La mamografía por láser de tomografía computarizada ( CTLM ) es la marca comercial de Imaging Diagnostic Systems, Inc. (IDSI, Estados Unidos) por su técnica de tomografía óptica para imágenes de mamas femeninas.
Esta técnica de imágenes médicas utiliza energía láser en la región del infrarrojo cercano del espectro para detectar la angiogénesis en el tejido mamario. Se trata de imágenes moleculares ópticas para la hemoglobina tanto oxigenada como desoxigenada. La tecnología usa láser de la misma manera que la tomografía computarizada usa Rayos X, estos rayos viajan a través del tejido y sufren atenuación.
Un detector de láser mide la caída de intensidad y los datos se recopilan a medida que el detector de láser se mueve a través del seno creando una imagen de tomografía. Las imágenes CTLM muestran la distribución de la hemoglobina en un tejido y pueden detectar áreas de angiogénesis que rodean a los tumores malignos, que estimulan esta angiogénesis para obtener nutrientes para el crecimiento.
Historia
El cáncer de mama afecta a 1 de cada 8 mujeres, y se estima que el 27% de las personas viven al menos 5 años después de haber sido diagnosticadas con cáncer en estadio IV según el Instituto Nacional del Cáncer. [1] La mamografía es el método más utilizado para detectar el cáncer, pero hay tres inconvenientes principales. [2] La primera es la radiación ionizante. Dado que la mamografía utiliza rayos X de baja energía para obtener imágenes de la mama, la mama está expuesta a radiación ionizante. Demasiada exposición repetida puede aumentar el riesgo de cáncer en el futuro. El segundo inconveniente es la inexactitud. La mamografía tiene baja especificidad y esto puede dar lugar a falsos positivos, que detectan anormalidades que nunca progresan para causar síntomas o muerte y también falsos negativos, especialmente en tejido mamario denso, cuando es especialmente difícil detectar tumores. 60 a 80 de cada 100 biopsias realizadas después de la mamografía son realmente negativas para el cáncer. [3] Y, por último, el dolor es un gran inconveniente de la mamografía. 23-95% experimenta malestar, [4] y el dolor es un inhibidor significativo para volver a asistir a los exámenes de detección. [5]
Por lo tanto, CTLM se desarrolló como una alternativa a la mamografía de rayos X. Su tecnología se basa en dos principios importantes: [2]
- Los diferentes tejidos tienen diferentes coeficientes de absorción.
- Los tumores malignos tienen altas tasas de neovascularización.
La neovascularización es la formación natural de nuevos vasos sanguíneos.
En última instancia, existen múltiples beneficios para esta tecnología en desarrollo. Es rápido, solo toma de 15 a 20 minutos por imagen y utiliza luz infrarroja cercana no ionizante, lo que permite a los pacientes tomar imágenes repetidas. También suspende la mama, lo que evita el dolor durante la toma de imágenes. [2] [6]
Actualmente, está siendo aprobado por la FDA y se propone como complemento de la mamografía. [6]
Mecanismo
CTLM es un sistema práctico no invasivo que utiliza la propagación de la luz láser del infrarrojo cercano a través del tejido para evaluar sus propiedades ópticas. [7] Se basa en dos principios básicos: los diferentes componentes del tejido tienen características únicas de dispersión y absorción para cada longitud de onda y el crecimiento del tumor maligno requiere neovascularización para crecer más allá de los 2 mm de tamaño. En los tumores de nueva formación, el flujo sanguíneo aumenta y el CTLM busca una concentración alta de hemoglobina (angiogénesis) en la mama que sea estructural y funcionalmente anormal, y para detectar la neovascularización, que puede estar oculta en las imágenes mamográficas, especialmente en la mama densa. [8] [9] [3] Esta neovascularización, que da como resultado un mayor volumen de hemoglobina en un área confinada, se puede visualizar mediante mediciones de absorción de luz láser. Las lesiones malignas se detectarán en función de su mayor atenuación óptica en comparación con el tejido circundante, lo que se relaciona principalmente con el aumento de la absorción de luz por su mayor contenido de hemoglobina. [10]
