The Incredible Cancer-Detecting Potential of Photoacoustic Imaging | Lei Li | TED

Translator: Agus Ari Wibawa Reviewer: Nathaniel Luis Reyhan Soesilo

Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.

Kanker payudara adalah salah satu penyebab utama kematian akibat kanker.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

Sekitar satu dari delapan wanita di AS akan menderita kanker payudara invasif

over the course of their lifetime.

dalam hidup mereka.

And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.

Secara global, jutaan wanita menderita kanker payudara setiap tahunnya.

But it is quite treatable if detected early.

Namun ini masih bisa ditangani jika dideteksi sejak dini.

Right now, actually, mammography is the gold standard

Saat ini, sebenarnya, mamografi adalah standar emas

for breast cancer diagnosis.

untuk mendiagnosis kanker payudara.

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

Namun 10% kanker payudara luput dari deteksi mamografi.

Thousands of lives could be lost each year

Ribuan nyawa bisa melayang setiap tahunnya

because of this 10 percent.

dikarenakan oleh 10% ini.

Today, I’m going to introduce a new technology:

Hari ini, saya akan memperkenalkan sebuah teknologi baru:

photoacoustic imaging.

pencitraan fotoakustik.

As you can see,

Seperti yang Anda bisa lihat,

it provides a much clearer image,

ini menghasilkan gambar yang lebih jernih

leading to a more accurate diagnosis.

yang membuat diagnosis lebih akurat.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

Harganya akan terjangkau, sama seperti pemindai ultrasonik.

It's painless and fast,

Ini tidak menyakitkan dan cepat,

taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.

hanya memakan waktu 15 detik untuk memindai keseluruhan payudara dalam 3D.

And immediate results will be delivered to the patients.

Dan hasilnya akan langsung dikirimkan ke pasien.

Beyond breast imaging,

Selain pencitraan payudara,

this technology will broadly transform how we see inside our bodies --

teknologi ini akan mengubah cara kita melihat ke dalam tubuh.

and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer

Bahkan, mungkin suatu hari kita dapat mendiagnosis kanker

via a wearable watch-like device

menggunakan perangkat serupa jam tangan

that monitors circulating tumor cells.

yang memantau sel tumor yang beredar.

So what is photoacoustic imaging?

Jadi apa itu pencitraan fotoakustik?

Based on a photoacoustic effect,

Berdasarkan efek fotoakustik,

it is a conversion of light energy into sound energy.

energi cahaya dikonversi menjadi energi suara.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

Kami menembakkan pulsa laser yang aman ke dalam jaringan.

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

Cahayanya terserap, sehingga suhunya sedikit meningkat.

The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,

Peningkatan suhu ini menyebabkan ekspansi volume yang sangat kecil,

which, in turn, generates acoustic waves.

yang mana kemudian menghasilkan gelombang akustik.

Sensors process those sound signals,

Sensor memproses sinyal suara tersebut,

resulting in a high-resolution image

menghasilkan gambar resolusi tinggi

whose level of clarity and detail far surpasses

yang tingkat kejernihan dan detailnya jauh mengungguli

what you've got with traditional CT scans or ultrasound.

apa yang Anda dapatkan dari pemindai CT atau ultrasonik tradisional.

Now, about me.

Sekarang, tentang saya.

I started out in industrial optics,

Saya awalnya memulai dari industri optika,

but changed direction

tetapi berganti haluan

after my grandparents died of cancer and stroke.

setelah kakek saya meninggal akibat kanker dan strok.

I realized that we needed better imaging technology

Saya menyadari bahwa dibutuhkannya teknologi pencitraan yang lebih baik

to aid early diagnosis

untuk membantu diagnosis dini

and to provide a better understanding of the diseases.

dan menyediakan pemahaman yang lebih baik tentang penyakit.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

Jadi saya memutuskan untuk mengabdi di bidang pencitraan optika biomedis.

Sekarang saya meneliti dan mengembangkan pencitraan medis generasi berikutnya

I now research and develop next generation medical imaging

with applications ranging from diagnosing cancer

yang bisa digunakan untuk mendiagnosis kanker,

to mapping brain functions

memetakan fungsi otak,

and navigating medical micro robots for drug delivery.

dan memandu robot medis berukuran mikro untuk mengantarkan obat.

Here are some examples showing what we can do.

Berikut beberapa contoh yang menunjukkan kemampuan kami.

Take this mouse.

Contohnya tikus ini.

The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.

Tikus ini telah diiris secara virtual menjadi 600 lapis dari kepala hingga kaki.

It took only 12 seconds to complete the whole body scan.

Pemindaian ini hanya membutuhkan 12 detik.

It looks a little like a mouse carpaccio.

Ini terlihat seperti makanan irisan daging tikus.

(Laughter)

(Tawa)

But don't worry, no mice were hurt during the imaging.

Jangan khawatir, tak ada tikus yang disakiti selama pencitraan ini.

(Laughter)

(Tawa)

In this next video,

Di video selanjutnya,

we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.

kami memosisikan tikus lain untuk mencitrakan hatinya.

The liver has a lot of blood vessels inside.

