Individuazione precoce del cancro al seno con i raggi X 3D
Un gruppo di ricerca dell'ETH di Zurigo e dell'Istituto Paul Scherrer (PSI), insieme all'Ospedale Cantonale di Baden e all'Ospedale Universitario di Zurigo, vuole migliorare un metodo di diagnosi del cancro al seno.
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![Michal Rawlik (a sinistra), primo autore della pubblicazione, e Marco Stampanoni sperano di poter migliorare significativamente la diagnosi del cancro al seno con il nuovo metodo.](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2023/07/brustkrebs-mit-3-d-roentgen-frueher-erkennen/_jcr_content/articleLeadImage/image.imageformat.carousel.480605191.jpg)
In breve
- Ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Istituto Paul Scherrer (PSI), dell'Ospedale Cantonale di Baden e dell'Ospedale Universitario di Zurigo hanno raggiunto una pietra miliare sulla strada del miglioramento dello screening del cancro al seno.
- I ricercatori hanno dimostrato che i tumori al seno possono essere individuati prima con un nuovo tipo di tomografia computerizzata a raggi X 3D rispetto alla tomografia computerizzata convenzionale.
- La nuova tomografia computerizzata con interferometria a griglia supera in modo significativo il metodo convenzionale in termini di risoluzione e contrasto. Ciò può aumentare le possibilità di guarigione delle donne colpite.
Nel 2020, il cancro al seno è stato il tipo di cancro più comunemente diagnosticato in tutto il mondo, con Chi siamo. Nelle donne, rappresenta circa un quarto di tutti i casi di cancro ed è responsabile del 15,5% dei decessi legati al cancro. Quanto più precoce è la diagnosi e quanto più precoce è l'inizio di un trattamento appropriato, tanto maggiori sono le possibilità di sopravvivenza. I ricercatori di tutto il mondo stanno quindi lavorando per migliorare la diagnosi precoce.
Ora un team di ricercatori dell'Istituto Paul Scherrer (PSI), dell'ETH di Zurigo e dell'Ospedale Cantonale di Baden (KSB) e dell'Ospedale Universitario di Zurigo (USZ) è riuscito a sviluppare ulteriormente la procedura per la diagnosi precoce dei tumori, in modo da ottenere risultati significativamente più affidabili e meno sgradevoli per le pazienti. I ricercatori hanno potenziato la tomografia computerizzata (TC) convenzionale in modo tale da migliorare notevolmente la risoluzione delle immagini a parità di dose di radiazioni.
Ad esempio, i piccoli depositi di calcio, noti come microcalcificazioni, che indicano la presenza di un tumore al seno, possono essere riconosciuti più precocemente rispetto al passato. Questo potrebbe aumentare le possibilità di guarigione per le donne colpite. Secondo gli esperti, la procedura basata sul contrasto di fase a raggi X potrebbe essere presto utilizzata in applicazioni cliniche. "Abbiamo ancora bisogno di un po' di tempo", afferma Marco Stampanoni, capo gruppo di ricerca del PSI e professore di imaging a raggi X all'ETH di Zurigo. "Ma con il nostro lavoro abbiamo raggiunto una pietra miliare sulla strada da percorrere".
Quanto è efficace la mammografia?
Una diagnosi precoce più accurata dei tumori è un passo importante nella lotta contro il cancro al seno. I programmi di screening mammografico sono attualmente utilizzati come strumento di prevenzione in molti Paesi industrializzati. Tuttavia, l'efficacia della mammografia è controversa.
Studi di controllo hanno rilevato che solo il 46% dei casi sospetti individuati durante lo screening sono effettivamente casi di cancro. Un falso allarme può essere molto doloroso per le persone colpite, poiché possono passare due o tre settimane prima che il risultato della biopsia dia il via libera. Secondo gli studi, inoltre, la mammografia trascura il 22% dei casi reali, cullando le persone colpite in un falso senso di sicurezza. Questo è ancora più grave, perché si perde tempo prezioso per il trattamento.
La ragione dei punti deboli menzionati è che anche gli specialisti trovano difficile interpretare le immagini della mammografia. Il tessuto molle del seno offre solo un contrasto limitato nei raggi X. Inoltre, il complicato interno del seno rimane spesso poco chiaro con la fluoroscopia bidimensionale. Per essere accessibile all'esame radiografico, il seno deve essere fortemente compresso. Le pazienti a volte trovano questa operazione scomoda o addirittura dolorosa, motivo per cui alcune donne non si sottopongono allo screening.