El dispositivo CTLM utiliza un diodo láser que emite luz láser a una longitud de onda de 808 nm en el espectro NIR que coincide con el punto de cruce de fuerte absorción de hemoglobina oxigenada y desoxigenada. [11] A esta longitud de onda, el agua, la grasa y la piel solo pueden absorber la luz débilmente, lo que tiene poco efecto en la adquisición de datos. El rayo láser de 808 nm puede penetrar el tejido mamario de cualquier densidad y, por lo tanto, puede funcionar igualmente bien en el examen y la obtención de imágenes de tejido mamario extremadamente denso y heterogéneo. CTLM busca las áreas de alta absorción, donde hay una alta concentración de hemoglobina que indica una red rica de vasos sanguíneos o angiogénesis. El área de angiogénesis es generalmente mucho más grande que el tumor en sí y, por lo tanto, el CTLM puede detectar tumores pequeños que a veces son invisibles si se utilizan otras modalidades de imágenes, como una mamografía. Sin embargo, la dispersión de fotones en el tejido, aunque segura, puede crear un problema en la predicción de la trayectoria de la luz en el tejido debido a la dispersión. Para resolver este problema, el sistema CTLM utiliza un gran número de posiciones de fuente y detector para tener en cuenta la aproximación de difusión de la propagación de la luz en el tejido y para mostrar la ubicación de la vascularización aumentada en la mama. [12]
La adquisición de datos de CTLM es muy similar a la CT estándar. La principal diferencia es que CTLM utiliza luz infrarroja cercana, no rayos X, para producir las imágenes. La paciente se acuesta en una mesa acolchada en decúbito prono con un seno suspendido en la cámara de exploración sin nada en contacto con el seno colgante. El seno está rodeado por la unidad de detector de fuente láser que consta de un pozo que contiene dos anillos con 84 detectores cada uno y un solo láser montado en una plataforma circular. Esta matriz de trabajo del dispositivo CTLM gira 360 grados alrededor de la mama y toma aproximadamente 16.000 mediciones de absorción por corte. Luego desciende para escanear el siguiente nivel después de cada rotación, creando un corte en cada paso de grosor de 2 o 4 mm, dependiendo del tamaño de la mama. [3] Se obtuvo un total de al menos 10 cortes, y la duración del examen varió de 10 a 15 minutos para un paciente de tamaño promedio.
La reconstrucción de las imágenes CTLM se realiza corte por corte. El modelo directo, una estimación de la absorción óptica promedio, se calcula para cada corte, utilizando la aproximación de difusión de la ecuación de transporte. [13] Luego se compara con la medición tomográfica computarizada en abanico de las perturbaciones de absorción en el corte. [3] Estos datos de perturbación luego se reconstruyen en imágenes de corte utilizando un algoritmo de retroproyección filtrado patentado altamente modificado que convierte los datos de haz de abanico en sinografía. También corrige las distorsiones geométricas debidas a la interacción entre la luz y el tejido y compensa un efecto de desenfoque espacialmente variable que es típico de las imágenes ópticas difusas. [1] [4]
La visualización de imágenes en 3D está disponible inmediatamente después de la adquisición de datos. Las áreas que contienen estructuras bien perfundidas con alta concentración de hemoglobina se visualizan en blanco o verde claro, y las áreas sin vascularización se ven en verde opaco o negro. Los algoritmos matemáticos reconstruyen imágenes translúcidas tridimensionales que se pueden rotar a lo largo de cualquier eje en tiempo real. En el espacio 3D, las imágenes se analizan en dos proyecciones diferentes, proyección de máxima intensidad (MIP) y proyección de adelante hacia atrás (FTB), también conocido como modo de renderizado de superficie. [14] Estos dos modos combinados se utilizan para evaluar los patrones de vascularización y para distinguir un vaso normal de una vascularización anormal. Aunque algunas lesiones benignas también mostraron angiogénesis, se observó un aumento de la absorción significativamente más a menudo en las lesiones malignas que en las benignas. Los estudios han demostrado que la forma y la textura de la angiogénesis en las imágenes CTLM son características importantes para diferenciar la malignidad de las lesiones benignas. Se utiliza un marco de diagnóstico asistido por computadora que contiene tres etapas principales, volumen de interés (VOI), extracción de características y clasificación, para mejorar el desempeño del radiólogo en la interpretación de imágenes CTLM. Se ha implementado la técnica de segmentación difusa 3D para extraer el VOI. [7]
Solicitud
Interpretación de imágenes
Se ofrecen tres vistas independientes: las vistas coronal, sagital y transversal. Estas vistas también pueden formar una vista 3D compuesta. Dado que la vasculatura mamaria está dispuesta radialmente, los vasos se agrandan en una vista paralela, pero se estrechan en una vista perpendicular. Se aplica un factor inverso a la imagen para que las áreas de vasculatura alta aparezcan blancas en la imagen mientras que las áreas negras son segmentos relativamente avasculares. Las lesiones benignas y los implantes no suelen visualizarse.
