Un equipo de investigadores del MIT ha desarrollado un escáner de ultrasonido portátil que podría utilizarse para detectar el cáncer de mama en una fase más temprana.
El dispositivo es capaz de detectar tumores de tan solo 2 milímetros, lo que supone una detección mucho más temprana que la que permiten las mamografías.
Los investigadores están realizando actualmente pruebas del dispositivo en ensayos clínicos y esperan ponerlo a disposición del público en un futuro próximo.
El desarrollo de este dispositivo podría tener un impacto importante en la detección temprana del cáncer de mama, lo que podría traducirse en mejores tasas de supervivencia para las pacientes.
Cuando el cáncer de mama se diagnostica en sus fases más tempranas, la tasa de supervivencia es casi del 100 %. Sin embargo, en los tumores detectados en fases posteriores, esa tasa desciende a alrededor del 25 %.
Con la esperanza de mejorar la tasa general de supervivencia de las pacientes con cáncer de mama, los investigadores del MIT han diseñado un dispositivo de ultrasonido portátil que podría permitir a las personas detectar tumores cuando aún se encuentran en fases tempranas. En particular, podría resultar valioso para las pacientes con alto riesgo de desarrollar cáncer de mama entre las mamografías rutinarias.
El dispositivo es un parche flexible que puede fijarse a un sujetador, lo que permite a la usuaria desplazar un rastreador de ultrasonido a lo largo del parche y obtener imágenes del tejido mamario desde distintos ángulos. En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que podían obtener imágenes de ultrasonido con una resolución comparable a la de las sondas de ultrasonido utilizadas en los centros de diagnóstico por imagen.
«Cambiamos el factor de forma de la tecnología de ultrasonido para que pueda utilizarse en el hogar. Es portátil y fácil de usar, y ofrece una monitorización en tiempo real y fácil de usar del tejido mamario», afirma Canan Dagdeviren, profesora asociada del Media Lab del MIT y autora principal del estudio.
Wenya Du, estudiante de posgrado del MIT, Lin Zhang, científica investigadora, Emma Suh ’23, y Dabin Lin, profesor de la Universidad Tecnológica de Xi’an, son los autores principales del artículo, publicado en Science Advances.
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Un diagnóstico portátil
Para este proyecto, Dagdeviren se inspiró en su difunta tía, Fatma Caliskanoglu, a quien se le diagnosticó cáncer de mama en fase avanzada a los 49 años, a pesar de someterse periódicamente a pruebas de detección, y que falleció seis meses después. Junto a la cama de su tía, Dagdeviren, entonces posdoctoranda en el MIT, esbozó un esquema preliminar de un dispositivo de diagnóstico que podría incorporarse a un sujetador y que permitiría realizar cribados más frecuentes a las personas con alto riesgo de cáncer de mama.
Los tumores de mama que se desarrollan entre las mamografías programadas periódicamente, conocidos como cánceres de intervalo, representan entre el 20 y el 30 % de todos los casos de cáncer de mama, y tienden a ser más agresivos que los detectados en las exploraciones rutinarias.
«Mi objetivo es centrarme en las personas con mayor probabilidad de desarrollar un cáncer de intervalo», afirma Dagdeviren, cuyo grupo de investigación se especializa en el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles que se adaptan al cuerpo. «Con cribados más frecuentes, nuestro objetivo es aumentar la tasa de supervivencia hasta el 98 %».
Para hacer realidad su visión de un sujetador de diagnóstico, Dagdeviren diseñó un escáner de ultrasonido miniaturizado que permitiría a la usuaria realizar exploraciones en cualquier momento. Este escáner se basa en el mismo tipo de tecnología de ultrasonido utilizada en los centros de diagnóstico por imagen, pero incorpora un novedoso material piezoeléctrico que permitió a los investigadores miniaturizarlo.
