Valutazione assistita dall'intelligenza artificiale delle lesioni cutanee pigmentate (NNCD)

Sfondo

Il melanoma maligno (MM) è un cancro mortale, che provoca a livello globale circa 160.000 nuovi casi all'anno e 48.000 decessi [1]. Il tasso di incidenza del MM è aumentato tra il 1950 e il 2007 di oltre 17 volte negli uomini (da 1,9 a 33,5 per 100.000) e di oltre 9 volte nelle donne (da 2,6 a 25,3 per 100.000) [2]. Si stima che vengano diagnosticati 76.000 nuovi casi e 9.000 decessi/anno (solo Stati Uniti, 2017) [3]. I paesi europei rendono 22000/anno. melanomi in stadio 4.

La MM inizia de novo in circa il 70% dei soggetti, con una piccola lesione cutanea superficiale di 2 millimetri o più che, se non diagnosticata, potrebbe trasformarsi in un cancro in stadio più avanzato, seguito da una diffusione silente dei linfonodi e dall'invasione di organi vitali come il fegato e cervello. La MM è rappresentata dall'invasione diretta della pelle, la scala di Breslow in mm, o dal suo coinvolgimento a livello cutaneo, un livello di coinvolgimento cutaneo strutturale di Clark 1-5. Entrambi i metodi di valutazione sono predittori della sopravvivenza a lungo termine, che è pressoché invariata a una profondità di Breslow inferiore a 1 mm e molto diminuita oltre lo stadio Clark III. Pertanto la diagnosi precoce del melanoma, generalmente etichettato come piccolo melanoma, è fondamentale.

Metodologie attuali di rilevamento MM

I seguenti diversi metodi e mezzi diagnostici per il rilevamento del melanoma cutaneo sono attualmente impiegati come mezzo di diagnosi:

1. Riconoscimento visivo tramite asimmetria, bordo, colore, diametro ed evoluzione (regola ABCDE). Una metodologia vecchia di 30 anni e ancora in esecuzione, che valuta: ABCDE. È utilizzato da una parte dei dermatologi statunitensi che si fidano delle loro capacità cliniche e del loro istinto [4]. A causa della sua innata complessità e della miriade di schemi di riconoscimento, la dermoscopia mediante microscopia in epiluminescenza è considerata inefficace dal 60% dei dermatologi non utilizzatori e il 30% la segnala come dispendiosa in termini di tempo, rendendola impraticabile. La suddetta norma è stata rivista nel 2015 [5] e insegna l'uso di un diametro superiore a 6 mm come criterio per il riconoscimento del melanoma. Di conseguenza, non contribuisce alla diagnosi precoce di un melanoma, che potrebbe salvare la vita, dal momento che il 70-80% dei melanomi inizia de novo come piccoli melanomi. Un tentativo di modificare i criteri del diametro, ovvero una diminuzione del diametro postulato di 6 mm, porta a una notevole diminuzione della sensibilità e della specificità, rendendo l'ABCDE inefficace per il rilevamento precoce del melanoma. Si conclude che questi criteri visivi di base, sebbene ampiamente utilizzati, sono un metodo di prevenzione non efficace a causa dei loro criteri innati che mancano i melanomi in evoluzione, poiché tutti i melanomi iniziano come piccoli melanomi.

2. La microscopia in epiluminescenza è un'arte vecchia di 65 anni, che è considerata il gold standard di valutazione. Dipende fortemente dalle capacità e dalle conoscenze del diagnostico. La microscopia in epiluminescenza è un ponte tra l'osservazione clinica e la diagnosi istopatologica. Consente la visualizzazione dei pigmenti cutanei fino al derma papillare e migliora la sensibilità e la specificità del rilevamento. L'analisi viene effettuata da un medico in base alle regole della dermoscopia [6], che si basano su una complicata analisi del pattern dermoscopico.

   L'analisi completa del pattern dermoscopico di una lesione è il mainstream della diagnosi. Ciascuno dei pattern dermoscopici può divergere in estensione, diametro, aspetto generale o locale, o evolvere come multi pattern con varie aree di espressione sulla stessa lesione e rendere la diagnosi oltre un compito enciclopedico.

   A causa della complessità del metodo di analisi del modello dermoscopico, sono state proposte diverse modifiche, come una regola ABCD semplificata, una valutazione intermedia di 7 regole e una lista di controllo di 11 regole. La miriade di dati e la loro interpretazione consentono anche agli esperti di dermoscopia di identificare melanomi con un rapporto relativamente basso da 5:1 a 15:1, cioè il numero di biopsie di lesioni benigne eseguite per fare la diagnosi di un melanoma cutaneo.

   Inoltre, si afferma che un segno diagnostico potrebbe essere più sensibile di altri segni, come i criteri di un'area marrone chiaro senza struttura. I dermatologi spesso falliscono nella diagnosi precoce del piccolo melanoma che è il periodo critico di crescita del tumore e la prevenzione più efficace.

