Le nouveau dispositif, qui peut être incorporé dans un soutien-gorge, pourrait permettre un suivi plus fréquent des patientes présentant un risque élevé de cancer du sein.
Sur fond vert, la photo montre le torse d’une femme, des épaules à la taille. Elle porte sur un sein un dispositif en plastique blanc ressemblant à une maille, avec des trous en forme de nid d’abeille et de petites pièces métalliques. Le dispositif est attaché à un soutien-gorge de sport noir. Dans une main, ils tiennent un circuit imprimé vert qui est suspendu à l’appareil par un câble fin et plat.
Lorsque le cancer du sein est diagnostiqué aux premiers stades, le taux de survie est proche de 100 %. Toutefois, pour les tumeurs détectées à des stades plus avancés, ce taux tombe 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 de détecter les tumeurs à un stade précoce. Ce dispositif pourrait notamment être utile aux patientes présentant un risque élevé de développer un cancer du sein entre deux mammographies de routine.
Le dispositif est un patch souple qui peut être attaché à un soutien-gorge, ce qui permet à la personne qui le porte de déplacer un traqueur d’ultrasons le long du patch et d’obtenir des images du tissu mammaire sous différents angles. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient obtenir des images ultrasonores avec une résolution comparable à celle des sondes ultrasonores utilisées dans les centres d’imagerie médicale.
« Nous avons modifié le facteur de forme de la technologie des ultrasons pour qu’elle puisse être utilisée à domicile. Elle est portable et facile à utiliser, et permet une surveillance en temps réel et conviviale du tissu mammaire », explique Canan Dagdeviren, professeur associé au Media Lab du MIT et auteur principal de l’étude.
Wenya Du, étudiante diplômée du MIT, Lin Zhang, chercheur scientifique, Emma Suh ’23, et Dabin Lin, professeur à l’université technologique de Xi’an, sont les auteurs principaux de l’article, qui paraît aujourd’hui dans Science Advances.
Un diagnostic portable
Pour ce projet, Mme Dagdeviren s’est inspirée de sa tante, Fatma Caliskanoglu, à qui l’on a diagnostiqué un cancer du sein à un stade avancé à l’âge de 49 ans, malgré des dépistages réguliers, et qui est décédée six mois plus tard. Au chevet de sa tante, Mme Dagdeviren, alors post-doctorante au MIT, a dessiné un schéma approximatif d’un dispositif de diagnostic qui pourrait être incorporé dans un soutien-gorge et permettrait un dépistage plus fréquent des personnes présentant un risque élevé de cancer du sein.
Les tumeurs mammaires qui se développent entre les mammographies régulièrement programmées – appelées 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 détectées lors des examens de routine.
« Mon objectif est de cibler les personnes les plus susceptibles de développer un cancer de l’intervalle », explique Canan Dagdeviren, dont le groupe de recherche est spécialisé dans le développement de dispositifs électroniques portables qui s’adaptent au corps. « Grâce à un dépistage plus fréquent, notre objectif est d’augmenter le taux de survie jusqu’à 98 %.
Pour concrétiser sa vision d’un soutien-gorge diagnostique, Canan Dagdeviren a conçu un échographe miniaturisé qui permettrait à l’utilisateur d’effectuer des examens à tout moment. Cet échographe est basé sur le même type de technologie ultrasonore que celle utilisée dans les centres d’imagerie médicale, mais il intègre un nouveau matériau piézoélectrique qui a permis aux chercheurs de miniaturiser l’échographe.
Pour rendre l’appareil portable, les chercheurs ont conçu un patch flexible, imprimé en 3D, qui présente des ouvertures en forme de nid d’abeille. À l’aide d’aimants, ce patch peut être fixé à un soutien-gorge dont les ouvertures permettent à l’échographe d’entrer en contact avec la peau. L’échographe est placé à l’intérieur d’un petit tracker qui peut être déplacé dans six positions différentes, ce qui permet d’obtenir une image de l’ensemble du sein. L’échographe peut également être tourné pour prendre des images sous différents angles, et son fonctionnement ne nécessite aucune compétence particulière.
« Cette technologie offre une capacité fondamentale pour la détection et le diagnostic précoce du cancer du sein, ce qui est essentiel pour obtenir un résultat positif », déclare Anantha Chandrakasan, doyen de l’école d’ingénieurs du MIT, professeur d’ingénierie électrique et d’informatique Vannevar Bush, et l’un des auteurs de l’étude. « Ce travail fera progresser de manière significative la recherche sur les ultrasons et la conception d’appareils médicaux, en tirant parti des progrès réalisés dans le domaine des matériaux, des circuits à faible consommation d’énergie, des algorithmes d’intelligence artificielle et des systèmes biomédicaux. »
Détection précoce
En collaboration avec le Centre de recherche clinique et translationnelle du MIT, les chercheurs ont testé leur appareil sur un sujet humain, une femme de 71 ans ayant des antécédents de kystes mammaires. Grâce au nouvel appareil, les chercheurs ont pu détecter les kystes, dont le diamètre ne dépassait pas 0,3 centimètre, soit la taille d’une tumeur à un stade précoce. Ils ont également montré que l’appareil atteignait une résolution comparable à celle de l’échographie traditionnelle, et que les tissus pouvaient être imagés à une profondeur allant jusqu’à 8 centimètres.
« L’accès à des soins de santé de qualité et abordables 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 fournissant un diagnostic plus fiable, plus confortable et moins intimidant », déclare Catherine Ricciardi, infirmière directrice au Centre de recherche clinique et translationnelle du MIT et auteure de l’étude.
Pour voir les images échographiques, les chercheurs doivent actuellement connecter leur scanner au même type d’appareil à ultrasons que celui utilisé dans les centres d’imagerie. Le patch échographique portable peut être utilisé à plusieurs reprises, et les chercheurs envisagent qu’il puisse être utilisé à domicile par des personnes présentant un risque élevé de cancer du sein et pouvant bénéficier de dépistages fréquents. Il 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 fréquent chez les femmes et il peut être traité lorsqu’il est détecté à un stade précoce », explique Tolga Ozmen, chirurgien 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 échographique conformable est une technologie très prometteuse car il évite aux femmes de devoir se rendre dans un centre d’imagerie. »
Les chercheurs espèrent développer un flux de travail permettant, une fois les données recueillies auprès d’un sujet, d’utiliser l’intelligence artificielle pour analyser l’évolution des images au fil du temps, ce qui pourrait offrir des diagnostics plus précis que l’évaluation d’un radiologue comparant des images prises à des années d’intervalle. Les chercheurs envisagent également d’adapter 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.
https://news.mit.edu/2023/wearable-ultrasound-scanner-breast-cancer-0728
