Кіріспе
Медициналық бейнелеу техникасы Компьютерлік томографиялық лазерлік маммография (CTLM) - Imaging Diagnostic Systems, Inc. (IDSI, АҚШ) компаниясының әйелдердің кеуделерін бейнелеу үшін оптикалық томографиялық техникасы. Бұл медициналық бейнелеу техникасы сүт тініндегі ангиогенезді анықтау үшін спектрдің жақын инфрақызыл аймағындағы лазерлік энергияны қолданады. Бұл - гемоглобиннің молекулалық визуализациясы, ол оттегімен және оттегісіз. Технология лазерді компьютерлік томографиядағыдай рентген сәулелерін пайдаланады; сәулелер тіндер арқылы өтеді және әлсірейді. Лазерлік детектор қарқындылық төмендеуін өлшейтін болады және лазерлік детектордың кеуде бойымен қозғалуынан алынған мәліметтер томографиялық суретті жасайды. CTLM суреттері тіндегі гемоглобиннің таралуын көрсетеді және қатерлі ісіктерді қоршаған ангиогенез аймақтарын анықтауға мүмкіндік береді, бұл ангиогенезді өсімге қажетті қоректік заттарды алуға ынталандырады.
Computed tomography laser mammography (CTLM) is the trademark of Imaging Diagnostic Systems, Inc. (IDSI, United States) for its optical tomographic technique for female breast imaging. This medical imaging technique uses laser energy in the near infrared region of the spectrum to detect angiogenesis in the breast tissue. It is optical molecular imaging for hemoglobin, both oxygenated and deoxygenated. The technology uses laser in the same way computed tomography uses X rays; the beams travel through tissue and suffer attenuation. A laser detector measures the intensity drop and the data is collected as the laser detector moves across the breast creating a tomography image. CTLM images show hemoglobin distribution in a tissue and can detect areas of angiogenesis surrounding malignant tumors, that stimulate this angiogenesis to obtain nutrients for growth.
Тарих
Ұлттық онкологиялық институттың мәліметінше, сүт безі қатерлі ісігі 8 әйелдің 1-іне әсер етеді және шамамен 27% адам IV сатыдағы қатерлі ісігі анықталғаннан кейін кем дегенде 5 жыл өмір сүреді. Маммография - қатерлі ісікке тексерудің ең көп қолданылатын әдісі, бірақ оның үш негізгі кемшілігі бар. Біріншісі - иондаушы сәулелену. Маммография сүтті түсіру үшін аз энергиялы рентген сәулелерін пайдаланатындықтан, сүт иондаушы сәулеленудің әсеріне ұшырайды. Өте көп қайталанған әсерлер кейіннен қатерлі ісікке шалдығу қаупін арттырады. Екінші кемшілігі - дәлсіздік. Маммографияның ерекшелігі төмен, сондықтан ол жалған оң нәтижелерге әкелуі мүмкін, бұл белгілер немесе өлімге әкелмейтін аномалияларды, сондай-ақ жалған теріс нәтижелерді, әсіресе ішек ұлпасының тығыздығында, ісікті анықтау әсіресе қиын болған кезде анықтайды. Маммографиядан кейін жүргізілген әрбір 100 биопсияның 60-тан 80-іне дейін ракка деген нәтиже жоқ. Соңында, маммографияның басты кемшілігі - ауырсыну. Емдеуге қатысудың 95% ы ы ыңғайсыздық сезінеді, ал ауырсыну скринингке қайта барудың маңызды тежегіші болып табылады. Сондықтан CTLM рентгендік маммографияға балама ретінде жасалды. Оның технологиясы екі маңызды қағидаға негізделген: ол FDA мақұлдауынан өтіп жатыр және маммографияға қосымша ретінде ұсынылады. Бұл әдіс екі негізгі қағидаға негізделген: әр түрлі ұлпа компоненттерінің әр толқын ұзындығы үшін бірегей шашырану және сіңіру ерекшеліктері бар және қатерлі ісіктің өсуі үшін 2 мм-ден асатын неоваскуляризацияны қажет етеді. Жаңа пайда болған ісіктерде қан ағыны артады және CTLM одан кейін аналық бездегі гемоглобиннің жоғары концентрациясын (ангиогенез) іздестіреді, бұл құрылымдық және функционалдық жағынан қалыпты емес, сондай-ақ маммографиялық суреттерде, әсіресе тығыз аналық безде жасырынған неоваскуляризацияны анықтау үшін. CTLM құрылғысы лазерлік диодты қолданады, ол лазерлік сәуле шығарады, бұл 808 нм толқын ұзындығында жақын инфрақызыл (NIR) спектрінде, ол оттегілі және оттегісіз гемоглобиннің күшті сіңіруінің кроссовер нүктесіне сәйкес келеді. Бұл толқын ұзындығында су, май және тері жарықты әлсіз сіңіре алады, бұл деректерді жинауға әсері аз. 808 нм лазерлік сәуле сүт ұлпасының кез келген тығыздығына еніп, өте тығыз және әртүрлі сүт ұлпасын зерттеу мен бейнелеуде бірдей жақсы жұмыс істей алады. CTLM жоғары сіңіру аймақтарын іздейді, онда гемоглобин концентрациясы жоғары, бұл қан тамырларының бай желісін немесе ангиогенезді көрсетеді. Ангиогенездің аймағы, әдетте, ісіктің өзінен әлдеқайда үлкен, сондықтан CTLM басқа бейнелеу әдістерін, мысалы маммографияны қолданғанда, кейде көрінбейтін кішкентай ісіктерді анықтай алады. Алайда, фотондардың тіндегі дисперсиясы қауіпсіз болса да, шашыраудың салдарынан тіндегі жарық жолын болжауда проблема тудыруы мүмкін. Бұл мәселені шешу үшін CTLM жүйесі көптеген көз және детекторлардың орналасуын пайдаланады, бұл тіндегі жарық таралудың диффузиялық шамасын есепке алу үшін және көбейген қан тамырларының орналасуын көрсету үшін. CTLM-нің деректерді алу әдісі стандартты компьютерлік томографияға (КТ) өте ұқсас. Олардың басты айырмашылығы - CTLM рентген сәулелерін емес, инфрақызыл сәулелерді