3. Il riconoscimento visivo mediante fotografia temporale di tutto il corpo è ancora una metodologia non standardizzata, una procedura che richiede tempo e denaro per il paziente. Utilizza la valutazione del confronto umano ed è soggetto a distorsioni della foto in pixel durante l'esecuzione della misurazione, a causa dell'illuminazione, dello sfondo e della posizione della fotocamera. L'aggiunta della valutazione del paziente da parte dell'intelligenza artificiale, un'analisi basata sulla valutazione computerizzata di diversi parametri colorimetrici e geometrici di una lesione in tempo reale, conferisce solo un vantaggio limitato, producendo a volte più falsi positivi rispetto a medici inesperti o addirittura esperti.
4. I dispositivi Multi Spectrometry, che forniscono misurazioni di melanina, collagene ed emoglobina con ulteriore utilizzo dell'analisi dell'immagine, non conferiscono alcun vantaggio alla microscopia in epiluminescenza. Sebbene mostrino una maggiore sensibilità, la specificità di queste metodologie è notevolmente inferiore a quella della semplice microscopia a epiluminescenza nel tasso di identificazione del melanoma .
5. Microscopia a scansione confocale, una procedura che utilizza un laser a bassa potenza per l'imaging 3D. Un efficace mezzo di diagnosi. Tuttavia, l'uso di questa metodologia è limitato dal suo costo elevato, una curva di apprendimento prolungata (6 mesi) di 2000-4000 immagini e la necessità di un personale altamente specializzato e formato, poiché questa metodologia è altamente soggetta ad artefatti.
6. Metodi sperimentali in fase di sviluppo: simili spettroscopia di impedenza elettrica, tomografia a coerenza ottica, ultrasuoni ad alta frequenza, imaging di perfusione laser doppler, imaging termico dinamico, microscopia fotoacustica, da sviluppare ulteriormente e provare.

Requisiti clinici

È auspicabile identificare una nuova metodologia non invasiva che lo farà

1. Migliora la sensibilità della diagnosi delle lesioni cutanee pigmentate, come i nevi displastici, i nevi di Spitz e il MM
2. Identificare piccoli MM,
3. Aumentare la specificità delle lesioni da sottoporre a biopsia
4. Tecnologia rapida non invasiva.

Pratica comune

Comunemente, un paziente viene valutato da un medico a causa di una lesione cutanea o, con pazienti ad alto rischio, per una visita regolare.

Solo alcuni dermatologi impiegano la dermoscopia o sono in grado di usarla poiché può sembrare che richieda molto tempo. Non esiste uno standard internazionale di grado di abilità. Anche un libro di testo standard d'oro di dermoscopia non esiste.

Dopo il riconoscimento della lesione sospetta, il paziente viene indirizzato a un chirurgo per la biopsia.

Come recentemente rivisto e alla luce di quanto sopra, l'incidenza del melanoma continua ad aumentare. Tutti i metodi attuali comunemente non diagnosticano il melanoma in una fase precoce e la microscopia in epiluminescenza è altamente dipendente dall'utente e comunemente manca la diagnosi. L'escissione precoce è l'unica strategia per ridurre il bilancio delle vittime associato al melanoma. L'escissione non necessaria di lesioni benigne aumenta la morbilità e aumenta i costi sanitari associati allo screening del melanoma, con conseguenti restrizioni raccomandate a uno screening totale del corpo da parte del Surgeon General (2016) e mettendo in discussione l'efficacia di tale screening.

La necessità di una metodologia e di un sistema più sistematizzati è ovvia in vista del previsto aumento dell'incidenza del melanoma a 1:15 entro i prossimi 15 anni. Un nuovo dispositivo in grado di catturare la finestra di opportunità dal nevo displastico al piccolo melanoma è molto utile per i sistemi sanitari di oggi.

Obiettivi di studio primari

• Una sensibilità di almeno il 75% per i risultati del classificatore rispetto alla biopsia La sensibilità è la percentuale di nevi displastici, nevi di Spitz o melanomi correttamente diagnosticati. [ Designato come problema di sicurezza: No ].
• Una sensibilità di almeno l'85% per i risultati di una tecnologia di classificazione modificata (MCT) rispetto alla biopsia. La sensibilità è la percentuale di nevi displastici, nevi di Spitz o melanomi correttamente diagnosticati. [ Designato come problema di sicurezza: No ]
• Una specificità di almeno il 33% per i risultati del classificatore rispetto alla biopsia. La specificità è la percentuale di nevi displastici, nevi di Spitz o melanomi correttamente identificati. [ Designato come problema di sicurezza: No ]
• Una specificità di almeno il 33% per i risultati MCT rispetto alla biopsia. La specificità è la percentuale di nevi displastici, nevi di Spitz o melanomi correttamente identificati. [ Designato come problema di sicurezza: No ]

Obiettivi di studio secondari

• Il valore predittivo positivo di MCT, rispetto al risultato della biopsia [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il valore predittivo negativo di MCT, [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il tasso di falsi positivi di MCT, [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il tasso di falsi negativi di MCT, [Designato come problema di sicurezza: No]
• La differenza tra due dermoscopi, [ Designato come problema di sicurezza: No ]
• Il valore predittivo positivo di Classifier, rispetto al risultato della biopsia [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il valore predittivo negativo del Classificatore, [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il tasso di falsi positivi di Classifier, [Designato come problema di sicurezza: No]
• Il tasso di falsi negativi del Classificatore, [Designato come problema di sicurezza: No]
• Decisione clinica Tassi di sensibilità e specificità.