La biopsia ottica rapida potrebbe essere un metodo di diagnosi precoce per il cancro dell’endometrio.

Il cancro dell’endometrio è il tumore ginecologico più comune

La diagnosi richiede una biopsia spesso dolorosa e invasiva che comporta un rischio di falsi negativi.

Un team di ricerca multidisciplinare della Washington University di St. Louis e del Siteman Cancer Center, con sede presso il Barnes-Jewish Hospital e WashU Medicine, sta cercando un metodo di imaging rapido, sicuro e non invasivo, combinato con l’apprendimento automatico, per l’individuazione e la diagnosi accurate di lesioni precancerose e tumori in fase iniziale.

Il team, guidato da Quing Zhu, professore di ingegneria titolare della cattedra Edwin H. Murty presso la McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis, ha condotto un’indagine preliminare utilizzando la tomografia a coerenza ottica (OCT) , che rileva le differenze nel modo in cui i tessuti riflettono la luce e acquisisce immagini 3D ad alta risoluzione con una profondità fino a 1-2 millimetri.

Grazie a una sonda a catetere personalizzata sviluppata nel laboratorio di Zhu, il team ha acquisito immagini dell’intera cavità endometriale in meno di 3 secondi, creando una biopsia ottica.

Si tratta del primo studio di imaging OCT 3D basato su catetere che integra caratteristiche ottiche, funzionali, strutturali e radiomiche per la valutazione dell’endometrio. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su npj Imaging .

Per ottenere immagini dai tessuti dei pazienti, il team ha collaborato con i medici di WashU Medicine, guidati dalla dottoressa Lindsay Kuroki, professoressa associata di ostetricia e ginecologia, e dal dottor Ian Hagemann, professore di patologia e immunologia e di ostetricia e ginecologia.

Insieme a Zhu, sono membri del gruppo di ricerca del Siteman Cancer Center, dove anche Kuroki cura i pazienti. Il team ha acquisito immagini OCT da 57 uteri sottoposti a isterectomia nel 2025. Di questi, 34 presentavano lesioni precancerose ad alto rischio o tumori in fase iniziale.

Le immagini OCT 3D hanno fornito una visione ravvicinata della microstruttura tissutale e delle proprietà ottiche, rivelando chiare differenze tra endometrio normale, endometrio benigno, lesioni precancerose ad alto rischio e carcinoma endometriale in diversi stadi.

I primi autori Sanskar Thakur, dottorando nel laboratorio di Zhu, e Yixiao Lin, che ha conseguito un dottorato in ingegneria biomedica presso la WashU nel 2025, hanno sviluppato una pipeline per l’estrazione di caratteristiche dalle immagini e un modello di apprendimento automatico per categorizzare i risultati in due gruppi: normali e benigni, e precancerosi e cancerosi, utilizzando 26 caratteristiche estratte dalle immagini. Il loro modello ha raggiunto una sensibilità esplorativa del 94% e una specificità dell’87%.

“L’attuale pratica della biopsia endometriale presenta un tasso di falsi negativi stimato intorno al 10% (con una sensibilità di circa il 90%), dovuto principalmente alle limitazioni del campionamento e alla variabilità interpretativa”, ha affermato Zhu. “Con il nostro sistema di imaging OCT tridimensionale combinato con l’apprendimento automatico, possiamo visualizzare l’intera cavità endometriale in 2-3 secondi e potenzialmente raggiungere una sensibilità superiore rispetto al campionamento bioptico casuale.”

“Attualmente non esiste uno screening affidabile per il cancro dell’endometrio”, ha affermato il coautore David Mutch, professore titolare della cattedra Ira C. e Judith Gall e vicepresidente del dipartimento di ostetricia e ginecologia presso WashU Medicine, membro del gruppo di ricerca Siteman e responsabile del progetto di ricerca Route 66 Endometrial Cancer Specialized Program of Research Excellence (SPORE).

“Questa tecnologia, sviluppata da Zhu e dai suoi colleghi, dovrebbe consentirci di effettuare uno screening più efficace per questo tipo di cancro e, come minimo, di individuarlo in una fase molto più precoce del suo sviluppo”, ha aggiunto Mutch. “Si tratta di una tecnologia davvero innovativa e all’avanguardia.”

In futuro, ha affermato Zhu, il team prevede di valutare il catetere su pazienti reali per dimostrare il potenziale applicativo della tecnologia OCT assistita dall’intelligenza artificiale.

Abstract

Il carcinoma endometriale è la neoplasia più comune dell’apparato riproduttivo femminile, eppure la diagnosi si basa su prelievi tissutali invasivi con rischio di falsi negativi. Presentiamo uno studio preliminare sulla tomografia a coerenza ottica (OCT) 3D basata su catetere, integrata con l’analisi di caratteristiche funzionali, strutturali e radiomiche, per la valutazione non invasiva dell’endometrio in campioni ex vivo. Un catetere OCT personalizzato da 3,1 mm ha acquisito immagini volumetriche da 57 campioni uterini intatti, comprendenti endometrio normale, condizioni benigne, neoplasia intraepiteliale endometriale ad alto rischio e carcinoma endometriale. Caratteristiche funzionali, strutturali e radiomiche sono state estratte dalle immagini di intensità e diffusione OCT. Le caratteristiche statisticamente significative sono state selezionate per costruire una matrice di similarità del coseno e un grafico di rete di similarità del coseno. La visualizzazione della similarità del coseno ha dimostrato una sensibilità e una specificità esplorative del 94% e dell’87%, mentre un classificatore di regressione logistica con convalida incrociata ha prodotto una sensibilità e una specificità del 91% e dell’83%. Questi risultati supportano l’OCT 3D basato su catetere come un approccio promettente di biopsia ottica non invasiva per migliorare la rilevazione del cancro dell’endometrio.

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