EVALUACIÓN DE LA HIDRATACIÓN DE LA PIEL CON ESCÁNER DE TERAHERTZ (SINATRA)

El estudio SINATRA es un estudio piloto con el objetivo principal de explorar la viabilidad de la metodología de prueba. Además, los objetivos secundarios del estudio investigarán si la luz THz es capaz de detectar diferencias sutiles en la hidratación de la piel y su relevancia clínica. Debido a la sensibilidad sin precedentes de la luz THz a la hidratación de la piel, los investigadores también investigarán si los diferentes tipos de piel tienen una absorción preferencial de ciertos emolientes. Esto incluiría condiciones de piel seca como eccema, psoriasis y cicatrices postoperatorias. Esto nos dará información sobre cómo optimizar los tipos de emolientes utilizados en el desarrollo futuro de nuevos humectantes y protectores solares. Esto ya está bajo investigación en una cohorte de voluntarios con piel no afectada (datos de estudio piloto no publicados, Universidad de Warwick). Además, como parte del estudio SINATRA, los investigadores investigarán si las imágenes THz pueden detectar cáncer de piel subclínico (invisible) (carcinoma de células basales (BCC) residual) y mejorar el diagnóstico de sospecha de cáncer de piel (melanoma maligno) in vivo. Se sabe que el cáncer de piel produce una reacción inflamatoria localizada y una hinchazón microscópica, por lo que los cambios en la hidratación de la piel pueden medirse objetivamente mediante la pielometría THz.

La imagen pulsada de terahercios (1012 Hz) es una técnica nueva con alta resolución y ha surgido recientemente como una nueva herramienta clínica potencial para la imagen médica. Es una modalidad de imagen segura ya que la luz no se ioniza: tiene un millón de veces menos energía que los rayos X y, por lo tanto, no tiene suficiente energía para provocar la ionización. Los niveles de potencia utilizados en los sistemas de THz en este estudio también son muy bajos, por lo que no hay efectos duraderos. En particular, nuestros sistemas de imágenes THz in vivo tienen una potencia máxima inferior a 40 mW y una intensidad de potencia media inferior a 4 µW/cm2. Los estudios realizados por Hough et al [2] han demostrado que incluso utilizando una potencia máxima 50.000 veces superior y una intensidad media 30 veces superior, no provoca ningún cambio en la expresión génica. Por lo tanto, los niveles de potencia utilizados en nuestros sistemas de imágenes THz in vivo son seguros y no tienen efectos secundarios ni riesgos conocidos.

El estudio SINATRA recopilará datos piloto preliminares de los participantes en un estudio observacional de factibilidad de dos brazos.

1. Un brazo constará de 100 pacientes con cáncer de piel conocido o sospechado (cáncer de piel definido como: CCB extirpado de forma incompleta con afectación del margen radial comprobada histológicamente; CCB comprobado por biopsia o lesiones pigmentadas sospechosas de melanoma maligno). Las imágenes se tomarán en la clínica antes de la cirugía de piel planificada y luego se compararán con los resultados histológicos formales después de que se haya extirpado el tumor primario (melanoma) o residual (BCC).
2. El segundo brazo consistirá en 50 pacientes con condiciones benignas de piel seca (eczema, psoriasis, injertos de piel, cicatrices, etc.) y comparará el contenido de agua de su piel antes y después de la aplicación de emolientes apropiados de uso común (p. E45®, Aveeno®, Doublebase®). Esto se agregará al conjunto de datos existente que se ha registrado de voluntarios sanos que no son pacientes (datos no publicados, Universidad de Warwick). Esto puede ayudar a guiar la selección de emolientes específicos del paciente en el futuro.

Esto se sumará a la base de conocimientos para definir la apariencia de los cánceres de piel bajo la pielometría THz. Los hallazgos espectroscópicos no influirán en el manejo establecido que se habrá planificado en conjunto con el Dermatólogo o Cirujano Plástico Consultor y el paciente.