I raggi X tridimensionali apportano vantaggi
Con il contrasto di fase a raggi X, i ricercatori migliorano la diagnostica dei tumori con informazioni fisiche aggiuntive. In altre parole, per creare immagini utilizzano informazioni che non vengono prese in considerazione dai raggi X convenzionali. Si tratta dei segnali che emergono quando i raggi vengono rifratti e dispersi dai tessuti biologici.
Questo perché i raggi X non solo vengono attenuati, ma anche rifratti e diffratti quando attraversano strutture di diversa densità. Queste informazioni possono essere utilizzate per migliorare sia il contrasto delle immagini che la loro risoluzione, rendendo più facile l'identificazione degli oggetti più piccoli.
![Vista ingrandita: confronto tra le immagini della tomografia computerizzata convenzionale e le nuove immagini GI-CT](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2023/07/brustkrebs-mit-3-d-roentgen-frueher-erkennen/_jcr_content/wide_content/textimage/image.imageformat.text50percent.1114045454.jpg)
I ricercatori di PSI, l'ETH, KSB e USZ utilizzano un metodo noto alla metrologia fisica: l'interferometria a reticolo (GI). I raggi X non passano solo attraverso l'oggetto da esaminare, ma anche attraverso tre reticoli con una distanza tra le linee di pochi micrometri, che rendono visibili le informazioni aggiuntive. Nella rivista Ottica Il team di Stampanoni ha pubblicato diverse immagini che dimostrano chiaramente i vantaggi della tomografia computerizzata gastrointestinale in termini di risoluzione e contrasto rispetto ai raggi X convenzionali.
La luce radiografica necessaria a questo scopo può essere generata con una sorgente di raggi X convenzionale e corrisponde approssimativamente alla dose di radiazioni che si verifica anche nella tomografia computerizzata convenzionale del seno. "Il nostro obiettivo è ridurre la dose di un fattore da due a tre, mantenendo la stessa risoluzione o aumentandola del 18-45%, in ogni caso rispetto ai raggi X convenzionali", spiega il fisico Micha? Rawlik, primo autore della pubblicazione e membro del team di ricerca guidato da Stampanoni.
Più convenienza nella diagnosi precoce del cancro
Con l'ammissione di Swissmedic, i ricercatori prevedono di iniziare gli studi clinici insieme ai loro partner clinici USZ e KSB entro la fine del 2024, quando dovrebbe essere pronto per l'uso un prototipo del dispositivo necessario, con il quale le pazienti potranno essere esaminate per la prima volta. Secondo Stampanoni, i ricercatori prevedono una durata del progetto di uno o due anni per queste serie di test. "Se tutto andrà come previsto, potranno iniziare lo sviluppo di un dispositivo commerciale e gli studi in cliniche selezionate", afferma il ricercatore.
Il nuovo sviluppo dovrebbe anche migliorare significativamente il comfort del metodo di screening. L'apparecchio sarà costruito in modo tale che la paziente si adagi a pancia in giù su un lettino dotato di incavi nella zona del seno. Al di sotto e protetto dalla paziente si trova il tomografo, il cui dispositivo di misurazione ruota intorno al seno e crea un'immagine tridimensionale.
"Grazie al contrasto di fase a raggi X, è possibile visualizzare i dettagli dei tessuti", aggiunge Rahel Kubik-Huch, direttrice del Dipartimento di Servizi Medici del KSB e responsabile della Radiologia, coinvolta nel lavoro di ricerca. "Questo progetto traslazionale mira a esplorare il potenziale di questa tecnologia nella diagnosi precoce del cancro al seno. Il KSB è molto interessato ad approfondire la cooperazione nel settore della ricerca con il PSI e l'ETH di Zurigo. La speranza è che un giorno le nostre pazienti possano beneficiare di questi progressi". hh
Questa è una versione leggermente modificata di un pagina esternacomunicato stampa,pubblicato dall'Istituto Paul Scherrer (PSI). Werner Siefer è giornalista freelance e autore di saggistica.
Riferimento alla letteratura
Rawlik, M et al. Aumento dell'efficienza della dose della TC del seno con l'interferometria a griglia. Optica, 18.07.2023. DOI: pagina esterna10.1364/OPTICA.487795