Por Anne Trafton
Para las personas con alto riesgo de desarrollar cáncer de mama, las ecografías frecuentes pueden ayudar a detectar tumores precozmente. Investigadores del MIT han desarrollado un sistema de ultrasonido miniaturizado que podría facilitar la realización de ecografías mamarias con mayor frecuencia, ya sea en casa o en la consulta del médico.
El nuevo sistema consta de una pequeña sonda de ultrasonido conectada a un módulo de adquisición y procesamiento ligeramente mayor que un teléfono inteligente. Este sistema se puede utilizar en cualquier lugar al conectarlo a una computadora portátil para reconstruir y visualizar imágenes 3D de gran angular en tiempo real.
Canan Dagdeviren, profesora asociada de artes y ciencias de los medios de comunicación en el MIT es la autora principal del estudio. Colin Marcus, doctor en filosofía (promoción de 2025), y el ex becario postdoctoral del MIT, Md Osman Goni Nayeem, son los autores principales del artículo, publicado en la revista Advanced Healthcare Materials. Otros autores son los estudiantes de posgrado del MIT Aastha Shah, Jason Hou y Shrihari Viswanath; la becaria de verano del MIT y estudiante de pregrado de la Universidad de Florida Central, Maya Eusebio; el especialista en investigación del MIT Media Lab, David Sadat; el rector del MIT, Anantha Chandrakasan; y el cirujano de cáncer de mama del Massachusetts General Hospital, Tolga Ozmen.
Monitoreo frecuente
Si bien muchos tumores de mama se detectan mediante mamografías de rutina, que utilizan rayos X, también pueden desarrollarse entre las mamografías anuales. Estos tumores, conocidos como cánceres de intervalo, representan entre el 20 y el 30 por ciento de todos los casos de cáncer de mama y tienden a ser más agresivos que los detectados durante las exploraciones de rutina.
Detectar estos tumores precozmente es fundamental: cuando el cáncer de mama se diagnostica en las primeras etapas, la tasa de supervivencia es cercana al 100 por ciento. Sin embargo, para los tumores detectados en etapas más avanzadas, esa tasa se reduce a alrededor del 25 por ciento.
Para algunas personas, realizar ecografías con mayor frecuencia, además de las mamografías regulares, podría aumentar la detección precoz de tumores. Actualmente, la ecografía se suele realizar únicamente como seguimiento si una mamografía revela alguna anomalía. Los ecógrafos utilizados para este fin son grandes y costosos, y requieren técnicos altamente capacitados para su manejo.
Mediante la creación de sistemas de ultrasonido portátiles y más fáciles de usar, el equipo del MIT espera que las ecografías frecuentes sean accesibles a muchas más personas.
En 2023, Dagdeviren y sus colegas desarrollaron una serie de transductores de ultrasonido que se incorporaron a un parche flexible que se puede sujetar a un sujetador, lo que permite a la usuaria mover un sensor de ultrasonido a lo largo del parche y obtener imágenes del tejido mamario desde diferentes ángulos.
Esas imágenes bidimensionales podían combinarse para generar una representación tridimensional del tejido, pero podían existir pequeñas zonas sin cubrir, lo que hacía posible que se pasaran por alto pequeñas anomalías. Además, ese conjunto de transductores debía conectarse a un procesador tradicional, costoso y del tamaño de un refrigerador para visualizar las imágenes.
En su nuevo estudio, los investigadores se propusieron desarrollar un sistema de ultrasonido modificado que fuera totalmente portátil y que pudiera crear una imagen 3D de toda la mama escaneando solo dos o tres puntos.
El nuevo sistema que desarrollaron es un sistema de adquisición de datos modulado en frecuencia (cDAQ) que consta de una sonda de ultrasonido y una placa base que procesa los datos. La sonda, un poco más pequeña que una baraja de cartas, contiene un conjunto de transductores de ultrasonido dispuestos en forma de cuadrado vacío, una configuración que permite al conjunto tomar imágenes tridimensionales del tejido subyacente.
Estos datos son procesados por la placa base, que es un poco más grande que un teléfono inteligente y cuesta solo unos 300 dólares fabricarla. Todos los componentes electrónicos utilizados en la placa base están disponibles comercialmente. Para visualizar las imágenes, la placa base se puede conectar a una computadora portátil, por lo que todo el sistema es portátil.
Este sistema también consume mucha menos energía que una máquina de ultrasonidos tradicional, por lo que puede alimentarse con una fuente de alimentación de 5 V CC (una batería o un adaptador de CA/CC que se utiliza para conectar pequeños dispositivos electrónicos como módems o altavoces portátiles).
Diagnóstico precoz
Los investigadores probaron el nuevo sistema en una persona, una mujer de 71 años con antecedentes de quistes mamarios. Descubrieron que el sistema podía obtener imágenes precisas de los quistes y crear una imagen tridimensional del tejido, sin huecos.
El sistema puede obtener imágenes hasta 15 centímetros de profundidad en el tejido y visualizar la mama completa desde dos o tres puntos diferentes. Además, como el dispositivo de ultrasonido se coloca sobre la piel sin necesidad de presionarlo contra el tejido como una sonda de ultrasonido convencional, las imágenes no se distorsionan.
El equipo de investigación está llevando a cabo un ensayo clínico de mayor envergadura en el Centro de Investigación Clínica y Traslacional del MIT y en el Hospital General de Massachusetts (MGH).
Los investigadores también están trabajando en una versión aún más pequeña del sistema de procesamiento de datos, del tamaño aproximado de una uña. Esperan conectarlo a un teléfono inteligente que permita visualizar las imágenes, reduciendo así el tamaño y la facilidad de uso del sistema. Además, planean desarrollar una aplicación para teléfonos inteligentes que, mediante un algoritmo de inteligencia artificial, guíe al paciente hacia la mejor ubicación para la sonda de ultrasonido.
Si bien la versión actual del dispositivo podría adaptarse fácilmente para su uso en el consultorio de un médico, los investigadores esperan que en el futuro se pueda incorporar una versión más pequeña a un sensor portátil que las personas con alto riesgo de desarrollar cáncer de mama puedan usar en casa.
Actualmente, Dagdeviren está trabajando en la creación de una empresa para ayudar a comercializar la tecnología, con la asistencia de una beca MIT HEALS Deshpande Momentum Grant, el Martin Trust Center for MIT Entrepreneurship y el MIT Media Lab WHx Women’s Health Innovation Fund.