Para que el dispositivo fuera portátil, los investigadores diseñaron un parche flexible impreso en 3D, con aberturas en forma de panal. Mediante imanes, este parche puede fijarse a un sujetador que tiene aberturas que permiten que el escáner de ultrasonido entre en contacto con la piel. El escáner de ultrasonido encaja en un pequeño rastreador que puede desplazarse a seis posiciones diferentes, lo que permite obtener imágenes de toda la mama. El escáner también puede girarse para tomar imágenes desde distintos ángulos y no requiere ninguna pericia especial para su uso.
«Esta tecnología proporciona una capacidad fundamental en la detección y el diagnóstico precoz del cáncer de mama, que es clave para lograr un resultado positivo», afirma Anantha Chandrakasan, decano de la Escuela de Ingeniería del MIT, catedrático Vannevar Bush de Ingeniería Eléctrica e Informática, y uno de los autores del estudio. «Este trabajo supondrá un avance significativo en la investigación sobre ultrasonidos y en el diseño de dispositivos médicos, aprovechando los avances en materiales, circuitos de bajo consumo, algoritmos de IA y sistemas biomédicos».
Detección temprana
En colaboración con el Centro de Investigación Clínica y Traslacional del MIT, los investigadores probaron su dispositivo en un sujeto humano, una mujer de 71 años con antecedentes de quistes mamarios. Con el nuevo dispositivo, los investigadores lograron detectar los quistes, cuyo diámetro era de tan solo 0,3 centímetros, es decir, del tamaño de los tumores en fase temprana. También demostraron que el dispositivo alcanzaba una resolución comparable a la del ultrasonido tradicional y que el tejido puede visualizarse a una profundidad de hasta 8 centímetros.
«El acceso a una atención sanitaria de calidad y asequible es esencial para la detección y el diagnóstico tempranos. Como enfermera, he sido testigo de los efectos negativos de un diagnóstico tardío. Esta tecnología promete eliminar las numerosas barreras para la detección temprana del cáncer de mama, al ofrecer un diagnóstico más fiable, cómodo y menos intimidante», afirma Catherine Ricciardi, directora de enfermería del Centro de Investigación Clínica y Traslacional del MIT y autora del estudio.
Para visualizar las imágenes de ultrasonido, los investigadores deben conectar actualmente su escáner al mismo tipo de equipo de ultrasonido que se utiliza en los centros de diagnóstico por imagen. No obstante, ahora están trabajando en una versión miniaturizada del sistema de imagen que tendría aproximadamente el tamaño de un teléfono inteligente.
El parche de ultrasonido portátil puede utilizarse una y otra vez, y los investigadores prevén que podría emplearse en el hogar por personas con alto riesgo de cáncer de mama que podrían beneficiarse de cribados frecuentes. También podría ayudar a diagnosticar el cáncer en personas que no tienen acceso habitual a los cribados.
«El cáncer de mama es el cáncer más común entre las mujeres y es tratable cuando se detecta a tiempo», afirma Tolga Ozmen, cirujano especializado en cáncer de mama del Hospital General de Massachusetts, que también es autor del estudio. «Uno de los principales obstáculos en la obtención de imágenes y en la detección temprana es el desplazamiento que las mujeres deben realizar hasta un centro de diagnóstico por imagen. Este parche de ultrasonido conformable es una tecnología muy prometedora, ya que elimina la necesidad de que las mujeres se desplacen a un centro de diagnóstico por imagen».
Los investigadores esperan desarrollar un flujo de trabajo para que, una vez recogidos los datos de una sujeto, pueda utilizarse la inteligencia artificial para analizar cómo cambian las imágenes con el tiempo, lo que podría ofrecer diagnósticos más precisos que confiar en la evaluación de un radiólogo que compara imágenes tomadas con años de diferencia. También planean explorar la adaptación de la tecnología de ultrasonido para escanear otras partes del cuerpo.
La investigación fue financiada, en parte, por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, un premio 3M para profesorado no titular, el programa Sagol Weizmann-MIT Bridge y la financiación del consorcio del MIT Media Lab.
