Fotoakustisk avbildning av huvud- och halstumörer

Cancer står för nästan 30 % av alla dödsfall i England och Wales. Huvud- och halscancer är den 8:e vanligaste cancerformen i Storbritannien, och under det senaste decenniet har incidensen och dödligheten ökat med 24 % respektive 14 %. Skivepitelcancer (SCC) eller en variant är den vanligaste histologiska typen i dessa cancerformer. Prognosen och behandlingen beror i grunden på TNM-stadiet. Till exempel är 1- och 3-årsöverlevnaden för patienter med cancer i munhålan i ett tidigt stadium (stadium 1 och 2) runt 90 % och 65 %; för sjukdomar i sent stadium (stadium 3 och 4) sjunker detta till cirka 80 % respektive 45 %. Patienter med avancerad sjukdom kräver ofta mer aggressiv behandling såsom preoperativ (neo-adjuvant) kemoterapi, strålbehandling eller båda; och behöver vanligtvis mer omfattande operation/strålbehandling när definitiv behandling sätts in.

Den åttonde upplagan av TNM-klassificeringen av maligna tumörer, som tillhandahåller internationellt överenskomna standarder för stadiecancer, inkluderar nu invasionsdjupet (DOI) av oral cancer för exakt T-stadieindelning, med 5 mm som gränsen mellan steg 1 och 2 , och 10 mm avskärningen för sjukdomar i steg 2 och 3. Den exakta omfattningen av lokal tillväxt avgör inte bara om en begränsad lokal resektion kan uppnås snarare än en mer radikal excision, utan DOI-dimensionen, som tros återspegla närheten till underliggande lymf- och vaskulära strukturer, är en bra prediktor. av LN-engagemang. Som beskrivits är överlevnadsgraden hos dessa patienter relaterad till sjukdomsstadiet, därför är avbildning en avgörande bestämningsfaktor för prognosen. Det finns en brist på data om tillförlitligheten av radiologisk och klinisk stadieindelning av DOI såväl som den efterföljande överensstämmelsen mellan dessa mätningar och den patologiska, dvs. postkirurgiska, DOI. Den avbildningsmodalitet som används för att bedöma T-stadiet/DOI av munhålecancer varierar mellan UL, CT och MRT beroende på centrets preferenser. Små studier som utvärderar hur noggranna var och en av dessa avbildningsmodaliteter är vid bestämning av DOI har utförts med lovande resultat, men de är begränsade.

Begränsningar i röntgen- och klinisk stadieindelning av hals-LN är också välkända och elektiv halsdissektion (END), som involverar resektion av hela den regionala LN-gruppen, anses fortfarande vara den mest exakta diagnostiska proceduren för N-stadieindelning. Den rapporterade genomsnittliga incidensen av subklinisk ockult nodal metastasering som upptäckts vid SLUT hos patienter med tungcancer i tidigt stadium är cirka 25 % - vilket antyder att dessa missades av konventionell bildbehandling. Detta är dock en invasiv kirurgisk teknik med betydande associerad sjuklighet t.ex. neuropatisk smärta och minskad axelrörelse, och det råder osäkerhet om huruvida det ger någon meningsfull klinisk fördel jämfört med observation hos patienter med tidigt sjukdomsstadium. Ett alternativ till END i röntgenologisk/klinisk N0 SCC i munhålan är sentinel lymfkörtelbiopsi (SNLB), som innebär att identifiera och skära ut de initiala LN som en primär tumör dräneras till, och därigenom försöka begränsa den kirurgiska dissektionen. Trots detta kräver detta fortfarande ett kirurgiskt ingrepp med tillhörande risker, kostnader och patientbesvär, är inte allmänt tillgängligt och missar fortfarande >15 % av sjuka noder.

Ett snabbt och lättanvänt, icke-invasivt och vältolererat test som skulle kunna förbättra lokal och regional cancerstadieindelning, samt hjälpa till att standardisera denna bedömning över centra skulle därför vara av stort kliniskt värde.

Fotoakustisk tomografi (PAT) är en relativt ny teknik som kanske kan hjälpa till att tillgodose dessa behov. PAT är beroende av absorptionen av lasergenererat ljus med specifika våglängder (ofta i det infraröda spektrumet) av inneboende komponenter i den avbildade vävnaden. Sådan absorption resulterar i emission av ultraljudsvågor, som kan rekonstrueras till bilder på liknande sätt som konventionella ultraljudsskannrar. Genom att avbilda vid flera våglängder kan vävnadsfördelningen av vatten, lipid och hemoglobin (i röda blodkroppar och därmed blodkärl) kartläggas med extremt hög upplösning (~100 mikron), vilket ökar möjligheten att PAT kan avbilda tumören med liten volym som existerande tekniker kan inte.