麻省理工学院的一个研究团队开发出一种可穿戴超声扫描仪，有望用于更早地检测乳腺癌。
该设备能够检测直径小至2毫米的肿瘤，比乳腺X光检查能够发现肿瘤的时间早得多。
研究人员目前正在临床试验中测试该设备，并希望在不久的将来向公众提供该设备。
该设备的研发可能会对乳腺癌的早期检测产生重大影响，从而有望提高患者的生存率。
乳腺癌在最早期被确诊时，生存率接近100%。然而，对于在较晚期才被发现的肿瘤，这一比率会降至25%左右。
为提高乳腺癌患者的总体生存率，麻省理工学院的研究人员设计了一种可穿戴超声设备，使人们有可能在肿瘤仍处于早期阶段时将其检测出来。尤其对于在两次常规乳腺X光检查之间有较高患乳腺癌风险的患者，该设备可能具有重要价值。
该设备是一种柔性贴片，可以贴附在文胸上，使佩戴者能够沿贴片移动超声探头，从不同角度对乳腺组织进行成像。在这项新研究中，研究人员证明，他们能够获得分辨率可与医学影像中心所用超声探头相媲美的超声图像。
“我们改变了超声技术的外形，使其可以在家中使用。它便携且易于操作，并能提供实时、便于用户使用的乳腺组织监测，”麻省理工学院媒体实验室副教授、该研究的资深作者Canan Dagdeviren表示。
麻省理工学院研究生Wenya Du、研究科学家Lin Zhang、Emma Suh（’23届）以及西安工业大学教授Dabin Lin是论文的第一作者，该论文发表于Science Advances。
世界经济论坛在致力于改善医疗卫生系统方面做了哪些工作？
健康与医疗中心汇聚各方领袖，共同应对全球卫生系统面临的挑战，包括可及性、公平性、韧性和防范准备等方面。
通过可信的对话以及公私合作，该中心帮助合作伙伴围绕共同优先事项达成一致，并推进集体行动，以改善健康结果。
一种可穿戴诊断设备
在这一项目中，Dagdeviren从已故姑母Fatma Caliskanoglu身上获得了灵感。姑母尽管定期接受癌症筛查，仍在49岁时被确诊为晚期乳腺癌，并于六个月后去世。在姑母的病床旁，当时还是麻省理工学院博士后研究员的Dagdeviren草绘了一个诊断设备的粗略示意图，该设备可以嵌入文胸，从而对乳腺癌高风险人群进行更频繁的筛查。
在定期安排的乳腺X光检查之间发生的乳腺肿瘤——即所谓的间期癌——占所有乳腺癌病例的20%至30%，而且这些肿瘤往往比常规检查中发现的肿瘤更具侵袭性。
“我的目标是针对最有可能发生间期癌的人群，”Dagdeviren表示。她的研究团队专注于开发能够贴合身体的可穿戴电子设备。“通过更频繁的筛查，我们的目标是将生存率提高至98%。”
为将她设想的诊断文胸变为现实，Dagdeviren设计了一种小型化超声扫描仪，使用者可以随时进行成像。该扫描仪采用与医学影像中心相同类型的超声技术，但融入了一种新型压电材料，使研究人员得以实现扫描仪的小型化。
为使设备可穿戴，研究人员设计了一种柔性3D打印贴片，其上带有蜂窝状开孔。该贴片借助磁铁可以附着在一款文胸上，文胸上的开口能让超声扫描仪与皮肤接触。超声扫描仪安装在一个小型探头中，该探头可移动至六个不同位置，从而实现对整个乳房的成像。扫描仪还可以旋转，从不同角度拍摄图像，并且操作时无需任何特殊专业知识。
“这项技术为乳腺癌的检测和早期诊断提供了一项基础能力，而这是取得良好结果的关键，”麻省理工学院工程学院院长、Vannevar Bush电气工程与计算机科学教授、该研究作者之一Anantha Chandrakasan表示。“这项工作将充分利用材料、低功耗电路、人工智能算法和生物医学系统方面的进展，显著推动超声研究和医疗设备设计的发展。”
早期检测
研究人员与麻省理工学院临床与转化研究中心合作，在一名人类受试者身上测试了该设备。受试者为一名71岁女性，既往有乳腺囊肿病史。借助这一新设备，研究人员成功检测到了囊肿，其直径小至0.3厘米，相当于早期肿瘤的大小。研究还表明，该设备的分辨率可与传统超声相媲美，并且组织成像深度可达8厘米。
“获得优质且可负担的医疗服务对于早期检测和诊断至关重要。作为一名护士，我目睹过诊断延误所带来的负面后果。这项技术有望通过提供更可靠、更舒适、更不易令人生畏的诊断方式，打破乳腺癌早期检测的诸多障碍，”麻省理工学院临床与转化研究中心护士主任、该研究作者之一Catherine Ricciardi表示。
要查看超声图像，研究人员目前需要将其扫描仪连接到与影像中心所用相同类型的超声设备上。不过，他们目前正在研发一种小型化的成像系统，其大小将接近一部智能手机。
该可穿戴超声贴片可以反复使用。研究人员设想，它可以在家中使用，供乳腺癌高风险且可能从频繁筛查中获益的人群使用。它还可以帮助在无法定期获得筛查服务的人群中诊断癌症。
“乳腺癌是女性中最常见的癌症，且早期发现后是可以治疗的，”同为该研究作者之一、马萨诸塞总医院乳腺癌外科医生Tolga Ozmen表示。“成像和早期检测面临的主要障碍之一，是女性必须前往影像中心的路程。这种贴合身体的超声贴片是一项极具前景的技术，因为它无需女性前往影像中心。”
研究人员希望开发一种工作流程：一旦获得受试者的数据，即可利用人工智能分析图像随时间的变化情况。与依赖放射科医生对相隔数年拍摄的图像进行比对相比，这种方法可能提供更准确的诊断。他们还计划探索将超声技术应用于身体其他部位的扫描。
该研究部分得到了美国国家科学基金会、3M非长期聘用教师奖、Sagol Weizmann-MIT桥梁计划以及麻省理工学院媒体实验室联盟资助的支持。
