Войти
. Лазерная компьютерная томография маммография (CTLM ) является товарным знаком компании (IDSI, United State) за его метод оптической томографии для визуализации женской груди.
Этот метод медицинской визуализации использует лазерную энергию в ближней инфракрасной области спектра для обнаружения ангиогенеза в ткани груди. Это оптическая молекулярная визуализация гемоглобина как оксигенированного, так и деоксигенированного. В технологии используется лазер так же, как в компьютерной томографии используются рентгеновские лучи: эти лучи проходят через ткани и подвергаются затуханию.
Лазерный детектор измеряет падение интенсивности, и данные собираются, когда лазерный детектор перемещается по груди, создавая томографическое изображение. Изображения CTLM показывают распределение гемоглобина в ткани и могут обнаруживать области ангиогенеза, окружающие злокачественные опухоли, которые стимулируют этот ангиогенез для получения питательных веществ для роста..
Рак груди поражает каждую восьмую женщину, и примерно 27% людей живут не менее пяти лет. лет после того, как ему поставили диагноз рака стадии IV согласно Национальному институту рака. Маммография - это наиболее часто используемый метод выявления рака, но у него есть три основных недостатка. Первый - это ионизирующее излучение. Так как маммография использует рентгеновские лучи низкой энергии для визуализации груди, грудь подвергается ионизирующему излучению. Слишком частое повторное воздействие может повысить риск рака в будущем. Второй недостаток - неточность. Маммография имеет низкую специфичность, и это может привести к ложноположительным результатам, которые выявляют аномалии, которые никогда не вызывают симптомов или смерти, а также ложноотрицательные результаты, особенно в плотной ткани груди, когда особенно трудно обнаружить опухоли. От 60 до 80 из каждых 100 биопсий, выполненных после маммографии, фактически не указывают на рак. И, наконец, боль - главный недостаток маммографии. 23-95% испытывают дискомфорт, а боль является значительным препятствием для повторного посещения обследований.
CTLM поэтому был разработан как альтернатива рентгеновской маммографии. Его технология основана на двух важных принципах:
Неоваскуляризация - это естественное образование новых кровеносных сосудов.
В конечном итоге у этой развивающейся технологии есть множество преимуществ. Это быстро, занимает всего 15-20 минут на один снимок, и он использует неионизирующий ближний инфракрасный свет, что позволяет пациентам делать повторные снимки. Он также подвешивает грудь, что предотвращает боль при визуализации.
В настоящее время он проходит одобрение FDA и предлагается в качестве дополнения к маммографии..
CTLM не является -инвазивная практическая система, использующая распространение лазерного излучения в ближней инфракрасной области через ткань для оценки ее оптических свойств. Он основан на двух основных принципах: различные компоненты ткани обладают уникальными характеристиками рассеяния и поглощения для каждой длины волны, а рост злокачественной опухоли требует неоваскуляризации, чтобы вырасти до размера более 2 мм. В новых формирующихся опухолях кровоток увеличивается, и CTLM затем ищет высокую концентрацию гемоглобина (ангиогенез) в груди, которая является структурно и функционально аномальной, и обнаруживает неоваскуляризацию, которая может быть скрыта на изображениях маммографии, особенно в плотной груди. Эту неоваскуляризацию, которая приводит к увеличению объема гемоглобина в ограниченном пространстве, можно визуализировать с помощью измерений поглощения лазерного света. Злокачественные поражения будут обнаружены на основе их более высокого оптического ослабления по сравнению с окружающей тканью, что в основном связано с увеличением поглощения света из-за более высокого содержания в них гемоглобина.
Устройство CTLM использует лазерный диод, а не излучает лазерный свет на длине волны 808 нм в спектре NIR, который соответствует точке кроссовера сильного поглощения как оксигенированного, так и деоксигенированного гемоглобина. На этой длине волны вода, жир и кожа могут лишь слабо поглощать свет, что мало влияет на сбор данных. Луч лазера 808 нм может проникать в ткань груди любой плотности и, таким образом, может одинаково хорошо работать при обследовании и визуализации чрезвычайно плотной и неоднородной ткани груди. CTLM ищет области с высокой абсорбцией, где наблюдается высокая концентрация гемоглобина, указывающая на богатую сеть кровеносных сосудов или ангиогенез. Область ангиогенеза обычно намного больше, чем сама опухоль, и, следовательно, CTLM может обнаруживать небольшие опухоли, которые иногда невидимы при использовании других методов визуализации, таких как маммография. Однако рассеяние фотонов в ткани, хотя и безопасно, может создать проблему при прогнозировании пути света в ткани из-за рассеяния. Чтобы решить эту проблему, система CTLM использует большое количество положений источника и детектора, чтобы учесть диффузионное приближение распространения света в ткани и показать местоположение повышенной васкуляризации в груди.
