Visualización y detección cuantitativa de cáncer de piel utilizando imágenes térmica dinámica

Este procedimiento tiene como objetivo diagnosticar el melanoma u otros tipos de cáncer de piel de forma no invasiva mediante imágenes infrarrojas dinámicas. Comience tomando una fotografía con luz blanca de la lesión y el tejido sano circundante, seguida de una imagen infrarroja de referencia de la misma región de la piel. A continuación, enfríe la lesión y la piel circundante.

A continuación, elimine la tensión de enfriamiento y registre una película infrarroja del proceso de recalentamiento denominado recuperación térmica. Finalmente, realizar el análisis de datos y el procesamiento de imágenes de la luz blanca capturada e imágenes infrarrojas para medir la temperatura de la piel en función del tiempo durante el proceso de recuperación térmica, comparar la temperatura de la piel en la ubicación de la lesión y lejos de la lesión para evaluar las diferencias en la respuesta térmica como una indicación de una mayor actividad metabólica que puede estar relacionada con el cáncer de piel. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran la generación de calor a través de imágenes térmicas dinámicas.

La imagen infrarroja dinámica es un método no invasivo, objetivo y cuantitativo que permite la detección del melanoma en una etapa temprana de la enfermedad. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo, como si elijo lesiones de señal humana que son metabólicamente activas y medir el nivel de actividad metabólica combinado con un mayor suministro de sangre. Esto puede estar relacionado con la estadificación del cáncer.

Este método implica cierta complejidad en la adquisición de datos precisos de la temperatura de la superficie utilizando técnicas de imágenes infrarrojas y la compensación del movimiento involuntario del sujeto durante el proceso de imagen. Por lo tanto, el Dr. Mcg Miguel Perini, un postdoc de mi laboratorio y yo ahora demostraremos el procedimiento, Organizar una sala de examen con temperatura controlada equipada con una cámara infrarroja y una PC para la adquisición y almacenamiento de imágenes infrarrojas, así como una tarjeta de adquisición de datos conectada a una computadora. Para controlar la temperatura ambiental y de la superficie de la piel, conecte termopares a una tarjeta de adquisición de datos durante el estudio del paciente y almacene los datos de medición en un ordenador.

Dado que la detección de lesiones en la imagen térmica requiere un efecto de enfriamiento, utilice un marcador adhesivo cuadrado para localizar la lesión pigmentada de interés y sus alrededores con la cámara digital. Adquiera una imagen de luz brillante de la lesión pigmentada y la ventana adhesiva. A continuación, conecte un dermatoscopio a una cámara digital y capture imágenes de oscopia.

El software de vista de laboratorio captura y guarda todas las imágenes infrarrojas utilizando el software de vista de laboratorio. Capture una imagen infrarroja de estado estacionario con una cámara infrarroja intermedia Merlin. Proceda a aplicar un chorro de aire frío en el área de la piel del paciente que contiene la lesión, así como en una región circundante de 50 milímetros de diámetro.

Después de un minuto, elimine el estrés de enfriamiento para permitir que la piel se vuelva a calentar a temperatura ambiente durante tres o cuatro minutos. Durante esta fase de recuperación térmica, capture imágenes infrarrojas de la lesión pigmentada cada dos segundos para obtener distribuciones precisas de temperatura transitoria en la superficie de la piel. Analice las imágenes IR utilizando un código de MATLAB personalizado para este fin, que incluye varios pasos de calibración y un sistema de análisis de imágenes multimodal.

Comience aplicando un algoritmo de detección de puntos de referencia a la imagen de luz brillante para localizar las esquinas del marcador adhesivo. A continuación, identifique los puntos correspondientes en la imagen IR de referencia, compense el movimiento involuntario del cuerpo o las extremidades del paciente utilizando estos puntos como puntos de referencia en un modelo de movimiento cuadrático para alinear la secuencia de imágenes IR durante la fase de recuperación. A continuación, utilice el caminante aleatorio para guiar espacialmente la segmentación colocando puntos de semilla para crear una imagen de máscara que delinee la lesión.

Una vez determinada la forma de la lesión, identificar la región correspondiente en cada una de las imágenes IR registradas. Seleccione puntos aleatorios dentro de la lesión y lejos de la lesión, representando la lesión y el tejido sano, respectivamente. A continuación, compare las respuestas térmicas transitorias de ambos sitios.

Por último, prepare una tabla que incluya todas las imágenes IR codificadas por colores de la oscopia digital de la lesión y el área circundante registradas en condiciones ambientales y dos segundos después de la excitación del enfriamiento, así como las respuestas térmicas transitorias de la lesión y el tejido sano correspondiente. En un estudio de pacientes en el que se seleccionan pacientes que poseen una lesión pigmentada con una indicación clínica para la biopsia para la obtención de imágenes, el aumento de la actividad metabólica de la lesión de melanoma se puede detectar mediante imágenes infrarrojas dinámicas. Una vez que se recopilan los datos del estudio del paciente, se obtiene una curva de respuesta térmica precisa con corrección de movimiento.

No hay diferencia de temperatura entre la lesión pigmentada benigna y el tejido cutáneo sano en la imagen infrarroja o durante la recuperación térmica. Las imágenes térmicas demuestran una ventaja particular en las lesiones cutáneas malignas basadas en las imágenes infrarrojas. Se observa una diferencia significativa de temperatura y color durante la recuperación térmica, solo en la ubicación de la lesión de melanoma en la imagen infrarroja.

Una vez totalmente optimizada y automatizada, esta técnica se puede realizar en dos o tres minutos si se realiza correctamente. Este procedimiento de diagnóstico por imágenes es inofensivo. No hay peligros involucrados, y esto es esencial en el diagnóstico clínico.

Mientras asiste a este procedimiento, es importante recordar que el sujeto debe permanecer lo más inmóvil posible después de este procedimiento. Se pueden realizar otros métodos, como la biopsia, para responder preguntas adicionales, como la estadificación y el nivel de penetración del cáncer y la segunda lesión.