Hati memiliki banyak pembuluh darah di dalamnya.

You can see them as a tree-like network.

Anda bisa melihatnya menyerupai jaringan pohon.

Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,

Sebab paparan waktu pencitraannya terlalu singkat, hanya 15 mikrodetik,

there is no blur at all,

tidak ada blur sama sekali

despite the movement of the animal during the imaging.

meskipun hewannya bergerak selama proses pencitraannya.

The mouse is breathing normally,

Tikusnya bernapas dengan normal,

and every frame in our video is clear.

dan setiap bingkai dalam video kami itu jernih.

With each slice we can clearly see the internal structure

Di setiap irisan, terlihat dengan jelas struktur organ dalam

and the blood vessel network.

dan jaringan pembuluh darahnya.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

Ini memungkinkan kita untuk membedakan sebuah tumor dari jaringan yang normal.

The light dose we use is well below the safety limit,

Dosis cahaya yang kami gunakan masih jauh di dalam batas aman,

and we don't need to inject any contrast agents.

dan kami tidak perlu menyuntikkan agen kontras apa pun.

It is totally non-invasive.

Ini sepenuhnya tidak invasif.

Now, for an example, that is a little closer to home.

Sekarang, sebagai contoh, ini sedikit lebih relevan kepada saya.

This is a side by side comparison of human brain images.

Ini adalah perbandingan gambar otak manusia secara berdampingan.

On the left, you see an image from an MRI.

Di sebelah kiri, Anda melihat pencitraan dari MRI.

On the right, from photoacoustic imaging.

Di sebelah kanan, dari pencitraan fotoakustik.

Pencitraan fotoakustik bisa menunjukkan detail dari pembuluh darah,

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

but with even faster detection of the brain functions

mendeteksi fungsi otak dengan lebih cepat

and without using the costly high-magnetic field.

tanpa menggunakan medan magnetis tinggi yang mahal.

What you are seeing here is the brain's activity,

Apa yang Anda lihat di sini adalah aktivitas otak,

where a patient, now a human this time,

di mana seorang pasien, yang sekarang adalah manusia,

taps his finger, puckers his lips,

mengetukkan jarinya, memonyongkan bibirnya,

taps his tongue and is listening and thinking of words.

mengetukkan lidahnya, dan mendengarkan serta memikirkan kata-kata.

Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.

Meski tak memiliki gambarnya, saya ingin membagikan satu contoh lainnya.

In science fiction,

Dalam karya fiksi ilmiah,

micro robots enter our bodies to cure diseases

robot mikro masuk ke tubuh kita untuk menyembuhkan penyakit

in hard-to-reach areas.

di tempat yang sulit dijangkau.

However, in reality,

Namun, pada kenyataannya,

locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.

melacak, memandu, dan mengontrolnya di dalam tubuh adalah tantangan besar.

Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,

Sama seperti satelit di luar angkasa memandu mobil ke tempat tujuan,

a photoacoustic imaging system outside the body

sistem pencitraan fotoakustik di luar tubuh

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

bisa digunakan sebagai GPS untuk robot-robot mikro tersebut.

Biomedical optics has come a long way.

Optika biomedis telah melalui perjalanan panjang.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

Mikroskop yang digunakan sehari-hari untuk diagnosis medis modern

was invented in the 17th century,

diciptakan pada abad ke-17.

which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.

Dengan kemampuan melihat ke dalam sel, ilmu kedokteran abad ke-19 berubah pesat.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

Lalu, tomografi koherensi optik yang dikembangkan pada tahun 1990-an

increased optical penetration to 1 millimeter,

meningkatkan penetrasi optika menjadi satu milimeter,

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

membawa manfaat besar kepada perawatan klinis untuk kulit dan mata.

Now, photoacoustic imaging,

Sekarang, pencitraan fotoakustik,

first adopted for medical use in the 2000s,

pertama kali digunakan untuk keperluan medis pada tahun 2000-an,

allows us to see even more,

memungkinkan kita untuk melihat lebih banyak,

allowing penetration by another order of magnitude,

memungkinkan penetrasi dengan tingkat yang lebih tinggi,

to several centimeters,

sampai beberapa sentimeter,

allowing organ-level in vivo human imaging.

hingga organ milik manusia hidup dapat dicitrakan.

Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.

Pencitraan ini adalah area riset yang sangat aktif dan berkembang pesat.

Using microwaves instead of light,

Alih-alih cahaya, kami menggunakan gelombang mikro.

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

Metode pencitraan ini menjanjikan penetrasi sekujur tubuh untuk manusia

in the future.

di masa depan.

We are hoping that the further advancement of this technology

Kami berharap bahwa pemutakhiran teknologi ini

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

akan membantu diagnosis dini dari kanker dan penyakit otak,

ultimately benefiting global health.

dan akhirnya membantu kesehatan global.

I hope you all can share my excitement over this fast-growing field

Saya harap Anda turut merasa girang akan bidang yang bertumbuh pesat ini,

and hope you'll join us in advancing the technology.

dan Anda dapat bergabung dalam memajukan teknologi ini.

Thank you.

Terima kasih.

(Applause)

(Tepuk tangan)