Negli ultimi anni la diagnostica ottica del tumore al seno ha attratto
l'interesse di numerosi gruppi di ricerca per le caratteristiche non
invasive della metodica e la possibilità di ottenere informazioni
complementari a quelle radiografiche. Difatti, i principali componenti del
tessuto mammario, quali il sangue i lipidi e l'acqua, presentano un
diverso assorbimento della luce nell'intervallo spettrale da 600 nm a 1000
nm ed è quindi possibile in linea di principio evidenziare le diverse
strutture del seno sulla base del loro differenti proprietà. Occorre
tenere conto tuttavia che i tessuti sono mezzi fortemente diffondenti ed
una semplice misura di attenuazione non discrimina l'assorbimento dalla
diffusione.
Per misurare simultaneamente i coefficienti di assorbimento e diffusione è
stata sviluppata una tecnica innovativa di trasmittanza risolta in tempo.
Essa si basa sulla misura della distribuzione temporale dei fotoni
trasmessi dal tessuto in seguito all'immissione di un impulso laser di
breve durata. In generale la forma della distribuzione temporale della
luce trasmessa è correlati alle proprietà ottiche (assorbimento e
diffusione) del mezzo attraversato. L'assorbimento fornisce informazioni
sulla composizione del tessuto, mentre la diffusione dà informazioni sugli
aspetti strutturali. La diagnostica clinica si basa dunque sulla
possibilità di evidenziare un tumore a fronte di differenti proprietà
ottiche del tessuto neoplastico rispetto a quello sano.
Utilizzando questa metodica sono stati sviluppati, a Milano e a Berlino
(Physikalisch-Technische Bundesanstalt), i due primi prototipi clinici
operanti nel dominio del tempo. Questi strumenti sono attualmente in fase
di sperimentazione clinica all'interno di un trial multicentrico,
nell'ambito del progetto europeo OPTIMAMM.
Lo strumento di Milano (MAMMOT; MAMMograph for Optical Tomography) è stato
realizzato nell'ambito di una consolidata collaborazione tra il personale
della Sezione Politecnico di Milano dell'Istituto di Fotonica e
Nanotecnologie del CNR e quello del Dipartimento di Fisica del Politecnico
di Milano. L'immagine mammografica viene ottenuta con due fibre ottiche
coassiali (una di iniezione e l'altra di raccolta) che compiono una
scansione del seno, da parti opposte del tessuto, con la mammella
debolmente compressa tra due piatti di Plexiglass. Al fine di ottenere
informazioni più mirate sulle diverse componenti del tessuto, nella fibra
di iniezione vengono lanciati quattro impulsi laser della durata di 200-400 ps rispettivamente a 685, 785, 915 e 975 nm. Con un campionamento ogni
millimetro, attraverso una strumentazione di rivelazione con elevata
risoluzione temporale e sensibilità al singolo fotone, vengono quindi
acquisite quattro forme d'onda, che processate opportunamente forniscono
le immagini ottiche in assorbimento e diffusione alle quattro lunghezze
d'onda.
Nel trial clinico attualmente in corso presso la Clinica "S. PIO X" di
Milano, sono stati analizzati fino ad ora 119 pazienti, con patologie sia
benigne che maligne. Insieme ai dati di Berlino, questa rappresenta la più
ampia casistica attualmente disponibile a livello internazionale. I
risultati sono molto incoraggianti ed è stato possibile discriminare i
differenti tipi di lesione e iniziare a strutturare una banca dati con le
proprietà ottiche delle diverse patologie.
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