Os pesquisadores desenvolveram a primeira sonda vestível que aprimora a sensação de toque por imagem e quantificação da rigidez e elasticidade do tecido biológico. O dispositivo está sendo desenvolvido para melhorar a remoção cirúrgica do câncer de mama e também pode ser útil para cirurgias de cérebro e fígado e outros tipos de câncer.

No jornal The Optical Society (OSA) Biomedical Optics Express , pesquisadores da University of Western Australia (UWA) descrevem o novo dispositivo, que incorpora uma sonda de fibra em um dedal vestível.

Durante a cirurgia de conservação da mama, o tratamento cirúrgico mais comum para câncer de mama, os cirurgiões tocam e comprimem o tecido para confirmar que o tecido canceroso mais rígido foi removido. O teste histopatológico é então realizado dias depois para garantir que todo o tumor foi removido. Hoje, 20 a 30 por cento dos pacientes submetidos a este tipo de cirurgia requerem outro procedimento porque os testes histopatológicos mostram que as células cancerosas permanecem.

"Nossa nova sonda visa aprimorar o senso subjetivo de toque do cirurgião por meio de quantificação, imagem de alta resolução da rigidez do tecido, "disse Rowan W. Sanderson, primeiro autor do artigo. "Isso poderia tornar mais fácil detectar e remover todo o tecido canceroso durante a primeira cirurgia conservadora da mama, o que reduziria a carga física e psicológica e os custos que acompanham a nova excisão. "

Transformando toque em imagens

A sonda montada no dedo usa uma técnica chamada microelastografia quantitativa (QME) para traduzir a sensação do toque em imagens de alta resolução. QME usa medições de uma técnica de imagem óptica chamada tomografia de coerência óptica (OCT), que gera alta resolução, imagens com resolução de profundidade da estrutura do tecido medindo os reflexos, ou 'ecoa, ' de luz.

Para usar o dispositivo, a sonda montada com o dedo é pressionada perpendicularmente no tecido enquanto as imagens de OCT são gravadas. "Ao preservar o sentido do tato, pretendemos conservar o fluxo de trabalho clínico existente e aumentar a probabilidade de que esta tecnologia seja adotada para um uso clínico mais amplo, "disse Sanderson.

Para medições de elasticidade precisas, os pesquisadores desenvolveram novos métodos de processamento de sinal com algoritmos personalizados para lidar com movimentos e pressões inconsistentes durante a varredura. A impressão 3-D ajudou a produzir rapidamente protótipos do invólucro externo da sonda de maneira simples e econômica.

"Nossa sonda montada no dedo pode detectar com precisão mudanças em microescala na rigidez, que são indicativos de doença, "disse Sanderson." O tamanho pequeno o torna ideal para imagens em espaços confinados, como uma cavidade cirúrgica. "

Testes de tecido

Para validar a sonda, eles começaram testando em materiais, conhecido como fantasmas de silicone, projetado para imitar tecidos saudáveis ​​e doentes na mama. Esses testes mostraram que a sonda montada no dedo tinha uma precisão de 87 por cento, que era ligeiramente inferior a um sistema QME de bancada convencional, mas ainda suficientemente alto para uso clínico potencial.

Eles então usaram a sonda para medir a mudança na rigidez causada pelo aquecimento de uma amostra do músculo canguru. Este experimento mostrou que a amostra de músculo sofreu um aumento de 6 vezes na rigidez após o processo de aquecimento. Uma imagem 2-D preliminar foi obtida digitalizando a sonda lateralmente em um fantoma de silicone contendo uma inclusão rígida. Embora tenha mostrado menor precisão do que o experimento realizado sem digitalização, os pesquisadores dizem que a perspectiva de obtenção de imagens passando o dedo do operador é muito encorajadora. "O contraste entre as características da amostra ainda era evidente, o que indica que a digitalização 2-D é muito promissora no futuro, "disse Sanderson.

Os pesquisadores agora estão trabalhando para incorporar os componentes ópticos da sonda em uma luva cirúrgica que preservaria a sensibilidade ao toque e a destreza da palpação manual. Eles também estão melhorando a precisão da digitalização 2-D.

Este trabalho faz parte de um projeto mais amplo para desenvolver novas ferramentas para melhorar a cirurgia. A equipe de pesquisa também desenvolveu implementações de micro-elastografia de bancada e de mão. Além dos esforços dentro da Universidade, a equipe também trabalha em estreita colaboração com a OncoRes Medical, uma empresa iniciante da UWA formada no final de 2016 para comercializar a tecnologia de microelastografia.