Kantitatif Görselleştirme ve Dinamik Termal Görüntüleme Deri Kanseri Tespiti

Bu prosedür, dinamik kızılötesi görüntüleme kullanarak melanoma veya diğer deri kanseri türlerini non-invaziv olarak teşhis etmeyi amaçlamaktadır. İşleme, lezyonun ve çevresindeki sağlıklı dokunun beyaz ışık fotoğrafını çekerek ve ardından cildin aynı bölgesinin referans kızılötesi görüntüsünü alarak başlayın. Sonrasında, lezyonu ve çevresindeki cildi soğutun.

Ardından soğutma stresini kaldırın ve termal recovery (termal toparlanma) olarak adlandırılan yeniden ısıtma sürecinin kızılötesi bir videosunu kaydedin. Son olarak, termal toparlanma sürecinde cilt sıcaklığını zamanın bir fonksiyonu olarak ölçmek için yakalanan beyaz ışık ve kızılötesi görüntülerin veri analizini ve görüntü işlemesini gerçekleştirin; cilt kanseri ile ilişkili olabilecek artmış metabolik aktivitenin bir göstergesi olarak termal yanıttaki farkları değerlendirmek amacıyla lezyonun bulunduğu konumdaki cilt sıcaklığını lezyondan uzak olan konumdaki sıcaklıkla karşılaştırın. Nihayetinde, dinamik termal görüntüleme yoluyla ısı oluşumunu gösteren sonuçlar elde edilebilir.

Dinamik kızılötesi görüntüleme, melanomun hastalığın erken evresinde tespit edilmesine olanak tanıyan noninvaziv, objektif ve kantitatif bir yöntemdir. Bu yöntem, pigmentli lezyonların metabolik olarak aktif olup olmadığı gibi alandaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir ve artan kan akımıyla birleşen metabolik aktivite seviyesini ölçebilir. Bu durum, kanser evrelemesi ile ilişkilendirilebilir.

Bu yöntem, kızılötesi görüntüleme teknikleri kullanılarak doğru yüzey sıcaklığı verilerinin elde edilmesi ve görüntüleme işlemi sırasında deneğin istemsiz hareketlerinin telafi edilmesi gibi bazı karmaşıklıklar içermektedir. Bu nedenle, laboratuvarımdan bir doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Mcg Miguel Perini ve ben şimdi prosedürü uygulamalı olarak göstereceğiz. Kızılötesi kamera, kızılötesi görüntü elde etme ve depolama için bir PC ve bilgisayara bağlı bir veri toplama kartı ile donatılmış, sıcaklık kontrollü bir muayene odası hazırlayın. Oda ve cilt yüzey sıcaklıklarını izlemek için, hasta çalışması sırasında termokuplları bir veri toplama kartına bağlayın ve ölçüm verilerini bir bilgisayarda depolayın.

Termal görüntüde lezyon tespiti bir soğutma etkisi gerektirdiğinden, ilgi duyulan pigmente lezyonu ve çevresini dijital kamera ile yerelleştirmek için kare şeklinde yapışkan bir işaretleyici kullanın. Pigmente lezyonun ve yapışkan pencerenin parlak ışıklı bir görüntüsünü edinin. Ardından bir dermatoskopu dijital kameraya bağlayın ve oskopi görüntülerini yakalayın.

LabVIEW yazılımı, tüm kızılötesi görüntüleri LabVIEW yazılımı kullanarak yakalar ve kaydeder. Merlin orta dalga kızılötesi kamera ile kararlı durum bir kızılötesi görüntü yakalayın. Hastanın cildindeki lezyonu içeren bölgeye ve çevresindeki 50 milimetre çapındaki bölgeye soğuk hava akımı uygulayın.

Bir dakika sonra, cildin oda sıcaklığında üç ila dört dakika boyunca yeniden ısınmasını sağlamak için soğutma stresini kaldırın. Bu termal geri kazanım evresi sırasında, cilt yüzeyindeki geçici sıcaklık dağılımlarını doğru bir şekilde elde etmek için pigmente lezyonun kızılötesi görüntülerini her iki saniyede bir yakalayın. IR görüntülerini; birkaç kalibrasyon adımı ve çok modlu bir görüntü analiz sistemi içeren, bu amaç için özelleştirilmiş bir MATLAB kodu kullanarak analiz edin.

Yapışkan işaretçinin köşelerini yerelleştirmek için öncelikle parlak ışık görüntüsüne bir landmark tespit algoritması uygulayın. Ardından, referans IR görüntüsündeki karşılık gelen noktaları belirleyin; iyileşme evresi boyunca IR görüntü dizisini hizalamak için bu noktaları kuadratik bir hareket modelinde landmark olarak kullanarak hastanın istemsiz vücut veya uzuv hareketlerini kompanse edin. Sonra, lezyonu belirleyen bir maske görüntüsü oluşturmak için tohum noktaları yerleştirerek segmentasyona uzamsal olarak rehberlik etmek amacıyla random walker yöntemini kullanın.

Lezyonun şekli belirlendikten sonra, kaydedilmiş her bir IR görüntüsündeki karşılık gelen bölgeyi tanımlayın. Lezyonu ve sağlıklı dokuyu temsilen, lezyonun içinde ve lezyondan uzakta rastgele noktalar seçin. Ardından, her iki bölgenin geçici termal yanıtlarını karşılaştırın.

Son olarak, lezyonun ve çevre alanın ortam koşullarında ve soğutma uyarımından iki saniye sonra kaydedilen tüm dijital oskopi renk kodlu IR görüntülerini, ayrıca lezyonun ve ilgili sağlıklı dokunun geçici termal yanıtlarını içeren bir tablo hazırlayın. Biyopsi için klinik endikasyonu olan pigmente lezyona sahip hastaların görüntüleme için seçildiği bir hasta çalışmasında, melanom lezyonun artmış metabolik aktivitesi dinamik kızılötesi görüntüleme ile tespit edilebilir. Hasta çalışmasından veriler toplandıktan sonra, hareket düzeltme ile kesin bir termal yanıt eğrisi elde edilir.

Kızılötesi görüntüde veya termal toparlanma sırasında, benign pigmente lezyon ile sağlıklı cilt dokusu arasında sıcaklık farkı yoktur. Kızılötesi görüntülere dayanarak, termal görüntülemenin malign cilt lezyonlarında belirgin bir avantaj sağladığı kanıtlanmıştır. Termal toparlanma sırasında, kızılötesi görüntüde yalnızca melanoma lezyonunun bulunduğu konumda anlamlı bir sıcaklık ve renk farkı gözlemlenir.

Tam olarak optimize edildiğinde ve otomatikleştirildiğinde, bu teknik uygun şekilde yürütüldüğü takdirde iki veya üç dakika içinde tamamlanabilir. Bu görüntüleme prosedürü zararsızdır. Herhangi bir tehlike içermez ve bu durum klinik tanılarda temel öneme sahiptir.

Bu prosedür uygulanırken, deneğin işlemden sonra mümkün olduğunca hareketsiz kalması gerektiğini hatırlamak önemlidir. Kanserin evrelemesi, penetrasyon düzeyi ve ikinci lezyon gibi ek soruları yanıtlamak için biyopsi gibi diğer yöntemler uygulanabilir.