пайдаланады. Пациент жастық күйде төсенішпен жабылған үстелдің үстінде жатыр, бір кеудесі сканерлеу камерасында, ештеңе қалта кеудесімен жанаспайды. Сүтін лазерлік көзді анықтау блогы қоршап тұрады, оның құрамында әрқайсысы 84 детектордан тұратын екі сақина және дөңгелек платформаға орнатылған бір лазер бар. Бұл CTLM құрылғысының жұмыс массиві кеуде айналасында 360 градус айналады және әр кесіндіге шамамен 16000 сіңіру өлшемін алады. Содан кейін ол әр айналымнан кейін келесі деңгейді сканерлеу үшін төмендейді, әр қадамында 2 немесе 4 мм қалыңдықтағы кесінді жасайды, бұл кеуде мөлшеріне байланысты. Содан кейін оны кесіндідегі сіңіретін бұзылыстарды есептеу томографиялық желдеткіш сәуле өлшемімен салыстырады. Бұл екі режимді біріктіру тамырлану үлгілерін бағалау және қалыпты тамырлануды қалыпты емес тамырланудан ажырату үшін қолданылады. Кейбір игі зақымдануларда ангиогенез де байқалса да, қатерлі зақымдануларда игі зақымдануларға қарағанда абсорбцияның артуы жиі байқалады. Зерттеулер көрсеткендей, CTLM суреттеріндегі ангиогенездің пішіні мен пішіні қатерлі ісікті немесе қатерлі емес зақымдануларды ажырату үшін маңызды сипаттама болып табылады. Компьютерлік диагностика жүйесі үш негізгі кезеңнен т�...
It is undergoing FDA approval, and is proposed as an adjunct to mammography. It is based on two basic principles: different tissue components have unique scattering and absorption characteristics for each wavelength and the malignant tumor growth requires neovascularization to grow beyond 2 mm in size. In new forming tumors, the blood flow increases and the CTLM then looks for high hemoglobin concentration (angiogenesis) in the breast that are structurally and functionally abnormal, and to detect neovascularization, which may be hidden in mammography images especially in dense breast. The CTLM device uses a laser diode than emits laser light at an 808 nm wavelength in the near infrared (NIR) spectrum that matches the crossover point of strong absorption of both oxygenated and deoxygenated hemoglobin. At this wavelength, water, fat, and skin can only weakly absorb light, having little effect on data acquisition. The 808 nm laser beam can penetrate breast tissue of any density, and thus can work equally well in the examination and imaging of extremely dense and heterogeneous breast tissue. CTLM looks for the areas of high absorption, where there is a high hemoglobin concentration indicating rich network of blood vessels, or angiogenesis. The area of angiogenesis is generally much larger than the tumor itself, and hence CTLM can detect small tumors that are sometimes invisible if using other imaging modalities, such as mammogram. However, the dispersion of photons in the tissue, although safe, can create a problem in the prediction of the path of the light in the tissue due to scattering. To solve this problem, CTLM system uses a large number of source and detector positions to take into account the diffusion approximation of light propagation in tissue, and to show the location of the increased vascularity in the breast. The data acquisition of CTLM is very similar to standard computed tomography (CT). The major difference is that CTLM uses near infrared light, not X ray, to produce the images. The patient lies on a padded table in the prone position with one breast suspended in the scanning chamber with nothing in contact with the pendant breast. The breast is surrounded by the laser source detector unit that consists of a well containing two rings with 84 detectors each and a single laser mounted on a circular platform. This working array of CTLM device rotates 360 degrees around the breast and takes approximately 16,000 absorption measurements per slice. It then descends to scan the next level after each rotation, creating a slice at each step of thickness 2 or 4 mm, depending on the size of the breast. It is then compared to the computed tomographic fan beam measurement of the absorbing perturbations in the slice. These two modes combined are used to evaluate the vascularization patterns and to distinguish a normal vessel from an abnormal vascularization. Although some benign lesion also showed angiogenesis, increased absorption was observed significantly more often in malignant than in benign lesions. Studies have shown that the shape and texture of angiogenesis in CTLM images are significant characteristics to differentiate malignancy or benign lesions. A computer aided diagnosis framework containing three main stages, volume of interest (VOI), feature extraction and classification, is used to enhance the performance of radiologist in the interpretation of CTLM images. 3D Fuzzy segmentation technique has been implemented to extract the VOI.
Кемшіліктер
Радиологқа КТЛМ суреттеріндегі қан тамырларын түсіндіру және ажырату үшін арнайы дағдылар қажет, бұл әртүрлі ангиогенез формасына байланысты уақытты қажет етеді және күрделі. Бұл технологияны FDA мақұлдауы күтіп тұр.