如果乳腺癌在早期被发现,其生存率接近 100%。如果不是,这个比率会迅速下降到大约 25%。美国 50 岁以上的女性被建议每两年进行一次乳房 X 光检查,但最具侵袭性的肿瘤通常在筛查间隙期出现并被诊断出来。
马萨诸塞理工学院的材料工程师卡南·达格德维伦说,这些“间期”癌症约占所有乳腺癌病例的四分之一,“而且当你被诊断出来时,[可能]为时已晚”。因此,达格德维伦和她的团队开发了一种可穿戴的超声扫描仪,可以在家中用于更早地检测乳腺肿瘤,尤其是在高危人群中。“频繁筛查是生存的关键,”她说。
传统的——而且笨重的——超声扫描仪使用压电材料(将电信号转换为运动)发出穿透身体的声波。较密集的组织会反射更多声音,表明存在肿瘤。达格德维伦说,她和她的团队使用一种新型压电材料,将扫描仪小型化,这种材料性能更好,需要的功率更低。“你可以使用更低的电压,更好地穿透深层组织,”她说。
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研究人员将扫描仪集成到一个可弯曲的蜂窝状 3D 打印贴片中,该贴片可以固定在胸罩中。佩戴者在乳房上的六个不同位置移动扫描仪,扫描仪通过磁铁卡入到位,从而可以重复扫描整个乳房。该扫描仪可以每周或每月使用一次,最近在《科学进展》杂志上进行了描述。
该设备实现了与医疗中心常用的超声扫描仪相当的分辨率,但无需由训练有素的技术人员操作。德克萨斯 A&M 大学工程师 Roozbeh Jafari(未参与这项工作)说:“如果你有一种可穿戴解决方案,个人可以随意使用,你就可以捕获更多数据。” 额外的这些数据可以帮助医生跟踪癌症的发展和治疗的有效性。
达格德维伦开发该设备的灵感来自于她的姑姑在 49 岁时因乳腺癌去世,尽管她定期进行筛查。“为了安慰她,我在她床边画了一个超声波胸罩的草图,”她说。“这只是纸上谈兵,但现在它掌握在我的手中了。” 她和她的同事们相信这项技术可能会产生深远的影响。“通过非常保守的计算,我们发现这项技术有可能在全球范围内每年拯救 1200 万人的生命,”她说。
正在进行临床试验,以争取获得美国食品和药物管理局的批准。该设备仍必须连接到传统的超声波机器才能查看扫描结果,但该团队正在开发一种手机大小的设备来分析和传输数据。Jafari 说:“根据成本,公平的概念也可以得到解决,因为您不再需要为医院环境、医生、护士等付费。” “该设备可用于流动医疗环境、偏远地区和医疗服务不足的社区。”