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女性乳腺癌筛查中未满足的临床需求 高乳腺密度(BI-RADS 密度等级 C 和 D)占女性的近一半。 高乳房密度可将乳房 X 光检查敏感性降低至 62%,并且还与两倍的 患乳腺癌的风险较高(美国妇产科医师学会,女性乳腺癌管理) 通过乳房 X 光检查诊断致密乳房,2016 年,目前已有 30 个州通过了乳房致密通知。 法律规定,目前还没有一种有前景的方法可以对致密乳房患者进行大规模筛查。 乳房超声(US)取决于操作者,灵敏度有限且假阳性率较高; 动态对比增强 (DCE) 乳腺磁共振成像 (MRI) 因其高成本而受到限制,需要 注射钆对比剂和有限的可用性为了解决这个问题,这个项目将开发一种三-。 具有光声 (PA) 和超声成像功能的三维 (3D) 乳腺筛查系统。 该提案利用了该团队在双扫描 PA 技术方面的最新进展,该技术利用了两个线性 换能器阵列和两个线性光纤束从两个颅骨对稍微受压的乳房进行成像 原型采用新颖的共面光学照明和声学检测设计。 系统成功地通过 7 厘米厚的压缩乳房进行成像。 任何其他 PA 乳腺成像系统也可以以熟悉的形式呈现图像。 此外,该系统是便携式的,可以对站立姿势的患者进行成像,这两个功能都具有。 该R01项目将显着促进临床工作流程,进一步推进双扫描系统的实现。 更好的乳房覆盖、更高的空间分辨率、更好的超声能力以及多参数量化 为了确保该项目的成功实施,该团队拥有多学科的专业知识。 光声学、超声、计算信息学、生物统计学以及乳腺肿瘤学和放射学。 该项目还获得了布法罗两个最繁忙的乳腺成像中心——罗斯威尔公园的支持 癌症研究所和Windsong Radiology Group 该项目的具体目标如下: 目标 1. 发展。 目标 2. 开发光声和超声乳腺成像系统。 目标 3. 研究光声和超声波。 乳腺恶性肿瘤的特点。

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.
小鼠肠道运动的透射照明肠道投影成像。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-03-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang, Depeng;Zhang, Huijuan;Vu, Tri;Zhan, Ye;Malhotra, Akash;Wang, Pei;Chitgupi, Upendra;Rai, Aliza;Zhang, Sizhe;Wang, Lidai;Huizinga, Jan D;Lovell, Jonathan F;Xia, Jun
  • 通讯作者:
    Xia, Jun
Photoacoustic dual-scan mammoscope: results from 38 patients.
光声双扫描乳房 X 线镜:38 名患者的结果。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Nyayapathi, Nikhila;Zhang, Huijuan;Zheng, Emily;Nagarajan, Srinidhi;Bonaccio, Ermelinda;Takabe, Kazuaki;Fan, Xinhao C;Xia, Jun
  • 通讯作者:
    Xia, Jun
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