史蒂文斯研究人员开发手持设备来诊断皮肤癌

即便是最好的皮肤科医生也无法通过眼睛诊断皮肤癌，依靠放大镜检查可疑的瑕疵和手术刀切割组织进行分析。现在，使用手机和机场安全扫描仪中使用的短波射线，史蒂文斯理工学院的研究人员开发出一种技术，可以检测皮肤病变并确定它们是癌症还是良性 - 这种技术最终可以整合到手持设备中在没有手术刀的情况下诊断皮肤癌。

这项工作由史蒂文斯生物电磁学实验室主任Negar Tavassolian和博士后研究员Amir Mirbeik-Sabzevari领导，不仅能够将不必要的活检数量减少50%，而且还有可能破坏53亿美元美国最常见癌症的诊断市场，每天有9,500名美国人被诊断患有皮肤癌。

“这可能是变革性的，”第一作者Mirbeik-Sabzevari说，他的作品出现在2019年9月的IEEE Transactions on Medical Imaging上。“没有其他技术具备这些能力。”

该团队的技术使用毫米波辐射 - 用于手机和机场安检扫描仪的短波射线。毫米波射线穿透某些物质并从其他物体反弹，这就是机场安全人员在您走过扫描仪时将钥匙留在口袋中的方式。正如金属比身体反射的能量更多，因此癌症肿瘤比健康皮肤反射更多校准能量，从而可以通过寻找反射热点来识别患病组织。

最新的测试是在哈肯萨克大学医学中心的外科医生收集的活组织检查中进行的。Tavassolian和Mirbeik-Sabzevari定制天线以生成这种活检组织的高分辨率图像，并发现它们可以像实验室测试一样准确地映射微小肿瘤。癌细胞反射的校准能量比健康组织多40%，表明毫米波反射率是癌组织的可靠标记。

“我们已经证明了这项技术可用于快速检测皮肤癌的概念验证，”Tavassolian说。“这是朝着我们开发手持设备的最终目标向前迈出的一大步，这种设备可以直接在皮肤上使用，几乎可以即时诊断读取特定种类的皮肤癌 - 包括致命的黑色素瘤 - 基于它们各自的反射率签名“。

虽然支持该设备的技术具有创新性，但它也很便宜。由于它涉及手机中相同的基本电路，因此制造成本很低。

“事实上，即使在低产量的情况下，也应该可以将制造成本保持在1000美元以下，”Tavassolian表示，“这与皮肤科医生已经使用的放大工具大致相同，比激光成像工具便宜一个数量级，与毫米波扫描仪相比，它也更慢，更笨重，更准确。“

由于毫米波射线穿透皮肤，扫描仪可以生成肿瘤的实时3D图像，可以指导外科医生，无需多次试错活检即可完全切除癌组织。这些设备还可以配置为自动解释图像，并提供基本的诊断信息 - 例如警告，以便医生检查 - 无需经过培训的操作员。“我们可以将这些设备放在药房，这样人们就可以在必要时检查并去看医生进行随访，”Tavassolian说。“人们不需要等待数周才能获得成果，这将挽救生命。”

Mirbeik-Sabzevari五年前作为Tavassolian实验室的研究生开始研究该技术，他相信这项发明将会受到重创。作为史蒂文斯的博士后研究员和2019年保罗卡普兰杰出博士研究奖的首次获奖者，Mirbeik-Sabzevari计划成立一家初创公司，将扫描仪商业化。他是国家科学基金会关于这项技术的客户发现补助金的企业家。

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