Visualisation quantitative et la détection de cancer de la peau Utilisation dynamique imagerie thermique

Cette procédure vise à diagnostiquer de manière non invasive le mélanome ou d'autres types de cancer de la peau à l'aide d'une imagerie infrarouge dynamique. Commencez par prendre une photographie en lumière blanche de la lésion et du tissu sain environnant, suivie d'une image infrarouge de référence de la même région de la peau. Ensuite, refroidissez la lésion et la peau environnante.

Ensuite, supprimez le stress de refroidissement et enregistrez un film infrarouge du processus de réchauffement appelé récupération thermique. Enfin, effectuez l'analyse des données et le traitement d'images des images capturées en lumière blanche et en infrarouge afin de mesurer la température de la peau en fonction du temps pendant le processus de récupération thermique, comparez la température cutanée au niveau de la lésion et à distance de la lésion pour évaluer les différences de réponse thermique comme indicateur d'une activité métabolique accrue pouvant être liée au cancer de la peau. En définitive, des résultats peuvent être obtenus qui montrent la production de chaleur par imagerie thermique dynamique.

L'imagerie infrarouge dynamique est une méthode non invasive, objective et quantitative qui permet de détecter le mélanome à un stade précoce de la maladie. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine, telles que savoir si une lésion suspecte est métaboliquement active et mesurer le niveau d'activité métabolique associé à une augmentation de l'apport sanguin. Ceci peut être relié au stade de la cancérisation.

Cette méthode implique une certaine complexité dans l'acquisition de données précises de température de surface à l'aide de techniques d'imagerie infrarouge et dans la compensation des mouvements involontaires du sujet pendant le processus d'imagerie. Ainsi, le Dr. McG Miguel Perini, postdoctorant de mon laboratoire, et moi-même allons maintenant démontrer la procédure : organiser une salle d'examen à température contrôlée équipée d'une caméra infrarouge et d'un ordinateur pour l'acquisition et le stockage des images infrarouges, ainsi que d'une carte d'acquisition de données connectée à un ordinateur. Afin de surveiller les températures ambiante et de la surface cutanée, fixer des thermocouples à une carte d'acquisition de données pendant l'étude du patient et stocker les données de mesure sur un ordinateur.

Étant donné que la détection des lésions sur l'image thermique nécessite un effet de refroidissement, utilisez un marqueur adhésif carré pour localiser la lésion pigmentée d'intérêt ainsi que ses environs à l'aide de l'appareil photo numérique. Acquérez une image en lumière vive de la lésion pigmentée et de la fenêtre adhésive. Ensuite, reliez un dermatoscope à un appareil photo numérique et capturez des images en dermoscopie.

Le logiciel de visualisation en laboratoire capture et enregistre toutes les images infrarouges à l'aide du logiciel de visualisation en laboratoire. Acquérir une image infrarouge en régime permanent à l'aide d'une caméra infrarouge Merlin Midway. Appliquer ensuite un flux d'air froid sur la zone de la peau du patient contenant la lésion, ainsi que sur une région environnante d'un diamètre de 50 millimètres.

Après une minute, supprimez le stress de refroidissement afin de permettre à la peau de se réchauffer à température ambiante pendant trois à quatre minutes. Pendant cette phase de récupération thermique, capturez des images infrarouges de la lésion pigmentée toutes les deux secondes afin d'obtenir des distributions précises des températures transitoires à la surface de la peau. Analysez les images IR à l'aide d'un code MATLAB personnalisé à cet effet, comprenant plusieurs étapes d'étalonnage et un système d'analyse d'images multimodal.

Commencez par appliquer un algorithme de détection de points caractéristiques à l'image en lumière vive afin de localiser les coins du marqueur adhésif. Ensuite, identifiez les points correspondants dans l'image de référence en infrarouge et compensez les mouvements involontaires du corps ou des membres du patient en utilisant ces points comme repères dans un modèle quadratique de mouvement pour aligner la séquence d'images IR pendant la phase de récupération. Puis, utilisez l'algorithme du marcheur aléatoire pour guider spatialement la segmentation en plaçant des points initiaux afin de créer une image masque délimitant la lésion.

Une fois la forme de la lésion déterminée, identifier la région correspondante dans chacune des images IR enregistrées. Sélectionner des points aléatoires à l'intérieur de la lésion et à distance de la lésion, représentant respectivement la lésion et le tissu sain. Comparer ensuite les réponses thermiques transitoires des deux sites.

Enfin, préparez un tableau incluant toutes les images infrarouges codées par couleurs obtenues par oscopie numérique de la lésion et de la zone environnante, enregistrées dans des conditions ambiantes et deux secondes après l'excitation par refroidissement, ainsi que les réponses thermiques transitoires de la lésion et du tissu sain correspondant. Dans une étude clinique où sont sélectionnés des patients présentant une lésion pigmentée justifiant cliniquement une biopsie, l'activité métabolique accrue de la lésion de mélanome peut être détectée par imagerie infrarouge dynamique. Une fois les données recueillies lors de l'étude chez le patient, une courbe de réponse thermique précise est obtenue grâce à une correction des mouvements.

Il n'existe aucune différence de température entre la lésion pigmentée bénigne et le tissu cutané sain sur l'image infrarouge ou pendant la récupération thermique. L'imagerie thermique présente un avantage particulier pour les lésions cutanées malignes, basé sur les images infrarouges. Une différence significative de température et de couleur est observée durant la récupération thermique, uniquement au niveau de la lésion de mélanome sur l'image infrarouge.

Une fois entièrement optimisée et automatisée, cette technique peut être réalisée en deux ou trois minutes si elle est effectuée correctement. Cette procédure d'imagerie est inoffensive. Elle ne présente aucun danger, ce qui est essentiel en diagnostic clinique.

Lors de cette procédure, il est important de se rappeler que le sujet doit rester aussi immobile que possible par la suite. D'autres méthodes, comme la biopsie, peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires, telles que le stade et le degré de pénétration du cancer, ainsi que la présence d'une lésion secondaire.