PL175972B1

PL175972B1 - Method of detecting melanoma symptoms

Info

Publication number: PL175972B1
Application number: PL95307945A
Authority: PL
Inventors: Barbara W Chwirot; Stanisław Chwirot; Waldemar Jędrzejczyk; Jarosław Redziński; Zbigniew Michniewicz
Original assignee: Univ Mikolaja Kopernika
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1999-03-31
Also published as: PL307945A1

Abstract

Sposób wykrywania znamion czerniaka, znamienny tym, że znamię i jego pobliże naświetla się światłem ultrafioletowym o długości fali 350 do 380 nm, korzystnie 360 do 370 nm i przy pomocy systemu cyfrowej rejestracji obrazu analizuje się równocześnie natężenie autofluorescencji znamienia i jego otoczenia w paśmie 460 do 490 nm, korzystnie 470 do 480 nm, przy czym jako kryterium dla diagnozy czerniaka określa się stosunek maksymalnego natężenia autofluorescencji w otoczeniu znamienia do jej minimalnego natężenia w obszarze samego znamienia.A method of detecting melanoma nevi, characterized in that the nevus and its vicinity is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 to 380 nm, preferably 360 up to 370 nm and using the digital image recording system is analyzed simultaneously the autofluorescence intensity of the stigma and its surroundings in the band 460 to 490 nm, preferably 470 to 480 nm, wherein the criterion for the diagnosis of melanoma is defined ratio of the maximum intensity of autofluorescence in the vicinity of the mark to its minimum intensity in the area of the birthmark itself.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykrywania znamion czerniaka, przeznaczony do jego bezinwazyjnej diagnostyki.The subject of the invention is a method of detecting signs of melanoma, intended for its non-invasive diagnosis.

W skali światowej obserwowany jest wyraźny, dramatyczny wzrost częstości występowania czerniaka. Pod względem tempa wzrostu częstości zachorowań, czerniak ustępuje jedynie nowotworom płuc u kobiet. Zgodnie z danymi statystycznymi co każde 10-15 lat podwaja się liczba zachorowań na czerniaka. Można spodziewać się dalszej kontynuacji tej tendencji w przyszłości, szczególnie jeśli potwierdzą się prognozy dotyczące lokalnego zanikania i ogólnego zmniejszania się grubości warstwy ozonowej w atmosferze i w konsekwencji zwiększenia natężenia światła ultrafioletowego docierającego ze Słońca do powierzchni Ziemii. Zauważyć należy również, że rozwój czerniaka podobnie jak i innych nowotworów nie jest uwarunkowany jednym czynnikiem sprawczym. W przypadku czerniaka nie udało się do tej pory wyodrębnić pozostałych czynników i z tego powodu nie można podjąć skutecznych działań mających na celu ograniczenie zachorowalności.There is a clear and dramatic increase in the incidence of melanoma worldwide. In terms of the rate of increase in disease incidence, melanoma is second only to lung cancer in women. According to statistical data, the number of cases of melanoma doubles every 10-15 years. This trend can be expected to continue in the future, especially if the forecasts of local depletion and overall decrease in the thickness of the ozone layer in the atmosphere and the consequent increase in the intensity of ultraviolet light reaching the Earth's surface are confirmed. It should also be noted that the development of melanoma, like other cancers, is not determined by one single causal factor. In the case of melanoma, no other factors have been identified so far, and therefore no effective measures to reduce the incidence can be taken.

Obecnie diagnostyka znamion pod kątem czerniaka polega na subiektywnej ocenie ich cech makro- i mikromorfologicznych, takich jak rozmieszczenie pigmentu, kształt, wielkość, a także na podstawie obserwacji dynamiki zmian tych cech u pacjenta w dłuższych odcinkach czasu.Currently, the diagnosis of nevi in terms of melanoma is based on a subjective assessment of their macro- and micromorphological features, such as pigment distribution, shape, size, as well as the observation of the dynamics of changes in these features in the patient over longer periods of time.

Czerniak jest nowotworem złośliwym o silnej tendencji do tworzenia przerzutów. Z tego powodu z reguły, w praktyce medycznej, nie zaleca się, poza szczególnymi przypadkami, pobierania biopsji do badań cyto- i histopatologicznych, które obecnie jako jedyne umożliwiają jednoznaczną diagnozę. Jednocześnie, ze względu na złośliwość tego nowotworu we wszystkich przypadkach, kiedy podej rzewa się j ego wystąpienie dokonuj e się chirurgicznego usunięcia podejrzanych tkanek. Ogólnie przyjętym sposobem postępowania w takich przypadkach jest całkowite wycięcie zmiany z marginesem około 2-5 mm tkanek zdrowych i poddanie uzyskanego tym sposobem materiału doraźnemu badaniu histologicznemu. Z powodu podejrzenia czerniaka dokonuje się stosunkowo często operacji znamion, które w późniejszym badaniu cyto- i histopatologicznym okazują się niezłośliwe. W przypadku doświadczonych dermatologów i onkologów ryzyko rozpoznań fałszywie dodatnich ocenia się na 20%, a fałszywie ujemnych na 10%. Natomiast w przypadku lekarzy o mniejszym doświadczeniu ryzyko rozpoznań fałszywych jest daleko wyższe. Negatywne konsekwencje takiej sytuacji są oczywiste, wystarczy wymienić koszty finansowe zabiegów chirurgicznych, okaleczenie pacjentów, a także stres pacjentów i ich rodzin.Melanoma is a malignant neoplasm with a strong tendency to metastasize. For this reason, as a rule, in medical practice, it is not recommended, except in special cases, to take biopsies for cyto- and histopathological examinations, which are currently the only ones that allow an unambiguous diagnosis. At the same time, due to the malignancy of this tumor, in all cases when its occurrence is suspected, the suspect tissues are surgically removed. The generally accepted procedure in such cases is complete excision of the lesion with a margin of about 2-5 mm of healthy tissues and subjecting the material obtained in this way to an emergency histological examination. Due to the suspicion of melanoma, nevus surgery is relatively often performed, which turns out to be benign in the subsequent cyto- and histopathological examination. In the case of experienced dermatologists and oncologists, the risk of false-positive diagnoses is estimated at 20%, and false-negative diagnoses at 10%. However, in the case of less experienced doctors, the risk of false diagnoses is much higher. The negative consequences of such a situation are obvious, it is enough to mention the financial costs of surgical procedures, the mutilation of patients, and the stress of patients and their families.

