一种名为OneTouch-PAT的实验性乳腺成像系统正在开发中，该系统允许女性站立并舒适地在一分钟内完成扫描。
这项研究发表在《IEEE Transactions on Medical Imaging》上，研究表明这种结合光声和超声成像的乳腺扫描系统可在不到一分钟的时间内检测乳腺癌。
该系统无需像传统乳腺X线摄影那样进行疼痛性的压迫。相反，患者只需站立并将乳房轻轻按压在成像窗口上。
在涉及4名健康个体和61名乳腺癌患者的测试中，该系统产生了清晰的、由人工智能驱动的3D图像，能够显示常见的乳腺癌亚型，如Luminal A型、Luminal B型和三阴性乳腺癌。
“我们的系统，称为OneTouch-PAT，结合了先进的成像技术、自动化和人工智能——同时提升了患者的舒适度。”该研究通讯作者、布法罗大学生物医学工程系教授Xia Jun说。
他强调：“在临床应用之前还需要做更多的工作，但我们对OneTouch-PAT在增强现有成像方法和抗击这种可怕疾病方面的潜力感到兴奋。”
乳腺癌是全球女性死亡的主要原因之一。早期检测——最常见的是通过乳腺X线摄影和超声检查——已经帮助挽救了无数生命。
但每种技术都有局限性。乳腺X线摄影应用广泛且相对便宜，但对于乳腺组织致密的女性来说准确性较低，还涉及辐射暴露，并且会造成疼痛。超声检查通常与乳腺X线摄影结合使用，在致密乳腺组织中效果更好，但它可能导致假阳性结果，且成像质量依赖于操作人员的技术水平。
其他工具如MRI虽然有效，但价格昂贵、耗时长且不易获得。
Xia及其同事一直在研究光声成像技术，该技术通过发射激光脉冲使光吸收分子加热并膨胀，从而产生超声波，使医疗专业人员能够检测在癌组织中通常更发达的血管。
通常，这些系统需要超声检查员手动扫描乳房，或者依赖于光声成像和超声成像的独立设备。
OneTouch-PAT则在患者保持站立姿势的情况下自动结合两种扫描方式——换句话说，消除了操作人员可能造成的误差。该设备先进行一次光声扫描，然后进行一次超声扫描，以交错方式进行，直到覆盖整个乳房。
然后，系统使用深度学习网络处理数据以提高图像清晰度。根据这一步骤的计算能力，这可能只需几分钟。最终，研究团队发现，与依赖操作人员的光声和超声成像系统相比，OneTouch-PAT提供了更深入、更清晰的乳腺肿瘤视图。
例如，其3D图像展示了不同癌症亚型的独特血管模式。包括在Luminal A和Luminal B型癌症中更丰富且突出的肿瘤相关血管，以及在三阴性乳腺癌中通常所见的混乱和异常血液供应对应的高强度斑点。
对于乳腺组织致密、诊断难度大且风险较高的女性来说，OneTouch-PAT可能尤其有帮助。这是因为系统的超声组件擅长检测可疑病变，而光声成像则捕捉这些病变周围的血管生长情况，提供有关潜在恶性肿瘤和肿瘤类型的额外信息。这两种技术受组织密度的影响较小。
Xia表示，虽然结果令人鼓舞，但仍需要在更广泛的人群中进行更多研究以继续验证OneTouch-PAT的有效性。研究团队计划开展更多研究，纳入良性病变，并改进数据提取方法。研究人员还希望增加更多传感器和更强大的成像工具，以提高准确性和速度。
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