作者:张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2026/7/3 20:58:04
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新型便携超声设备,居家可做高精度乳腺癌症筛查

 

这项新技术可生成乳腺组织的高分辨率三维影像,操作无需专业知识,可供居家使用。

对于乳腺癌高风险人群而言,每年一次的乳腺钼靶检查或许不足以实现肿瘤早期检出。为简化早期诊断流程,美国麻省理工学院一支研究团队研发出便携式超声检测仪,其使用频次可大幅提升。

该团队表示,他们优化了这套系统生成影像的分辨率,更易识别潜在肿瘤、囊肿以及微小钙化灶。研究人员还开发了一套人机交互界面,即便完全没有超声检查操作经验的人,也能轻松操控超声探头。7月1日,相关研究成果发表于《自然—通讯》。

一套实验验证装置展示:三维超声探头放置于模拟乳腺组织体模上,用于观测内置肿瘤模型。图片来源:Canan Dagdeviren

研究团队认为,该系统不仅能够实现更早的病灶检出,还可用于乳腺癌术后长期随访监测,既可在医师诊室使用,也能居家操作。

论文通讯作者、麻省理工学院副教授Canan Dagdeviren表示:“每一次检测时,电脑交互界面都会引导你将设备精准放置在完全相同的位置,这对同一组织的纵向追踪监测至关重要。整套设备操作逻辑直观,上手十分简单。”

多数人群每年都会接受乳腺钼靶筛查以排查乳腺癌,但两次年度筛查间隔期间仍有可能长出肿瘤。这类肿瘤被称为“间期癌”,通常恶性侵袭性更强,占全部乳腺癌病例的20%至30%。

Dagdeviren研发一种针对致密乳腺组织检出效果更佳、且检测频次可高于钼靶检查的筛查技术。她最终选定超声技术,该技术依靠声波生成人体组织影像。

今年早些时候,Dagdeviren实验室发布一项研究成果:团队研制出小型超声探头,搭配一台尺寸略大于智能手机的信号采集与处理模块。这套紧凑型设备仅需扫描两到三处位置,就能生成完整乳房的三维影像。

在本次发表的新研究中,研究人员公布多项技术突破,大幅提升成像分辨率,同时进一步简化操作流程。

核心改进之一是在超声换能器上增设“背衬层”。该结构能够约束、聚焦超声波,提升最终成像的分辨率与画质;同时拓宽设备可接收的声波频率范围,降低声学噪声与电噪声,进一步优化影像质量。

论文第一作者、麻省理工学院博士后Md Osman Goni Nayeem称:“增设背衬层后,设备生成的影像更清晰、精准,适用声波频率区间也更广。”

为进一步提升成像质量,研究人员设计了一套自适应波束成形算法。该算法可校正声波在皮肤、脂肪等不同人体组织中传播速度的差异。

针对全新迭代版本,研究人员配套开发了电脑端可视化交互界面,引导使用者将探头置于标准检测位置。这一功能对于追踪新辅助治疗等疗法的疗效进展、长期监测纤维腺瘤、微小钙化灶等已知异常病灶尤为关键。

Dagdeviren称:“这项技术通用性极强,适用于所有软组织成像,可用于卵巢癌筛查、子宫内膜异位症病程监测以及胎儿孕检等多种场景。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-74708-3

 
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