テラヘルツスキャニングによるスキン水分評価 (SINATRA)

SINATRA 研究は、試験方法の実現可能性を探ることを主な目的としたパイロット研究です。 さらに、この研究の二次的な目的として、テラヘルツ光が皮膚の水分補給とその臨床的関連性における微妙な違いを検出できるかどうかを調査します。 テラヘルツ光は皮膚の水分補給に対して前例のないほど敏感であるため、研究者らは、さまざまな皮膚タイプが特定の皮膚軟化剤を優先的に摂取するかどうかも調査します。 これには、湿疹、乾癬、術後の瘢痕などの乾燥肌の状態が含まれます。 これにより、今後の新しい保湿剤や日焼け止めの開発に使用される皮膚軟化剤の種類を最適化する方法についての情報が得られます。 これは、影響を受けていない皮膚を持つボランティアのコホートですでに調査中です (未発表のパイロット研究データ、ウォリック大学)。 さらに、SINATRA 研究の一環として、研究者は、THz イメージングが無症候性 (目に見えない) 皮膚がん (残存基底細胞がん (BCC)) を検出できるかどうかを調査し、in vivo で皮膚がん (悪性黒色腫) の疑いの診断を強化します。 皮膚がんは、局所的な炎症反応と微視的な腫れを引き起こすことが知られているため、皮膚の水分補給の変化は、THzスキノメトリーによって客観的に測定できる可能性があります。

テラヘルツ (1012 Hz) パルス イメージングは​​、高解像度の新しい技術であり、医療用イメージングの潜在的な新しい臨床ツールとして最近登場したばかりです。 光は非電離であるため、X 線の 100 万分の 1 のエネルギーしか持たないため、電離を引き起こすのに十分なエネルギーがないため、安全な画像診断法です。 この研究の THz システムで使用される電力レベルも非常に低いため、永続的な影響はありません。 特に、当社の in vivo THz イメージング システムのピーク出力は 40mW 未満で、平均出力強度は 4 µW/cm2 未満です。 Hough らの研究 [2] は、50,000 倍高いピーク出力と 30 倍高い平均強度を使用しても、遺伝子発現に変化が生じないことを示しています。 したがって、THz in vivo イメージング システムで使用される出力レベルは安全であり、既知の副作用やリスクはありません。

SINATRA 研究では、2 群の実行可能性観察研究の参加者から予備的なパイロット データを収集します。

1. 1つのアームは、既知または疑いのある皮膚がん（組織学的に証明された放射状縁の関与を伴う不完全に切除されたBCC、生検で証明されたBCC、または悪性黒色腫の疑いのある色素性病変として定義される皮膚がん）の100人の患者で構成されます。 画像は、計画された皮膚手術の前に診療所で撮影され、その後、原発性（メラノーマ）または残存（BCC）腫瘍が除去された後の正式な組織学的結果と比較されます。
2. 第 2 群は、良性の乾燥肌状態 (湿疹、乾癬、皮膚移植、傷跡など) の 50 人の患者で構成され、一般的な使用法 (例: E45®、Aveeno®、Doublebase®)。 これは、患者以外の健康なボランティアから記録された既存のデータセットに追加されます (未発表データ、ウォリック大学)。 これは、将来的に患者固有の皮膚軟化剤の選択を導くのに役立つ可能性があります.

これは知識ベースに追加され、THzスキノメトリーで皮膚がんの外観を定義します。 分光学的所見は、コンサルタント皮膚科医または形成外科医および患者と協力して計画された確立された管理に影響を与えません。

研究群 1: 良性の乾燥肌状態の 50 人の患者の研究群は、THz スキノメーターでスキャンされ、一般的な使用方法で適切な皮膚軟化剤 (例えば、 E45®、Aveeno®、Doublebase®)。 参加者は、乾燥肌領域と対照領域の THz スキャンを行います。 次に、皮膚軟化剤を塗布し、10 分間待ってから、コントロール エリアと乾燥肌エリアをさらに 2 回スキャンします。 最後に、コントロール エリアと乾燥肌エリアの最終スキャンを行う前に、さらに 10 分間待機します。 このグループには合計 6 つのスキャンがあります。

研究群 2: 皮膚癌が判明している、または疑われる 100 人の患者を含む群は、計画された皮膚手術の前に、診療所で THz スキンメーターを使用してスキャンされます。 それらは、合計2回のスキャンで癌領域と対照領域でスキャンされます。 その後、THz スキャンの結果は、原発性 (メラノーマ) または残存 (BCC) 腫瘍が除去された後の正式な組織学の結果と比較されます。

2004 年の BCC 患者のケーススタディからの in vivo THz 画像は、THz 画像を使用して皮膚の下に隠れている皮膚がんを検出できるはずであることを示唆しました。 Emma MacPherson と彼女の同僚による 2006 年のケンブリッジでの分光学的研究は、新たに切除された (切除された) 皮膚癌腫瘍の基本的な THz 特性が、健康な組織と統計的に有意に異なることを示しました。組織。 水に対する THz 光の感度が高いということは、THz 信号が大幅に減衰し、組織への浸透深度が非常に限られていることも意味します。したがって、THz スキャンでは深部腫瘍の検出が非常に困難になります。 浸透深さは、THz イメージング システムの信号対雑音比に依存するため、信号処理および/または THz 計測器を改善するための努力がなされてきました。 それ以来、EM は、基礎となる THz 画像コントラスト メカニズムを調査し、サンプル特性評価の精度を向上させ、THz 画像データ取得を加速するための新しいアルゴリズムとアプローチを開発してきました。 このより最近の研究は、正確さと速度の両方において、THz in vivo イメージングの最先端を押し進めています。 これは、決定的に、研究者が THz イメージングの in vivo 研究を行うためのより良い準備が整ったことを意味し、研究者は、THz 測定中にイメージング ウィンドウによってブロックされた (閉塞された) 皮膚の毛穴を説明することさえできました。 この「閉塞」プロセスは、皮膚が正常に呼吸できず、水分が皮膚の最外層である角質層 (SC) に蓄積することを意味します。 EM は、この現象を利用して、閉塞中の SC 内の水の拡散速度を決定するための THz イメージングの使用を開拓しました。 EM はまた、in vivo イメージング計測技術を開発し、接触圧や閉塞期間などの重要な変数とパラメータを特定しています。 EM の最新の結果は、皮膚の屈折率が、圧力の増加と閉塞時間の増加の両方で増加することを示しています。 これらの結果は、この研究内で、THz スキンメーターとそれに付随する特性評価アルゴリズムを開発するために使用されます。 EM の調査結果は、THz イメージングを使用して肌の水和プロファイルと水拡散性を測定する方法を示しています。これは、さまざまな肌タイプの皮膚軟化剤と日焼け止め剤の浸透と持続性を評価する SINATRA 研究でさらに開発される理論の基礎です。 . SINATRA試験で収集されたパイロットデータは、皮膚がんの予防と治療における革新的な改善、および他の皮膚状態に対するより優れた保湿戦略につながる、より大規模な試験の開発において価値があります.