Lorsque le cancer du sein est diagnostiqué dans les premiers stades, le taux de survie est de près de 100 %. Cependant, pour les tumeurs détectées à des stades ultérieurs, ce taux chute à environ 25 %.
Dans l’espoir d’améliorer le taux de survie global des patientes atteintes d’un cancer du sein, des chercheurs du MIT ont conçu un appareil à ultrasons portable qui pourrait permettre aux gens de détecter les tumeurs lorsqu’elles en sont encore à leurs débuts. En particulier, cela pourrait être utile pour les patientes à haut risque de développer un cancer du sein entre les mammographies de routine.
L’appareil est un patch flexible qui peut être attaché à un soutien-gorge, permettant au porteur de déplacer un tracker à ultrasons le long du patch et d’imager le tissu mammaire sous différents angles. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient obtenir des images échographiques avec une résolution comparable à celle des sondes à ultrasons utilisées dans les centres d’imagerie médicale.
« Nous avons changé le facteur de forme de la technologie des ultrasons afin qu’elle puisse être utilisée à la maison. Elle est portable et facile à utiliser, et permet une surveillance en temps réel et conviviale du tissu mammaire », explique Canan Dagdeviren, professeur agrégé en Media Lab du MIT et auteur principal de l’étude.
L’étudiante diplômée du MIT Wenya Du, la chercheuse scientifique Lin Zhang, Emma Suh ’23 et Dabin Lin, professeur à l’Université technologique de Xi’an, sont les principaux auteurs de l’article, qui paraît aujourd’hui dans Avancées scientifiques.
Un diagnostic portable
Pour ce projet, Dagdeviren s’est inspirée de sa défunte tante, Fatma Caliskanoglu, qui a reçu un diagnostic de cancer du sein à un stade avancé à 49 ans, malgré des dépistages réguliers du cancer, et est décédée six mois plus tard. Au chevet de sa tante, Dagdeviren, alors post-doctorante au MIT, a élaboré un schéma approximatif d’un appareil de diagnostic qui pourrait être intégré à un soutien-gorge et permettrait un dépistage plus fréquent des femmes à haut risque de cancer du sein.
Tumeurs mammaires qui se développent entre les mammographies régulières – ; dits cancers d’intervalle – ; représentent 20 à 30 % de tous les cas de cancer du sein, et ces tumeurs ont tendance à être plus agressives que celles trouvées lors des examens de routine.
« Mon objectif est de cibler les personnes les plus susceptibles de développer un cancer d’intervalle », explique Dagdeviren, dont le groupe de recherche se spécialise dans le développement d’appareils électroniques portables qui s’adaptent au corps. « Avec un dépistage plus fréquent, notre objectif est d’augmenter le taux de survie jusqu’à 98 %. »
Pour concrétiser sa vision d’un soutien-gorge de diagnostic, Dagdeviren a conçu un échographe miniaturisé qui pourrait permettre à l’utilisateur d’effectuer une imagerie à tout moment. Ce scanner est basé sur le même type de technologie à ultrasons que celle utilisée dans les centres d’imagerie médicale, mais intègre un nouveau matériau piézoélectrique qui a permis aux chercheurs de miniaturiser le scanner à ultrasons.
Pour rendre l’appareil portable, les chercheurs ont conçu un patch flexible imprimé en 3D, doté d’ouvertures en forme de nid d’abeille. À l’aide d’aimants, ce patch peut être fixé à un soutien-gorge doté d’ouvertures permettant à l’échographe d’entrer en contact avec la peau. L’échographe s’intègre dans un petit tracker qui peut être déplacé dans six positions différentes, ce qui permet d’imager l’ensemble du sein. Le scanner peut également être tourné pour prendre des images sous différents angles et ne nécessite aucune expertise particulière pour fonctionner.
« Cette technologie fournit une capacité fondamentale dans la détection et le diagnostic précoce du cancer du sein, ce qui est essentiel pour un résultat positif », déclare Anantha Chandrakasan, doyen de l’école d’ingénierie du MIT, professeur Vannevar Bush de génie électrique et d’informatique, et un des auteurs de l’étude. « Ce travail fera progresser de manière significative la recherche sur les ultrasons et la conception de dispositifs médicaux, en tirant parti des avancées dans les matériaux, les circuits basse consommation, les algorithmes d’IA et les systèmes biomédicaux. »
La détection précoce
En collaboration avec le MIT Center for Clinical and Translational Research, les chercheurs ont testé leur appareil sur un sujet humain, une femme de 71 ans ayant des antécédents de kystes mammaires. À l’aide du nouvel appareil, les chercheurs ont pu détecter les kystes, qui mesuraient aussi peu que 0,3 centimètre de diamètre – ; la taille des tumeurs à un stade précoce. Ils ont également montré que l’appareil atteignait une résolution comparable à celle des ultrasons traditionnels et que les tissus pouvaient être imagés à une profondeur allant jusqu’à 8 centimètres.
« L’accès à des soins de santé abordables et de qualité est essentiel pour la détection et le diagnostic précoces. En tant qu’infirmière, j’ai été témoin des conséquences négatives d’un diagnostic tardif. Cette technologie promet d’éliminer les nombreux obstacles à la détection précoce du cancer du sein en offrant un meilleur diagnostic fiable, confortable et moins intimidant », déclare Catherine Ricciardi, infirmière directrice au Centre de recherche clinique et translationnelle du MIT et auteur de l’étude.
Pour voir les images échographiques, les chercheurs doivent actuellement connecter leur scanner au même type d’échographe que celui utilisé dans les centres d’imagerie. Cependant, ils travaillent actuellement sur une version miniaturisée du système d’imagerie qui aurait à peu près la taille d’un smartphone.
Le patch à ultrasons portable peut être utilisé à plusieurs reprises, et les chercheurs envisagent qu’il pourrait être utilisé à domicile par des personnes à haut risque de cancer du sein et pourraient bénéficier d’un dépistage fréquent. Cela pourrait également aider à diagnostiquer le cancer chez les personnes qui n’ont pas accès régulièrement au dépistage.
« Le cancer du sein est le cancer le plus courant chez les femmes, et il est traitable lorsqu’il est détecté tôt », déclare Tolga Ozmen, chirurgienne spécialiste du cancer du sein au Massachusetts General Hospital, qui est également l’un des auteurs de l’étude. « L’un des principaux obstacles à l’imagerie et à la détection précoce est le trajet que les femmes doivent effectuer pour se rendre dans un centre d’imagerie. Ce patch à ultrasons conformable est une technologie très prometteuse car il élimine le besoin pour les femmes de se rendre dans un centre d’imagerie. »
Les chercheurs espèrent développer un flux de travail afin qu’une fois les données recueillies auprès d’un sujet, l’intelligence artificielle puisse être utilisée pour analyser l’évolution des images au fil du temps, ce qui pourrait offrir des diagnostics plus précis que de s’appuyer sur l’évaluation d’un radiologue comparant des images prises à des années d’intervalle. . Ils prévoient également d’explorer l’adaptation de la technologie des ultrasons pour scanner d’autres parties du corps.
La recherche a été financée, en partie, par la National Science Foundation, un 3M Non-Tenured Faculty Award, le Sagol Weizmann-MIT Bridge Program et le MIT Media Lab Consortium Funding.
