Een team van onderzoekers van de Universiteit van Osaka, in samenwerking met de Universiteit van Bordeaux en het Bergonié Instituut in Frankrijk, is erin geslaagd om terahertz-beeldvorming van borstkanker in een vroeg stadium van minder dan 0,5 mm te maken zonder kleuring, die zelfs door pathologische diagnose moeilijk te identificeren is. Hun werk zorgt voor een doorbraak in de richting van een snelle en nauwkeurige on-site diagnose van verschillende soorten kanker en versnelt de ontwikkeling van innovatieve terahertz diagnostische apparaten.

Borstkanker wordt grofweg verdeeld in twee soorten:invasieve en niet-invasieve. De voormalige, invasief ductaal carcinoom (IDC), begint in de cellen van een borstkanaal, groeien door de kanaalwanden en in het omliggende borstweefsel, mogelijk uitzaaien naar andere delen van het lichaam. Het laatste, ductaal carcinoom in situ (DCIS), is een kleine borstkanker in een vroeg stadium die zich beperkt tot het borstkanaal, maar het kan leiden tot invasieve kanker. Daarom, vroege detectie van DCIS is cruciaal.

Voor pathologische diagnose van kanker, het weefselmonster is chemisch gekleurd, en een patholoog stelt een diagnose met behulp van een afbeelding van het gekleurde weefsel. Echter, het kleuringsproces kost tijd, en het is moeilijk om DCIS te onderscheiden van kwaadaardige IDC omdat ze er bijna identiek uitzien.

Terahertz-beeldvorming kan kankerweefsel onderscheiden van normaal weefsel zonder kleuring en blootstelling aan straling. Echter, het was nog steeds moeilijk om een ​​individuele DCIS-laesie (die meestal varieert van 50 tot 500 m) te identificeren met terahertz-beeldvorming vanwege de diffractie-beperkte ruimtelijke resolutie van slechts enkele millimeters.

"Om dit nadeel te overwinnen, we ontwikkelden een unieke beeldvormingstechniek waarbij terahertz-lichtbronnen die lokaal worden gegenereerd op bestralingsplekken van laserstralen in een niet-lineair optisch kristal direct interageren met een weefselmonster van borstkanker. Bijgevolg, we zijn erin geslaagd een DCIS-laesie van minder dan 0,5 mm duidelijk te visualiseren, " legt hoofdauteur Kosuke Okada uit. De nauwkeurigheid van deze techniek is ongeveer 1000 keer hoger dan die van conventionele technieken die terahertz-golven gebruiken.

De onderzoekers ontdekten ook dat de terahertz-intensiteitsverdelingen verschillend waren tussen DCIS en IDC, suggereert de mogelijkheid van kwantitatieve bepaling van kanker maligniteit.

Het weefselmonster van borstkanker werd verstrekt en histologisch beoordeeld door medewerkers van de Universiteit van Bordeaux en het Bergonié-instituut. "Een van de uitdagingen in dit onderzoek is het voorbereiden van een hoogwaardig borstkankerweefselmonster dat is gefabriceerd op een niet-lineair optisch kristal. Het is een van de grote prestaties van internationaal gezamenlijk onderzoek, ", zegt corresponderend auteur Masayoshi Tonouchi.

"Het combineren van onze techniek met machinaal leren zal helpen bij de vroege detectie van kanker en het bepalen van kanker maligniteit, evenals de ontwikkeling van innovatieve terahertz diagnostische apparaten met behulp van micro-elektromechanische systemen."