मात्रात्मक विज़ुअलाइज़ेशन और गतिशील थर्मल इमेजिंग का प्रयोग त्वचा कैंसर की जांच
Summary
हम वृद्धि की चयापचय गतिविधि गर्मी और एक ठंडा उत्तेजना त्वचा के क्षणिक थर्मल प्रतिक्रिया की माप के quantifiable मात्रा में उत्पन्न के साथ है कि घातक pigmented घावों का प्रदर्शन एक जल्दी मेलेनोमा और अन्य त्वचा कैंसर (बनाम nevi गैर proliferative) की मात्रात्मक पहचान की अनुमति देता है रोग की अवस्था.
Abstract
In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment for melanoma remains surgical excision, therefore, the key to extended survival is early detection 2,3. Considering the large numbers of patients diagnosed every year and the limitations in accessing specialized care quickly, the development of objective in vivo diagnostic instruments to aid the diagnosis is essential. New techniques to detect skin cancer, especially non-invasive diagnostic tools, are being explored in numerous laboratories. Along with the surgical methods, techniques such as digital photography, dermoscopy, multispectral imaging systems (MelaFind), laser-based systems (confocal scanning laser microscopy, laser doppler perfusion imaging, optical coherence tomography), ultrasound, magnetic resonance imaging, are being tested. Each technique offers unique advantages and disadvantages, many of which pose a compromise between effectiveness and accuracy versus ease of use and cost considerations. Details about these techniques and comparisons are available in the literature 4.
Infrared (IR) imaging was shown to be a useful method to diagnose the signs of certain diseases by measuring the local skin temperature. There is a large body of evidence showing that disease or deviation from normal functioning are accompanied by changes of the temperature of the body, which again affect the temperature of the skin 5,6. Accurate data about the temperature of the human body and skin can provide a wealth of information on the processes responsible for heat generation and thermoregulation, in particular the deviation from normal conditions, often caused by disease. However, IR imaging has not been widely recognized in medicine due to the premature use of the technology 7,8 several decades ago, when temperature measurement accuracy and the spatial resolution were inadequate and sophisticated image processing tools were unavailable. This situation changed dramatically in the late 1990s-2000s. Advances in IR instrumentation, implementation of digital image processing algorithms and dynamic IR imaging, which enables scientists to analyze not only the spatial, but also the temporal thermal behavior of the skin 9, allowed breakthroughs in the field.
In our research, we explore the feasibility of IR imaging, combined with theoretical and experimental studies, as a cost effective, non-invasive, in vivo optical measurement technique for tumor detection, with emphasis on the screening and early detection of melanoma 10-13. In this study, we show data obtained in a patient study in which patients that possess a pigmented lesion with a clinical indication for biopsy are selected for imaging. We compared the difference in thermal responses between healthy and malignant tissue and compared our data with biopsy results. We concluded that the increased metabolic activity of the melanoma lesion can be detected by dynamic infrared imaging.
Protocol
Discussion
परिणामों का सुझाव है कि ठंडा तनाव लागू करने के द्वारा हम घाव और आसपास के स्वस्थ ऊतक के तापमान के बीच मतभेदों को बढ़ाया. इसके अलावा, थर्मल इमेजिंग के दौरान रोगी के छोटे आंदोलनों की वजह से, हम सही ढंग से छवियों उपरिशायी संदर्भ राज्य और थर्मल वसूली के दौरान तापमान के वितरण के बीच तापमान अंतर को मापने के लिए गति ट्रैकिंग लागू करना पड़ा. गति ट्रैकिंग के बिना हम पता लगाने के लिए और घातक घाव और स्वस्थ ऊतक के तापमान के बीच अंतर को मापने के लिए सक्षम नहीं किया गया है. इन परिणामों और सटीक है कठिनाइयों जांचकर्ताओं को समझाने के ट्रैकिंग गति के लिए की जरूरत है अतीत में सामना करना पड़ा जब मेलेनोमा निदान IR इमेजिंग स्थिर राज्य सूचना अकेले और स्पष्ट रूप से गतिशील थर्मल इमेजिंग के लाभ साबित पर आधारित का उपयोग करने का प्रयास.
यह नोट किया जाए कि IR कैमरा (आईआर नाभीय विमान सरणी में पिक्सेल की संख्या) के स्थानिक संकल्प जब समझदार छोटे घावों महत्वपूर्ण है चाहिए. दोनों स्थानिक संकल्प और जल्दी अवरक्त कैमरों के तापमान संवेदनशीलता ही सीमित था, जो भी अतीत में प्रारंभिक चरण मेलेनोमा का पता लगाने में कठिनाइयों के लिए खातों. हमारे दृष्टिकोण और पूर्व थर्मल इमेजिंग प्रयास के बीच मुख्य अंतर है कि मामूली सफल रहे थे – अंशांकन के दृश्यों और छवि प्रसंस्करण कदम है कि हमें सही गतिशील इमेजिंग प्रक्रिया है कि सक्रिय शीतलन पर निर्भर करता है के अलावा इस प्रणाली में तापमान अंतर को मापने के लिए अनुमति देते हैं.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अनुसंधान राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन अनुदान 0651981 नंबर और अलेक्जेंडर और मार्गरेट स्टीवर्ट हालांकि जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के कैंसर केंद्र ट्रस्ट द्वारा वित्त पोषित किया गया था. लेखकों आईआरबी और रोगी अध्ययन के रूप में अच्छी तरह के रूप में डा. Sewon कांग और रोगी अध्ययन के दौरान अपने विभाग की मदद और समर्थन के लिए डा. Rhoda Alani के योगदान को स्वीकार करना होगा.
Materials
| Name of the equipment | Company | Catalogue number |
| Merlin MWIR camera | FLIR | – |
| Canon PowerShot G11 | Canon | – |
| DermLite Foto System | DermLite | – |
| Vortex tube | Exair | – |
| Air tanks | Airgas | – |
References
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