Les biopsies cutanées ne sont pas amusantes : les médecins découpent de petits morceaux de tissu pour les tests en laboratoire, laissant les patients avec des plaies douloureuses qui peuvent prendre des semaines à guérir. C’est un prix à payer si cela permet un traitement précoce du cancer. Cependant, ces dernières années, des efforts de diagnostic agressifs ont vu le nombre de biopsies augmenter environ quatre fois plus vite que le nombre de cancers détectés, avec environ 30 lésions bénignes désormais biopsiées pour chaque cas de cancer de la peau découvert.
Des chercheurs du Stevens Institute of Technology développent actuellement un appareil portable à faible coût qui pourrait réduire de moitié le taux de biopsies inutiles et donner aux dermatologues et autres médecins de première ligne un accès facile aux diagnostics du cancer de qualité laboratoire.
Nous n’essayons pas de nous débarrasser des biopsies. Mais nous voulons donner aux médecins des outils supplémentaires et les aider à prendre de meilleures décisions. »
Negar Tavassolian, directeur du laboratoire de bioélectromagnétisme de Stevens
L’appareil de l’équipe utilise l’imagerie à ondes millimétriques – ; la même technologie utilisée dans les scanners de sécurité des aéroports – ; pour scanner la peau d’un patient. (Dans des travaux antérieurs, Tavassolian et son équipe devaient travailler avec de la peau déjà biopsiée pour que l’appareil détecte s’il était cancéreux.)
Les tissus sains reflètent les rayons d’ondes millimétriques différemment des tissus cancéreux, il est donc théoriquement possible de repérer les cancers en surveillant les contrastes dans les rayons réfléchis par la peau. Pour intégrer cette approche dans la pratique clinique, les chercheurs ont utilisé des algorithmes pour fusionner les signaux capturés par plusieurs antennes différentes en une seule image à bande passante ultra-élevée, réduisant le bruit et capturant rapidement des images haute résolution de la moindre taupe ou tache.
Dirigé par Amir Mirbeik Ph.D. ’18, l’équipe a utilisé une version de table de leur technologie pour examiner 71 patients lors de visites cliniques dans le monde réel, et a découvert que leurs méthodes pouvaient distinguer avec précision les lésions bénignes et malignes en quelques secondes seulement. Grâce à leur appareil, Tavassolian et Mirbeik ont pu identifier les tissus cancéreux avec une sensibilité de 97 % et une spécificité de 98 % – ; un tarif compétitif même avec les meilleurs outils de diagnostic de qualité hospitalière.
« Il existe d’autres technologies d’imagerie avancées qui peuvent détecter les cancers de la peau, mais ce sont de grosses machines coûteuses qui ne sont pas disponibles en clinique », a déclaré Tavassolian, dont les travaux sont publiés dans le numéro du 23 mars de Rapports scientifiques. « Nous créons un appareil peu coûteux qui est aussi petit et aussi facile à utiliser qu’un téléphone portable, afin que nous puissions mettre des diagnostics avancés à la portée de tous. »
Parce que la technologie de l’équipe fournit des résultats en quelques secondes, elle pourrait un jour être utilisée à la place d’un dermatoscope grossissant lors d’examens de routine, donnant des résultats extrêmement précis presque instantanément. « Cela signifie que les médecins peuvent intégrer des diagnostics précis dans les examens de routine et, en fin de compte, traiter plus de patients », a déclaré Tavassolian.
Contrairement à de nombreuses autres méthodes d’imagerie, les rayons à ondes millimétriques pénètrent sans danger d’environ 2 mm dans la peau humaine, de sorte que la technologie d’imagerie de l’équipe fournit une carte 3D claire des lésions numérisées. Les améliorations futures de l’algorithme alimentant l’appareil pourraient améliorer considérablement la cartographie des marges des lésions, permettant une biopsie plus précise et moins invasive pour les lésions malignes.
La prochaine étape consiste à emballer le kit de diagnostic de l’équipe sur un circuit intégré, une étape qui pourrait bientôt permettre la production d’appareils de diagnostic portables fonctionnels à ondes millimétriques pour aussi peu que 100 $ pièce – ; une fraction du coût des équipements de diagnostic hospitaliers existants. L’équipe travaille déjà à commercialiser sa technologie et espère commencer à mettre ses appareils entre les mains des cliniciens d’ici deux ans.
« La voie à suivre est claire et nous savons ce que nous devons faire », a déclaré Tavassolian. « Après cette preuve de concept, nous devons miniaturiser notre technologie, faire baisser le prix et la mettre sur le marché. »
