定量可视化和皮肤癌症使用动态热成像检测

该程序旨在使用动态红外成像无创诊断黑色素瘤或其他类型的皮肤癌。首先拍摄病变和周围健康组织的白光照片，然后拍摄皮肤同一区域的参考红外图像。接下来，冷却病变和周围的皮肤。

然后去除冷却应力并记录称为热回收的再加热过程的红外电影。最后，对捕获的白光和红外图像进行数据分析和图像处理，以测量热恢复过程中皮肤温度随时间的变化，比较病灶位置和远离病灶的皮肤温度，以评估热反应的差异，作为可能与皮肤癌相关的代谢活动增加的迹象。最终，可以获得通过动态热成像显示热量产生的结果。

动态红外成像是一种无创客观的定量方法，可以在疾病的早期阶段检测黑色素瘤。这种方法可以帮助回答该领域的关键问题，例如 I 选择男性信号病变是否具有代谢活性，并测量代谢活动水平以及血液供应增加。这可能与癌症分期有关。

这种方法需要使用红外成像技术获取准确的表面温度数据，并补偿成像过程中物体的不自主运动，这需要一些复杂性。因此，我实验室的博士后 Mcg Miguel Perini 博士和我现在将演示该程序，组织一个温控检查室，配备红外摄像头和用于红外图像采集和存储的 PC，以及连接到计算机的数据采集卡。为了监测室内和皮肤表面温度，在患者研究期间将热电偶连接到数据采集卡上，并将测量数据存储在计算机上。

由于热图像中的病变检测需要冷却效果，因此请使用方形胶粘剂标记物通过数码相机定位感兴趣的色素沉着病变及其周围环境。获取色素沉着病变和粘合窗口的亮光图像。然后将皮肤镜连接到数码相机并拍摄耳镜图像。

实验室视图软件使用实验室视图软件捕获并保存所有红外图像。使用 Merlin 中途红外热像仪捕获稳态红外图像。继续将冷空气流施加到包含病变的患者皮肤区域，以及直径为 50 毫米的周围区域。

一分钟后，去除冷却压力，让皮肤在室温下重新加热三到四分钟。在此热恢复阶段，每两秒捕获一次色素沉着病变的红外图像，以获得皮肤表面的准确瞬态温度分布。使用为此目的定制的 MATLAB 代码分析 IR 图像，包括几个校准步骤和一个多模态图像分析系统。

首先，将特征点检测算法应用于强光图像，以定位胶粘剂标记的角落。接下来，确定参考 IR 图像中的相应点，通过将这些点用作二次运动模型中的标志来补偿患者的不自主身体或肢体运动，以便在恢复阶段对齐 IR 图像序列。接下来，使用随机游走器通过放置种子点来创建描绘病变的蒙版图像，从而在空间上引导分割。

确定病变的形状后，确定每个注册的 IR 图像中的相应区域。选择病灶内部和远离病灶的随机点，分别代表病灶和健康组织。然后比较两个站点的瞬态热响应。

最后，准备一张表格，包括在环境条件下和冷却激发后 2 秒记录的病变和周围区域的所有数字耳镜彩色编码 IR 图像，以及病变和相应健康组织的瞬态热响应。在一项患者研究中，选择具有临床活检指征的色素性病变患者进行成像，动态红外成像可以检测到黑色素瘤病变代谢活动的增加。从患者的研究中收集到数据后，通过运动校正获得精确的热响应曲线。

良性色素沉着病灶与健康皮肤组织在红外图像中或热恢复过程中的温度没有差异。根据红外图像，热成像在恶性皮肤病变中证明了特别的优势。在热恢复过程中观察到显着的温度和颜色差异，仅在红外图像中黑色素瘤病变的位置。

一旦完全优化和自动化，如果执行得当，这项技术可以在两到三分钟内完成。这种成像程序是无害的。不涉及任何危害，这在临床诊断中是必不可少的。

在执行此程序时，重要的是要记住，对象需要按照此程序尽可能保持不动。可以进行活检等其他方法，以回答其他问题，例如癌症和第二个病灶的分期和穿透水平。