Данные получение CTLM очень похоже на стандартную компьютерную томографию. Основное отличие состоит в том, что CTLM использует свет, а не рентгеновские лучи, для получения изображений. Пациент лежит на мягком столе в положении лежа с одной грудью, подвешенной в камере сканирования, и ничто не соприкасается с подвесной грудью. Грудь окружена блоком лазерного источника-детектора, который состоит из колодца, содержащего два кольца с 84 детекторами в каждом, и один лазер, установленный на круглой платформе. Этот рабочий массив CTLM-устройства вращается на 360 градусов вокруг груди и выполняет приблизительно 16 000 измерений поглощения на срез. Затем он опускается для сканирования следующего уровня после каждого поворота, создавая на каждом шаге срез толщиной 2 или 4 мм, в зависимости от размера груди. Всего было получено не менее 10 срезов, а продолжительность исследования составляла от 10 до 15 минут для пациента среднего размера.
Реконструкция изображений CTLM выполняется послойно. Прямая модель, оценка среднего оптического поглощения, вычисляется для каждого среза с использованием диффузионного приближения уравнения переноса. Затем его сравнивают с компьютерным томографическим измерением веерным пучком поглощающих возмущений в срезе. Эти данные возмущения затем реконструируются в изображения срезов с использованием сильно модифицированного патентованного алгоритма фильтрованной обратной проекции, который преобразует данные веерного луча в синографию. Он также корректирует геометрические искажения из-за взаимодействия большого количества света и ткани и компенсирует пространственно изменяющийся эффект размытия, типичный для диффузного оптического изображения.
Визуализация 3D-изображений доступна сразу после сбора данных. Области, содержащие хорошо перфузионные структуры с высокой концентрацией гемоглобина, визуализируются белым или светло-зеленым цветом, а области без васкуляризации - тускло-зеленым или черным. Математические алгоритмы реконструируют трехмерные полупрозрачные изображения, которые можно вращать вдоль любой оси в реальном времени. В трехмерном пространстве изображения анализируются в двух разных проекциях: проекции максимальной интенсивности (MIP) и проекции спереди назад (FTB), также известной как режим визуализации поверхности. Эти два комбинированных режима используются для оценки паттернов васкуляризации и отличия нормального сосуда от аномальной васкуляризации. Хотя некоторые доброкачественные поражения также демонстрировали ангиогенез, повышенная абсорбция наблюдалась значительно чаще при злокачественных, чем при доброкачественных поражениях. Исследования показали, что форма и текстура ангиогенеза на CTLM-изображениях являются важными характеристиками для дифференциации злокачественных или доброкачественных образований. Система компьютерной диагностики, содержащая три основных этапа, интересующий объем (VOI), выделение признаков и классификацию, используется для повышения эффективности работы радиолога при интерпретации изображений CTLM. Для извлечения VOI была реализована техника трехмерной нечеткой сегментации..
Предлагаются три независимых изображения: коронарный, сагиттальный и поперечный. Эти виды также могут образовывать составное 3D-изображение. Поскольку сосудистая сеть груди расположена радиально, сосуды увеличиваются при параллельном изображении, но сужаются при перпендикулярном виде. К изображению применяется обратный коэффициент, так что области с высокой сосудистой сетью кажутся белыми на изображении, в то время как черные области являются относительно бессосудистыми сегментами. Доброкачественные образования и имплантаты обычно не визуализируются.
CTLM предлагает два режима реконструкции: реконструкция спереди назад и проекция максимальной интенсивности. Эти два режима используются для оценки паттернов васкуляризации, чтобы определить, имеют ли изображения нормальную или ненормальную васкуляризацию. Кроме того, поскольку новая сосудистая сеть опухоли не ограничивается анатомической границей опухоли, CTLM также выявляет все задействованные артерии и области повышенного кровообращения. Это преимущество для выявления очень маленьких опухолей..
Др. Эрик Милн провел небольшое локализованное исследование с использованием CTLM в качестве дополнения к маммографии, и он обнаружил, что из 122 случаев количество необходимых биопсий уменьшилось с 89 до 47. Кроме того, чувствительность CTLM равна чувствительности маммографии, но гораздо выше. специфичность..
Imaging Diagnostic Systems - компания из Флориды, которая создала устройство для визуализации CTLM. Однако в 2011 году он был классифицирован как медицинское изделие класса III и все еще находится на стадии утверждения.
В CTLM используется лазер ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны ~ 808 нм, которому не препятствует плотная ткань груди. Чувствительность маммографии, CTLM и маммографии + CTLM составила 34,4%, 74,4% и 81,57% соответственно среди чрезвычайно плотных грудей и 68,29%, 85,00% и 95,34% соответственно среди неоднородно плотных грудей. Комбинация CTLM и маммографии позволяет различать доброкачественные и злокачественные опухоли с более высокой точностью..