Mikrovågor kan upptäckta tumörer bättre än mammografi

En enkel undersökning med mikrovågor kan ge kontrastrika 3D-bilder av bröstet. Det gör det möjligt att hitta tumörer som annars skulle ha varit osynliga vid vanlig mammografi, särskilt vid så kallade täta bröst. Ett alternativ till den traditionella mammografin håller på att forskas fram på Chalmers. Istället för dagens, ofta plågsamma, röntgenundersökningar kan mikrovågor användas för att medicinsk avbilda bröstvävnaden för att säkrare upptäcka bröstcancer.​ Metoden är särskilt användbar eftersom den också kan upptäcka tumörer i så kallade täta bröst.​​

– Allt tyder på att mikrovågstekniken kan bli både effektivare, skonsammare och enklare än de alternativ som finns idag för att diagnosticera bröstcancer, säger Andreas Fhager, docent i biomedicinsk elektromagnetik på Chalmers institution för elektroteknik.Metoden har förutsättningar att på sikt ersätta dagens screening-undersökningar, som alla kvinnor i Sverige mellan 40 och 74 år erbjuds. Även uppföljande röntgenundersökningar för patienter som genomgår bröstcancerbehandling skulle med fördel kunna genomföras med mikrovågor.

Snabbare och billigare system på väg

Inom ett år bedömer forskarna att de ska ha en prototyp färdig för utvärdering i labbmiljö, som sedan kan användas för kliniska tester på patienter. Den nya utrustningen är uppbyggd av mer standardiserad, och därmed billigare, elektronisk hårdvara. Samtidigt håller mjukvaran nu på att anpassas för att klara att processa bildinformationen snabbare.– Därefter ska vi vara redo att börja planera kliniska studier tillsammans med medicinsk personal för att verifiera att de resultat som mikrovågstomografin ger motsvarar dem vi förväntar oss, säger Andreas Fhager.

Mikrovågstomatograf

Bilden visar forskarnas prototyp av mikrovågstomatografen. I den genomskinliga behållaren syns cirkeln av upprättstående antenner som omringar bröstet. Den gröna behållaren fylls med vävnadsliknande vätska för att testa systemet.​ Tillhörande elektronik kan skymtas undertill. Bild: Henrik Sandsjö

Kliniska studier med mikrovågsteknik för att följa upp bröstcancertumörer sker redan i USA under ledning av professor Paul Meaney, som är den forskare i världen som kommit längst inom mikrovågsteknik för  bröstcanceravbildning. 2015 rekryterades han till Chalmers på deltid och tillför nu det svenska projektet viktig kunskap. Systemet som den svenska forskargruppen bygger upp baseras på Paul Meaneys forskning i USA och samarbete sker nu länderna emellan i det fortsatta utvecklingsarbetet.

Dolda tumörer kan upptäckas i täta bröst

På senare tid har det uppmärksammats att tät bröstkörtelvävnad är en av de största riskfaktorerna för bröstcancer och tätheten i sig gör det dessutom svårare att upptäcka cancern.

– Mikrovågstekniken skulle vara bättre lämpad än traditionell mammografi för att hitta tumörer hos kvinnor med så kallade täta bröst, säger Andreas Fhager. Bilderna vi får ut visar ett tvärsnitt av bröstet i många lager, och ingen tumör kan då gömma sig genom att vara dold bakom annan körtelvävnad. Även mycket små tumörer kan upptäckas.

Undersökningen går till så att patienten får lägga sig på mage på en brits med öppning för bröstet, som då sänks ner i en behållare med vätska på britsens undersida. I behållaren finns ett antal smala upprättstående antenner som omringar bröstet. Antennerna är både sändare och mottagare som i tur och ordning sänder svaga mikrovågssignaler in i bröstet. Signalerna reflekteras mot bröstvävnaden och eventuella tumörer för att sedan registreras av de antenner som fångar upp signalen. Beroende på om det är frisk eller sjuk vävnad som mikrovågorna träffar reflekteras de på olika sätt. Mönstret som signalerna bildar analyseras därefter med avancerade algoritmer för bildrekonstruktion.

– Bilderna vi får ut är kontrastrika, vilket underlättar för medicinsk personal att särskilja och bedöma fettvävnad, bröstkörtelvävnad och tumörer, säger Andreas Fhager. Därigenom kan cancerdiagnoser ställas på ett effektivare och mer träffsäkert sätt.

Mikrovågor är elektromagnetisk strålning med kortare våglängd jämfört med ”vanliga” radiovågor som används för radiokommunikation, men med längre våglängd jämfört med till exempel synligt ljus och röntgenstrålning. Det är samma frekvensområde som används exempelvis för mobiltelefoni och trådlösa nätverk. Chalmersforskarna använder frekvenser på cirka 0,5-3 GHz.

Möjliggör uppföljande undersökningar

Mikrovågor, till skillnad från röntgen, avger ingen joniserande strålning. Forskningen tar fasta på att mikrovågstomografi är att föredra ur strålningssynpunkt, inte minst när det finns behov av att göra återkommande undersökningar för att kunna följa hur en cancertumör svarar på behandling. Till mikrovågsteknikens fördel talar också att tillvägagångssättet är enkelt, både för personal och patienter. Tekniken har förutsättningar att bli förhållandevis billig. Ett möjligt framtida scenario är små, mobila enheter som även kan användas i utvecklingsländer där sjukvården inte är fullt utbyggd.– Många faktorer talar för att mikrovågstekniken har potential att bli en mycket effektiv metod för att bekämpa bröstcancer och minska dödligheten i sjukdomen, avslutar Andreas Fhager.

Kontakt:

Andreas Fhager, docent i biomedicinsk elektromagnetik vid institutionen för elektroteknik på Chalmers, andreas.fhager@chalmers.se