Multiparametric photoacoustic and ultrasonic imaging of the breast in cranial-caudal view

乳房头尾视图的多参数光声和超声成像

基本信息

  • 批准号:
    10579172
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-04-07 至 2024-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT The ultimate goal of this project is to address the unmet clinical need in breast cancer screening for women with high breast density. This population (BI-RADS density grades C and D) accounts for nearly half of women. The high breast density reduces mammography sensitivity to as low as 62%, and it is also associated with a two-fold higher risk of breast cancer (American College of Obstetricians and Gynecologists, Management of Women With Dense Breasts Diagnosed by Mammography, 2016). While 30 states have now passed breast density notification laws, there is no promising modality for large-scale screening of patients with dense breasts. For instance, the breast ultrasound (US) is operator-dependent, and has limited sensitivity and a high false positive rate; while dynamic contrast-enhanced (DCE) breast magnetic resonance imaging (MRI) is limited by its high cost, required injection of gadolinium contrast, and limited availability. To address this issue, this project will develop a three- dimensional (3D) breast screening system with both photoacoustic (PA) and US imaging capabilities. The proposal is capitalized on the team’s recent advances in the double-scan PA technology, which utilized two linear transducer arrays and two linear optical fiber bundles to image a slightly compressed breast from both the cranial and caudal (CC) sides. With a novel co-planar optical illumination and acoustic detection design, the prototype system successfully imaged through a 7-cm-thick compressed breast. This depth has never been achieved by any other PA breast imaging systems. The CC-view detection also presents images in a form that is familiar to radiologists. In addition, the system is portable and images the patient in a standing pose, both of these features will significantly facilitate clinical workflow. This R01 project will further advance the dual-scan system to achieve better breast coverage, higher spatial resolution, better US capability, and multi-parametric quantification of breast tissue. To ensure successful implementation of the project, the team possesses multidisciplinary expertise in photoacoustics, ultrasound, computational informatics, biostatistics, as well as breast oncology and radiology. The project has also secured support from the Buffalo’s two busiest breast imaging centers ― Roswell Park Cancer Institute and Windsong Radiology Group. The specific aims of the project are as follows: Aim 1. Develop a compact double-scan photoacoustic and ultrasonic breast imaging system. Aim 2. Develop photoacoustic and ultrasound image acquisition and processing algorithms. Aim 3. Investigate photoacoustic and ultrasonic features of breast malignancy.
抽象的 该项目的最终目标是解决患有乳腺癌筛查的临床需求 高乳房密度。该人口(BIDS密度C和D级)几乎占女性的一半。这 高乳房密度可将乳房X线摄影敏感性降低至62%,也与两个倍相关 乳腺癌的风险更高(美国妇产科医生学院 由乳房X线摄影诊断出的密集乳房,2016年)。而30个州现在通过了乳房密度通知 法律,对于对乳房致密的患者进行大规模筛查没有任何希望的方式。例如, 乳房超声(US)是依赖性的,具有有限的灵敏度和高的假阳性。尽管 动态对比增强(DCE)乳腺磁共振成像(MRI)受其高成本的限制,所需 注入gadolinium对比度和有限的可用性。为了解决这个问题,该项目将开发一个三 具有光声(PA)和美国成像功能的尺寸(3D)乳房筛查系统。这 提案资本是该团队在双扫描PA技术方面的最新进展,该技术利用了两种线性 换能器阵列和两个线性光纤束,以从颅骨中形象略微压缩的乳房 和尾部(CC)的侧面。具有新型的共同平面光学照明和声学检测设计,原型 系统通过7厘米厚的压缩乳房成功成像。这个深度从未实现 任何其他PA乳房成像系统。 CC视图检测还以熟悉的形式呈现图像 放射科医生。此外,该系统是便携式的,并以站立姿势为患者,这两个功能 将显着促进临床工作流程。这个R01项目将进一步推进双扫描系统以实现 更好的乳房覆盖范围,更高的空间分辨率,更好的美国能力和多参数量化 乳腺组织。为了确保成功实施项目,团队拥有多学科专业知识 在光声学,超声,计算信息,生物统计学以及乳房肿瘤学和放射学。 该项目还获得了布法罗最繁忙的乳房成像中心的支持-Roswell Park 癌症研究所和频道放射学小组。该项目的具体目的如下:目标1。 紧凑的双扫描光声和超声乳房成像系统。目标2。发展光声和 超声图像采集和处理算法。目标3。调查光声和超声波 乳房恶性肿瘤的特征。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Trans-illumination intestine projection imaging of intestinal motility in mice.
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-21930-w
  • 发表时间:
    2021-03-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang D;Zhang H;Vu T;Zhan Y;Malhotra A;Wang P;Chitgupi U;Rai A;Zhang S;Wang L;Huizinga JD;Lovell JF;Xia J
  • 通讯作者:
    Xia J
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