Visualization quantitativos e Detecção de Câncer de Pele Usando imagens térmicas dinâmico

Este procedimento tem como objetivo diagnosticar melanoma ou outros tipos de câncer de pele de forma não invasiva utilizando imagem infravermelha dinâmica. Comece tirando uma fotografia em luz branca da lesão e do tecido saudável ao redor, seguida por uma imagem infravermelha de referência da mesma região da pele. Em seguida, resfrie a lesão e a pele ao redor.

Em seguida, remova o estresse térmico e grave um vídeo infravermelho do processo de reaquecimento denominado recuperação térmica. Por fim, realize a análise de dados e o processamento de imagens das imagens capturadas em luz branca e infravermelha para medir a temperatura da pele em função do tempo durante o processo de recuperação térmica, compare a temperatura da pele na localização da lesão e em locais distantes da lesão para avaliar as diferenças na resposta térmica como um indicativo de atividade metabólica aumentada que possa estar relacionada ao câncer de pele. Em última instância, podem ser obtidos resultados que mostrem a geração de calor por meio de imagem térmica dinâmica.

A imagem dinâmica no infravermelho é um método não invasivo, objetivo e quantitativo que permite a detecção de melanoma em estágio inicial da doença. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área, como se lesões suspeitas de melanoma são metabolicamente ativas e medir o nível de atividade metabólica combinado com aumento no suprimento sanguíneo. Isso pode ser associado à classificação do câncer.

Este método envolve alguma complexidade na obtenção de dados precisos de temperatura superficial utilizando técnicas de imagem infravermelha e na compensação de movimentos involuntários do sujeito durante o processo de aquisição de imagens. Assim, o pós-doutorando Dr. McG Miguel Perini, do meu laboratório, e eu demonstraremos agora o procedimento: organize uma sala de exame com temperatura controlada, equipada com uma câmera infravermelha e um computador para aquisição e armazenamento de imagens infravermelhas, bem como uma placa de aquisição de dados conectada a um computador. Para monitorar as temperaturas da sala e da superfície da pele, conecte termopares à placa de aquisição de dados durante o estudo com o paciente e armazene os dados das medições em um computador.

Como a detecção de lesões na imagem térmica requer um efeito de resfriamento, utilize um marcador adesivo quadrado para localizar a lesão pigmentada de interesse e suas imediações com a câmera digital. Adquira uma imagem com luz clara da lesão pigmentada e da janela adesiva. Em seguida, conecte um dermatoscópio a uma câmera digital e capture imagens dermatoscópicas.

O software de visualização do laboratório captura e salva todas as imagens no infravermelho usando o software de visualização do laboratório. Capture uma imagem no infravermelho em estado estacionário com uma câmera infravermelha Merlin Midway. Prossiga aplicando um fluxo de ar frio na área da pele do paciente que contém a lesão, bem como em uma região circundante com diâmetro de 50 milímetros.

Após um minuto, remova o estresse de resfriamento para permitir que a pele se reaqueça à temperatura ambiente por três a quatro minutos. Durante esta fase de recuperação térmica, capture imagens infravermelhas da lesão pigmentada a cada dois segundos, a fim de obter distribuições precisas de temperatura transitória na superfície da pele. Analise as imagens de IR usando um código MATLAB personalizado para esse propósito, incluindo várias etapas de calibração e um sistema de análise de imagens multimodal.

Inicie aplicando um algoritmo de detecção de pontos de referência à imagem de luz brilhante para localizar os cantos do marcador adesivo. Em seguida, identifique os pontos correspondentes na imagem de referência de infravermelho e compense os movimentos involuntários do corpo ou dos membros do paciente utilizando esses pontos como referências em um modelo de movimento quadrático para alinhar a sequência de imagens de infravermelho durante a fase de recuperação. A seguir, utilize o random walker para orientar espacialmente a segmentação, posicionando pontos de semente para criar uma imagem de máscara que delimite a lesão.

Uma vez determinada a forma da lesão, identifique a região correspondente em cada uma das imagens de IR registradas. Selecione pontos aleatórios dentro da lesão e fora da lesão, representando respectivamente a lesão e o tecido saudável. Em seguida, compare as respostas térmicas transientes de ambos os locais.

Por fim, prepare uma tabela incluindo todas as imagens infravermelhas coloridas por código digital da lesão e da área circundante registradas em condições ambientes e dois segundos após a excitação por resfriamento, bem como as respostas térmicas transitórias da lesão e do tecido saudável correspondente. Em um estudo com pacientes nos quais são selecionados indivíduos com lesão pigmentada que apresentam indicação clínica de biópsia para realização de imagem, a atividade metabólica aumentada da lesão de melanoma pode ser detectada por meio de imagem infravermelha dinâmica. Após a coleta dos dados do estudo do paciente, obtém-se uma curva precisa de resposta térmica com correção de movimento.

Não há diferença de temperatura entre a lesão pigmentada benigna e o tecido cutâneo saudável na imagem infravermelha nem durante a recuperação térmica. A termografia demonstra uma vantagem particular nas lesões cutâneas malignas com base nas imagens infravermelhas. Uma diferença significativa de temperatura e cor é observada durante a recuperação térmica, apenas na localização da lesão de melanoma na imagem infravermelha.

Uma vez totalmente otimizada e automatizada, esta técnica pode ser realizada em dois ou três minutos, se for executada corretamente. Este procedimento de imagem é inofensivo. Não há riscos envolvidos, e isso é essencial para diagnósticos clínicos.

Durante este procedimento, é importante lembrar que o paciente precisa permanecer o mais imóvel possível após a realização. Outros métodos, como biópsia, podem ser realizados para responder perguntas adicionais, como o estadiamento e o nível de penetração do câncer e lesão secundária.