Se ofrecen dos modos de reconstrucción con CTLM: reconstrucción de adelante hacia atrás y proyección de máxima intensidad. Estos dos modos se utilizan para evaluar los patrones de vascularización para determinar si las imágenes tienen una vascularización normal o anormal. Además, debido a que la neovasculatura del tumor no se limita al borde anatómico del tumor, el CTLM también revelará todas las arterias reclutadas y las áreas de circulación aumentada. Esta es una ventaja para identificar tumores muy pequeños.
Ensayo clínico
El Dr. Eric Milne realizó un pequeño estudio localizado utilizando CTLM como complemento de la mamografía, y descubrió que de 122 casos, el número de biopsias necesarias se redujo de 89 a 47. Además, la sensibilidad de CTLM es igual a la mamografía, pero ha mucha mayor especificidad.
Dispositivos
Imaging Diagnostic Systems es una empresa con sede en Florida que ha creado un dispositivo de imágenes CTLM. Sin embargo, en 2011 fue clasificado como un dispositivo médico de Clase III y aún está en proceso de aprobación.
Comparación con otras modalidades
CTLM ha utilizado un láser infrarrojo cercano de longitud de onda de ~ 808 nm que no se ve obstaculizado por el tejido mamario denso. La sensibilidad de la mamografía, CTLM y mamografía + CTLM fue 34,4%, 74,4% y 81,57% respectivamente entre mamas extremadamente densas y 68,29%, 85,00% y 95,34% respectivamente entre mamas heterogéneamente densas. [12] La combinación de CTLM y mamografía permite distinguir entre tumores benignos y malignos con mayor precisión.
Ventajas
- No utiliza radiaciones ionizantes como en el caso de la Mamografía, SPECT.
- Tiene una mayor sensibilidad y especificidad para obtener imágenes de tejido mamario denso.
- No requiere agente de contraste a diferencia de la resonancia magnética.
- Se minimiza la incomodidad del paciente. No se requiere compresión mamaria.
- Es fácil y económico de operar. [15]
Desventajas
- El radiólogo requiere habilidades específicas para interpretar y distinguir los vasos sanguíneos en las imágenes CTLM, lo cual requiere mucho tiempo y es complicado debido a las diversas formas de angiogénesis. [7]
- Esta tecnología está esperando la aprobación de la FDA.
Ver también
Referencias
- ^ a b "Cáncer de mama (mujer) - Datos de estadísticas de cáncer" . Vidente .
- ^ a b c Richter, David M (2003). "Mamografía láser tomográfica computarizada, una revisión práctica" . Revista japonesa de tecnología radiológica . 59 (6): 687–693. doi : 10.6009 / jjrt.kj00003174147 . PMID 12881671 .
- ^ a b c d Poellinger, Alexander; Martin, Jan C .; Ponder, Steven L .; Freund, Torsten; Hamm, Bernd; Bick, Ulrich; Diekmann, Felix (diciembre de 2008). "Tomografía computarizada con láser de infrarrojo cercano de la mama". Radiología académica . 15 (12): 1545-1553. doi : 10.1016 / j.acra.2008.07.023 . PMID 19000871 .
- ^ a b Armstrong, Katrina; Moye, Elizabeth; Williams, Sankey; Berlín, Jesse A .; Reynolds, Eileen E. (3 de abril de 2007). "Mamografía de detección en mujeres de 40 a 49 años de edad: una revisión sistemática para el Colegio Americano de Médicos". Annals of Internal Medicine . 146 (7): 516–526. doi : 10.7326 / 0003-4819-146-7-200704030-00008 . PMID 17404354 .
