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2026-02-02 19:49:00
乳がんを発症するリスクが高い人は、超音波検査を頻繁に受けることで腫瘍を早期に発見できます。 MITの研究者らは現在、自宅や診療所で乳房超音波検査をより頻繁に実施しやすくする小型超音波システムを開発した。
新しいシステムは、スマートフォンより少し大きい取得および処理モジュールに取り付けられた小型の超音波プローブで構成されています。このシステムは、ラップトップ コンピュータに接続して外出先で使用し、リアルタイムで広角 3D 画像を再構成して表示できます。
すべてがよりコンパクトになり、田舎やこの種のテクノロジーに障壁がある人々にとっても使いやすくなります。」
マサチューセッツ工科大学のメディア芸術科学准教授であり、この研究の主任著者であるカナン・ダグデビレン氏
このシステムを使用すれば、より多くの腫瘍を早期に検出できる可能性があり、治療が成功する可能性が高まると彼女は言います。
Colin Marcus PhD ’25 と元 MIT ポスドク Md Osman Goni Nayeem が論文の筆頭著者であり、この論文はジャーナルに掲載されています。 先端ヘルスケア材料。この論文の他の著者は、MIT 大学院生の Aastha Shah、Jason Hou、Shrihari Viswanath です。 MITのサマーインターンとセントラルフロリダ大学の学部生マヤ・エウセビオ。 MITメディアラボリサーチスペシャリストのデイビッド・サダット氏。 MIT学長アナンサ・チャンドラカサン氏。マサチューセッツ総合病院の乳がん外科医トルガ・オズメン氏。
頻繁なモニタリング
多くの乳房腫瘍は X 線を使用する定期的なマンモグラフィーによって検出されますが、毎年のマンモグラフィーの間に腫瘍が発生する可能性があります。インターバルがんとして知られるこれらの腫瘍は、全乳がん症例の 20 ～ 30% を占め、定期的なスキャンで見つかる腫瘍よりも進行性が高い傾向があります。
これらの腫瘍を早期に検出することは非常に重要です。乳がんが初期の段階で診断された場合、生存率はほぼ 100% です。ただし、後の段階で検出される腫瘍の場合、その割合は約 25% に低下します。
「これらの装置を使用するには熟練した超音波技師が必要ですが、これが農村部や熟練した放射線科医が少ない発展途上国で超音波を利用する際の大きな障害となっています」とヴィスワナス氏は言う。
MIT チームは、持ち運びが容易で使いやすい超音波システムを作成することで、より多くの人が頻繁に超音波スキャンを利用できるようにしたいと考えています。
2023年、ダグデビレンと彼女の同僚は、ブラジャーに取り付けることができる柔軟なパッチに組み込まれた一連の超音波トランスデューサーを開発しました。これにより、着用者はパッチに沿って超音波トラッカーを動かし、さまざまな角度から乳房組織を画像化できるようになります。
これらの 2D 画像を組み合わせて組織の 3D 表現を生成することはできますが、カバー範囲に小さなギャップが存在する可能性があり、小さな異常が見逃される可能性があります。また、画像を表示するには、トランスデューサーのアレイを従来の高価な冷蔵庫サイズの処理機械に接続する必要がありました。
新しい研究で研究者らは、完全に持ち運び可能で、わずか 2 ～ 3 か所をスキャンするだけで乳房全体の 3D 画像を作成できる、改良された超音波アレイの開発に着手しました。
彼らが開発した新しいシステムは、超音波プローブとデータを処理するマザーボードで構成されるチャープ データ収集システム (cDAQ) です。このプローブはトランプよりも少し小さいが、空の正方形の形に配置された超音波アレイが含まれており、アレイが下の組織の 3D 画像を撮影できるように構成されている。
このデータはマザーボードによって処理されます。マザーボードはスマートフォンより少し大きく、製造コストはわずか約 300 ドルです。マザーボードで使用される電子機器はすべて市販されています。画像を表示するには、マザーボードをラップトップ コンピュータに接続できるため、システム全体が持ち運び可能です。
「従来の 3D 超音波システムは、電力が高価でかさばる電子機器を必要とするため、その使用は高級病院や診療所に限られていました」とチャンドラカサン氏は言います。 「システムを超低密度でエネルギー効率の高いものに再設計することで、この強力な診断ツールを画像処理スイートから、どこにいても患者がアクセスできるウェアラブル フォーム ファクタに移行することができます。」
また、このシステムは従来の超音波診断装置よりも消費電力がはるかに少ないため、5V DC 電源 (モデムやポータブル スピーカーなどの小型電子機器の接続に使用されるバッテリーまたは AC/DC アダプター) で電力を供給できます。
「超音波画像処理は長い間、病院に限定されてきました」と Nayeem 氏は言います。 「超音波を病院の枠を超えて活用するために、私たちはアーキテクチャ全体を再設計し、新しい超音波製造プロセスを導入して、技術を拡張可能かつ実用的なものにしました。」
早期診断
研究者らは、乳房嚢胞の病歴を持つ71歳の女性という1人の被験者で新しいシステムをテストした。彼らは、このシステムが嚢胞を正確に画像化し、隙間のない組織の 3D 画像を作成できることを発見しました。
このシステムは、組織の深さ 15 センチメートルまで画像を撮影でき、乳房全体を 2 か所または 3 か所から画像化できます。また、超音波デバイスは、一般的な超音波プローブのように組織に押し込まれる必要がなく、皮膚の上に設置されるため、画像が歪むことはありません。
「私たちの技術を使えば、組織の上にそっと置くだけで、嚢胞を元の位置と元のサイズで視覚化できます」とダグデビレン氏は言う。
研究チームは現在、MIT臨床・トランスレーショナル研究センターとMGHで大規模な臨床試験を実施している。
研究者らは、爪ほどの大きさになる、さらに小型のデータ処理システムの開発にも取り組んでいる。これをスマートフォンに接続して画像を視覚化し、システム全体を小型化して使いやすくしたいと考えている。また、AI アルゴリズムを使用して患者を超音波プローブを設置する最適な場所に誘導するスマートフォン アプリの開発も計画しています。
このデバイスの現在のバージョンは診療所での使用に容易に適応できる可能性があるが、研究者らは将来、より小型のバージョンがウェアラブルセンサーに組み込まれ、乳がん発症のリスクが高い人々が家庭で使用できるようになることを期待している。
ダグデビレン氏は現在、MIT HEALS Deshpande Momentum Grant、MIT Entrepreneurship Martin Trust Center、および MIT Media Lab WHx Women’s Health Innovation Fund の支援を受けて、この技術の商業化を支援する会社の立ち上げに取り組んでいます。
ソース：
参考雑誌:
マーカス、C.、 他。 （2026年）。超低消費電力アーキテクチャによるリアルタイム 3D 超音波イメージング。 先端ヘルスケア材料。 DOI: 10.1002/adhm.202505310。
#小型超音波システムにより乳がんの早期発見が可能になる可能性がある