为人体量身打造的成像:让胸部和其他成像扫描更加多角度、更加舒适

【川透社全译报道】八分之一的女性将在她的一生中被诊断出乳腺癌。胸部x 光因其使用x射线,其辐射限制了筛查乳腺癌的频率,并且该过程是将乳房组织挤压在两个钢板之间,整个过程不仅不舒服,而且如果乳房内有肿瘤…

2015年,卡纳·达德维伦(Canan Dagdeviren)在麻省理工学院研读博士后期间,她的研究重点是制造能够捕捉生物特征数据的方便、灵活的设备。当她得知她的姑姑法特玛(Fatma)被诊断出患有恶性乳腺癌,她立刻飞往荷兰,陪着姑姑法特码(Fatma)度过她最后的时间。

在姑姑的病床边,达德维伦脑海中迸发出一种想法,研发一款“电子内衣”,将超声波内置其中。这种“电子内衣”可以无时无刻地扫描乳房,并在癌症扩散之前及时发现它们。

这只是在她姑姑病重时期能给她心里一点安慰的一种方式。当达德维伦在姑姑患病后的第二年成为麻省理工学院的一名教员时,这个“电子内衣”的想法仍然经常出现在她的脑海里。如今,她是麻省理工学院媒体实验室媒体与艺术系的助理教授,带领着一个名为“适形解码器”(Conformable Decoders)的研究小组。她的实验室的任务是挖掘、提炼和定义世界的信息编码,包括创造符合身体生理构造和捕获身体数据的电子设备。

由于资金困难和技术障碍,“电子内衣”研发项目延后了六年半。达德维伦和她的团队最终研发了一款可穿戴的、灵活的超声波贴片,这种贴片可以通过磁铁固定在内衣的罩杯上。达德维伦说道,“现在,这项技术不再是纸上的梦想。我可以将它放在女性胸部,时刻观察乳房的健康情况。”

乳腺癌筛查是一项不完美的技术。女性一旦到了四五十岁,胸部x光检查通常每两到三年进行一次。因为它使用的是x射线,其产生的辐射限制了可以进行筛查的频率。筛查过程是将乳房组织挤压在两块钢板之间,这不仅不舒服,而且如果有肿瘤存在,还会使肿瘤变形,使其更难成像。因此对于乳腺组织致密的女性,胸部x光检查也不能很好地发现癌症。

达德维伦和她的团队创造的超声波贴片不仅贴合乳房的形状,还只有手掌大小,并且运用3d打印蜂窝设计,可以捕获乳房的实时数据,还可以直接发送到女性手机上的应用程序(目前,该设备必须连接到超声波仪器上才能查看图像)。达德维伦说,“你甚至可以在喝咖啡的时候获得数据。”制作超声波贴片涉及到超声波技术的小型化,她的团队通过结合一种新型压电材料来实现,这种材料可以将物理压力转化为电能。

八分之一的女性一生中会被诊断出患有乳腺癌。2020年,68.5万人(男性和女性)死于乳腺癌。如果你每天都用这款超声波贴片扫描你的乳房,而不是每两年只有一次筛查,那么,在两年中你可以拥有730个乳房扫描数据来观察自己的乳房是否健康,这个过程有可能更快地发现胸部的恶性肿块。达德维伦表示,该设备每年有可能挽救1200万人的生命。2023年7月,她的团队在《科学进展》杂志上发表了第一篇关于该技术的概念验证论文,证明该扫描仪在一名71岁妇女的乳房中发现直径小至0.3厘米的囊肿。现在他们正准备进行更高难度的试验,达德维伦正计划寻求麻省理工学院女教师的帮助来测试这项技术。

达德维伦并不认为该设备仅限于乳房的扫描,人体的其他部位也可以使用该设备进行检查。当她怀孕的时候,她甚至把它放在她的肚子上,看她的宝宝踢腿。她的计划是,一旦获得美国食品和药物管理局的批准,就创办自己的公司,将这项技术授权给医疗系统。

更重要的是,达德维伦希望这项技术能够提供给像她这样有乳腺癌家族史的高风险女性。她还希望这项技术能覆盖到女性关怀不足的女性群体,比如黑人和棕色人种的女性,以及贫穷国家可能无法进行乳腺癌筛查项目的女性。

归根结底,达德维伦希望让人们都有机会了解自己体内都在发生些什么。“这不是很有趣吗,在如今这个世界里,你对外面的一切了如指掌,却对自己的身体并不是很了解。”【全文完】


来源:《连线》2024年1月2日刊 | 作者:GRACE BROWNE
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