Grupo de estudio 1: El grupo de estudio de 50 pacientes con condiciones benignas de piel seca se someterá a una exploración con el skinómetro THz y comparará el contenido de agua de la piel antes y después de la aplicación de emolientes apropiados de uso común (p. E45®, Aveeno®, Doublebase®). Los participantes tendrán una exploración THz del área de piel seca y un área de control. Luego aplicarán su emoliente y esperarán 10 minutos para tener otros 2 escaneos del área de control y el área de piel seca. Finalmente, habrá que esperar otros 10 minutos antes de realizar un escaneo final del área de control y el área de piel seca. Hay 6 escaneos en total para este grupo.

Grupo de estudio 2: El brazo con 100 pacientes con cáncer de piel conocido o sospechado se someterá a una exploración con el skinómetro THz en la clínica antes de la cirugía de piel planificada. Se escanearán en el área cancerosa y en un área de control para un total de 2 escaneos. Posteriormente, los resultados de la exploración THz se compararán con los resultados histológicos formales después de que se haya extirpado el tumor primario (melanoma) o residual (BCC).

Las imágenes de THz in vivo de un estudio de caso de pacientes con BCC en 2004 sugirieron que debería ser posible detectar el cáncer de piel oculto debajo de la piel usando imágenes de THz. Los estudios espectroscópicos realizados por Emma MacPherson y sus colegas en Cambridge en 2006 mostraron que las propiedades fundamentales de THz de los tumores de cáncer de piel recién extirpados (extirpados) son estadísticamente significativamente diferentes de las del tejido sano y se cree que las diferencias se deben principalmente a cambios en el contenido de agua de el tejido La alta sensibilidad de la luz THz al agua también significa que la señal THz está muy atenuada y tiene una profundidad de penetración muy limitada en el tejido; por lo tanto, la exploración THz experimentaría grandes dificultades para detectar tumores profundos. La profundidad de penetración depende de la relación señal-ruido del sistema de imágenes de THz, por lo que se han realizado esfuerzos para mejorar el procesamiento de la señal y/o la instrumentación de THz. Desde entonces, EM ha estado investigando los mecanismos subyacentes de contraste de imágenes en THz y desarrollando nuevos algoritmos y enfoques para mejorar la precisión de la caracterización de muestras y acelerar la adquisición de datos de imágenes en THz. Este trabajo más reciente está impulsando lo último en imágenes THz in vivo, tanto en precisión como en velocidad. Esto, de manera crucial, significa que los investigadores ahora están mejor equipados para realizar estudios in vivo de imágenes de THz e incluso han podido explicar los poros de la piel bloqueados (ocluidos) por la ventana de imágenes durante la medición de THz. Este proceso de 'oclusión' significa que la piel no puede respirar normalmente y el agua se acumula en la capa más externa de la piel, el estrato córneo (SC). EM ha explotado este fenómeno para ser pionero en el uso de imágenes de THz para determinar la tasa de difusión de agua dentro del SC durante la oclusión. EM también ha estado desarrollando técnicas de instrumentación de imágenes in vivo e identificando las variables y parámetros clave, como la presión de contacto y la duración de la oclusión. Los últimos resultados de EM muestran que el índice de refracción de la piel aumenta tanto con el aumento de la presión como con el aumento del tiempo de oclusión. Estos resultados se utilizarán para desarrollar el skinómetro THz y los algoritmos de caracterización que lo acompañan, dentro de este estudio. Los hallazgos de EM muestran cómo se pueden usar las imágenes de THz para medir el perfil de hidratación y la difusividad del agua de la piel y esta es la base de la teoría que se desarrollará más en el estudio SINATRA para evaluar la penetración y la durabilidad de los emolientes y protectores solares en diferentes tipos de piel. . Los datos piloto recopilados en el ensayo SINATRA serán valiosos para desarrollar un ensayo más grande que conduzca a una mejora transformadora en la prevención y el tratamiento del cáncer de piel y mejores estrategias de hidratación para otras afecciones de la piel.