Avaliação da Hidratação da Pele com Varredura TeRAhertz (SINATRA)

O estudo SINATRA é um estudo piloto com o objetivo principal de explorar a viabilidade da metodologia experimental. Além disso, os objetivos secundários do estudo investigarão se a luz THz é capaz de detectar diferenças sutis na hidratação da pele e sua relevância clínica. Devido à sensibilidade sem precedentes da luz THz à hidratação da pele, os investigadores também investigarão se diferentes tipos de pele têm absorção preferencial de certos emolientes. Isso incluiria condições de pele seca, como eczema, psoríase e cicatrizes pós-operatórias. Isso nos dará informações sobre como otimizar os tipos de emolientes usados ​​no desenvolvimento futuro de novos hidratantes e protetores solares. Isso já está sendo investigado em uma coorte de voluntários com pele não afetada (dados de estudo piloto não publicados, Universidade de Warwick). Além disso, como parte do estudo SINATRA, os investigadores investigarão se a imagem THz é capaz de detectar câncer de pele subclínico (invisível) (carcinoma basocelular residual (CBC)) e aprimorar o diagnóstico de câncer de pele suspeito (melanoma maligno) in vivo. O câncer de pele é conhecido por produzir uma reação inflamatória localizada e inchaço microscópico e, portanto, as alterações na hidratação da pele podem ser medidas objetivamente pela skinometria THz.

A imagem pulsada em Terahertz (1012 Hz) é uma nova técnica com alta resolução e surgiu recentemente como uma nova ferramenta clínica em potencial para imagens médicas. É uma modalidade de imagem segura, pois a luz não é ionizante - tem um milhão de vezes menos energia do que um raio-x e, portanto, não tem energia suficiente para causar ionização. Os níveis de potência usados ​​nos sistemas THz neste estudo também são muito baixos, de modo que não há efeitos duradouros. Em particular, nossos sistemas de imagem THz in vivo têm uma potência de pico inferior a 40 mW e uma intensidade de potência média inferior a 4 µW/cm2. Estudos de Hough et al [2] mostraram que mesmo usando uma potência de pico 50.000 vezes maior e uma intensidade média 30 vezes maior, não causa nenhuma alteração na expressão gênica. Portanto, os níveis de potência usados ​​em nossos sistemas de imagem in vivo THz são seguros e não apresentam efeitos colaterais ou riscos conhecidos

O estudo SINATRA coletará dados piloto preliminares dos participantes em um estudo observacional de viabilidade de dois braços.

1. Um braço consistirá de 100 pacientes com câncer de pele conhecido ou suspeito (câncer de pele definido como: BCC incompletamente excisado com envolvimento da margem radial comprovado histologicamente; BCC comprovado por biópsia ou lesões pigmentadas suspeitas de melanoma maligno). As imagens serão tiradas na clínica antes da cirurgia de pele planejada e posteriormente comparadas com os resultados da histologia formal após a remoção do tumor primário (melanoma) ou residual (BCC).
2. O segundo grupo consistirá de 50 pacientes com condições benignas de pele seca (eczema, psoríase, enxertos de pele, cicatrizes etc.) E45®, Aveeno®, Doublebase®). Isso será adicionado ao conjunto de dados existente que foi registrado de voluntários saudáveis ​​não pacientes (dados não publicados, Universidade de Warwick). Isso pode ajudar a orientar a seleção de emolientes específicos do paciente no futuro.

Isso aumentará a base de conhecimento para definir a aparência dos cânceres de pele sob a skinometria THz. Os achados espectroscópicos não influenciarão o tratamento estabelecido que terá sido planejado em conjunto com um dermatologista consultor ou cirurgião plástico e o paciente.

Braço do estudo 1: O braço do estudo de 50 pacientes com condições benignas de pele seca será submetido a uma varredura com o skinômetro THz e comparará o teor de água da pele antes e depois da aplicação de emolientes de propriedade de uso comum (por exemplo, E45®, Aveeno®, Doublebase®). Os participantes farão uma varredura THz da área de pele seca e uma área de controle. Em seguida, aplicarão o emoliente e aguardarão 10 minutos, realizando mais 2 varreduras na área de controle e na área de pele seca. Por fim, haverá mais 10 minutos de espera antes de fazer uma varredura final da área de controle e da área de pele seca. Existem 6 varreduras no total para este grupo.

Braço do estudo 2: O braço com 100 pacientes com câncer de pele conhecido ou suspeito fará uma varredura com o skinômetro THz na clínica antes da cirurgia de pele planejada. Eles serão escaneados na área cancerosa e em uma área de controle para um total de 2 varreduras. Mais tarde, os resultados da varredura de THz serão comparados aos resultados da histologia formal após a remoção do tumor primário (melanoma) ou residual (CBC).

Imagens THz in vivo de um estudo de caso de pacientes com BCC em 2004 sugeriram que deveria ser possível detectar câncer de pele escondido sob a pele usando imagens THz. Estudos espectroscópicos de Emma MacPherson e seus colegas em Cambridge em 2006 mostraram que as propriedades THz fundamentais de tumores de câncer de pele recém-removidos (excisados) são estatisticamente significativamente diferentes do tecido saudável e acredita-se que as diferenças sejam principalmente devidas a mudanças no teor de água de o tecido. A alta sensibilidade da luz THz à água também significa que o sinal THz é fortemente atenuado e tem uma profundidade de penetração muito limitada no tecido - assim, a varredura THz teria grande dificuldade em detectar tumores profundos. A profundidade de penetração depende da relação sinal-ruído do sistema de imagem THz, portanto esforços para melhorar o processamento do sinal e/ou a instrumentação THz foram feitos. Desde então, a EM tem investigado os mecanismos subjacentes de contraste da imagem THz, bem como o desenvolvimento de novos algoritmos e abordagens para melhorar a precisão da caracterização da amostra, bem como acelerar a aquisição de dados de imagem THz. Este trabalho mais recente está impulsionando o estado da arte em imagens THz in vivo, tanto em precisão quanto em velocidade. Isso, crucialmente, significa que os investigadores estão agora mais bem equipados para fazer estudos in vivo de imagens de THz e os investigadores foram capazes de explicar os poros da pele sendo bloqueados (ocluídos) pela janela de imagem durante a medição de THz. Esse processo de 'oclusão' significa que a pele não consegue respirar normalmente e a água se acumula na camada mais externa da pele, o estrato córneo (SC). O EM explorou esse fenômeno para ser pioneiro no uso de imagens THz para determinar a taxa de difusão de água dentro do SC durante a oclusão. A EM também desenvolveu técnicas de instrumentação de imagem in vivo e identificou as principais variáveis ​​e parâmetros, como pressão de contato e duração da oclusão. Os resultados mais recentes do EM mostram que o índice de refração da pele aumenta tanto com o aumento da pressão quanto com o aumento do tempo de oclusão. Esses resultados serão usados ​​para desenvolver o skinômetro THz e os algoritmos de caracterização que o acompanham, dentro deste estudo. As descobertas do EM mostram como a imagem THz pode ser usada para medir o perfil de hidratação e a difusividade da água da pele e esta é a base da teoria que será desenvolvida no estudo SINATRA para avaliar a penetração e durabilidade de emolientes e protetores solares em diferentes tipos de pele . Os dados piloto coletados no estudo SINATRA serão valiosos no desenvolvimento de um estudo maior, levando a uma melhoria transformadora na prevenção e tratamento do câncer de pele e melhores estratégias de hidratação para outras condições de pele.