- ^ Whelehan, Patsy; Evans, Andy; Wells, Mary; MacGillivray, Steve (agosto de 2013). "El efecto del dolor de la mamografía en la participación repetida en la detección del cáncer de mama: una revisión sistemática". El pecho . 22 (4): 389–394. doi : 10.1016 / j.breast.2013.03.003 . PMID 23541681 .
- ^ a b "Sistema de mamografía láser de tomografía computarizada (CTLM®) |" . Medgadget . 23 de mayo de 2006.
- ^ a b c Jalalian, Afsaneh; Mashohor, Syamsiah; Mahmud, Rozi; Karasfi, Babak; Iqbal Saripan, M .; Ramli, Abdul Rahman (20 de abril de 2017). "Sistema de diagnóstico asistido por computadora para el cáncer de mama en mamografía láser de tomografía computarizada (CTLM)" . Revista de imágenes digitales . 30 (6): 796–811. doi : 10.1007 / s10278-017-9958-5 . PMC 5681463 . PMID 28429195 .
- ^ Eid, MEE; Hegab, HMH; Schindler, AE (2006). "Papel de CTLM en la detección temprana de lesiones vasculares de mama" . Egyp J Radiol Nucl Med . 37 (1): 633–643. S2CID 55005762 .
- ^ Flöry, Daniel; Fuchsjaeger, Michael W .; Weisman, Christian F .; Helbich, Thomas H. (agosto de 2009). "Avances en la imagenología mamaria: ¿un dilema o un progreso?" . Biopsias mamarias mínimamente invasivas . Resultados recientes en la investigación del cáncer. 173 : 159-181. doi : 10.1007 / 978-3-540-31611-4_10 . ISBN 978-3-540-31403-5. PMID 19763455 .
- ^ Zhu, Quing; Cronin, Edward B .; Currier, Allen A .; Vine, Hugh S .; Huang, Minming; Chen, NanGuang; Xu, Chen (octubre de 2005). "Masas mamarias benignas versus malignas: diferenciación óptica con reconstrucción de imágenes ópticas guiada por EE. UU . " . Radiología . 237 (1): 57–66. doi : 10.1148 / radiol.2371041236 . PMC 1533766 . PMID 16183924 .
- ^ Bílková, A; Janík, V; Svoboda, B (2010). "[Mamografía láser de tomografía computarizada]". Casopis Lekaru Ceskych . 149 (2): 61–5. PMID 20662467 .
- ^ a b Qi, Jin; Ye, Zhaoxiang (marzo de 2013). "CTLM como complemento de la mamografía en el diagnóstico de pacientes con mama densa". Imagen clínica . 37 (2): 289-294. doi : 10.1016 / j.clinimag.2012.05.003 . PMID 23465981 .
- ^ Star, Willem M. (29 de junio de 2013). Respuesta óptico-térmica de tejido irradiado con láser . págs. 131–206. ISBN 978-1-4757-6092-7.
- ^ Floery, Daniel; Helbich, Thomas H .; Riedl, Christopher C .; Jaromi, Silvia; Weber, Michael; Leodolter, Sepp; Fuchsjaeger, Michael H. (junio de 2005). "Caracterización de lesiones mamarias benignas y malignas con mamografía láser de tomografía computarizada (CTLM)". Radiología de investigación . 40 (6): 328–335. doi : 10.1097 / 01.rli.0000164487.60548.28 . PMID 15905718 .
- ^ "Sistemas de diagnóstico por imagen | Mamografía láser CTLM" . Imaging Diagnostic Systems, Inc .
Otras lecturas
- Sección CTLM en el sitio web de sistemas de diagnóstico por imágenes
- CTLM en Google Académico
- Grable RJ y col. , Tomografía computarizada óptica para obtener imágenes de la mama: primer vistazo // Proc. SPIE, 2000, vol. 4082, pág. 40–45.
- Grable RJ y col. , Mamografía óptica // Radiología aplicada, 2001, Vol. 29, núm. 2, pág. 18-20.