el adenocarcinoma endometrioide bien diferenciado de los ovarios derecho e izquierdo. La profundidad estaba marcada en el lado derecho de las imágenes de escaneo B. Esta figura muestra una mujer de 46 años con lesiones quísticas bilaterales.
Aquí se muestra la ecografía del ovario derecho con un quiste simple que mide 4,2 centímetros de diámetro máximo. El mapa de hemoglobina total relativa PAT superpuesto a la ecografía coregistrada muestra señales de dispersión en el lado izquierdo de la lesión con un nivel promedio bajo de 4.8. El mapa de saturación de oxígeno en sangre reveló mayor contenido de saturación de oxígeno de 67,5%La patología quirúrgica reveló un ovario derecho normal con quistes foliculares.
Para cada longitud de onda, mida la producción total de energía en las cuatro puntas de fibra y compárelas con un registro anterior. Si la medición es más de un milijulio menor que el registro, ajuste la óptica para maximizar el acoplamiento de energía. PAT in vivo utilizando un sistema de ultrasonido clínico aprobado por la FDA es un paso importante en la traducción clínica de PAT.
En comparación con las imágenes ex vivo, las imágenes humanas in vivo presentan nuevos desafíos en la adquisición de datos. Los datos clínicos de PAT se pueden utilizar aún más para la investigación de diagnóstico asistido por computadora. Nuestro desarrollo tecnológico y el prometedor resultado del estudio piloto del paciente inspiran a los investigadores y las empresas a explorar la capacidad total de la fotoacústica y el ultrasonido coregistrados para la detección temprana del cáncer de ovario y para la gestión del riesgo quirúrgico.