Celem wynalazku jest opracowanie skutecznej, bezinwazyjnej i obiektywnej metody wykrywania znamion czerniaka.The aim of the invention is to develop an effective, non-invasive and objective method of detecting melanoma.

Istota wynalazku polega na tym, że znamię i jego pobliże naświetla się światłem ultrafioletowym o długości fali 350 do 380 nm, korzystnie 360 do 370 nm. Podczas naświetlania analizuje się przy pomocy systemu cyfrowej rejestracji obrazu równocześnie natężenieThe essence of the invention consists in the fact that the mark and its vicinity are irradiated with ultraviolet light with a wavelength of 350 to 380 nm, preferably 360 to 370 nm. During exposure, the intensity is analyzed simultaneously with the digital image recording system

175 972 autofluorescencji znamienia i jego otoczenia w paśmie 460 do 490 nm, korzystnie 470 do 480 nm. Jako kryterium dla diagnozy czerniaka określa się stosunek maksymalnego natężenia autofluorescencji w otoczeniu znamienia do jej minimalnego natężenia w obszarze samego znamienia. W przypadku wystąpienia czerniaka wartość tego stosunku jest większa od wartości progowej eksperymentalnie określonej dla danego zestawu diagnostycznego, która głównie zależy od zastosowanych filtrów optycznych i szumu systemu cyfrowej rejestracji obrazu.175,972 autofluorescence of the stigma and its surroundings in the band 460 to 490 nm, preferably 470 to 480 nm. The criterion for the diagnosis of melanoma is the ratio of the maximum intensity of autofluorescence in the vicinity of the nevus to its minimum intensity in the area of the nevus itself. In the case of melanoma, the value of this ratio is greater than the threshold value experimentally determined for a given diagnostic set, which mainly depends on the optical filters used and the noise of the digital image recording system.

Sposób według wynalazku umożliwia bezinwazyjne wykrycie czerniaka bez konieczności podawania pacjentowi jakichkolwiek środków chemicznych. Źródłem mierzonej autofluorescencji są substancje naturalnie występujące w organizmie pacjenta. Badanie jednego znamienia zajmuje kilka minut i jest całkowicie bezbolesne. Wynik odczytywany jest natychmiast po zakończeniu pomiaru. Dzięki zastosowaniu systemu cyfrowej rejestracji i analizy obrazu możliwe jest przechowywanie danych w pamięci komputera oraz porównywanie wyników uzyskiwanych w kolejnych dowolnych odcinkach czasu co umożliwia określenie dynamiki zmian znamion.The method according to the invention enables the non-invasive detection of melanoma without the need to administer any chemicals to the patient. The source of the measured autofluorescence are substances naturally present in the patient's body. Examination of one birthmark takes a few minutes and is completely painless. The result is read immediately after completing the measurement. Thanks to the use of the digital image recording and analysis system, it is possible to store data in the computer's memory and to compare the results obtained in any subsequent time periods, which allows to determine the dynamics of changes in birthmarks.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie jego wykonania, nie ograniczając jego zakresu ochrony.The method according to the invention is presented in more detail in its embodiment, without limiting its scope of protection.

Przykład. Znamię o średnicy 10 mm naświetla się światłem z lampy Hg-Xe o długości fali 365 nm. Obraz autofluorescencji znamienia i jego otoczenia zapisuje się przy pomocy systemu Lynxx2 wyposażonego w filtr interferencyjny o wysokiej przepuszczalności dla światła o długości fali 475 nm. Następnie dokonuje się serii ujęć znamienia i jego otoczenia przy kilku czasach ekspozycji rzędu od kilku do kilkudziesięciu sekund celem uzyskania optymalnego rozkładu natężeń światła autofluorescencji rejestrowanego przez poszczególne piksele. Po wykonaniu serii ujęć znamienia i jego otoczenia przeprowadza się, już bez udziału pacjenta, korekcję obrazu autofluorescencji ze względów aparaturowych. Skorygowany i zarejestrowany obraz w pamięci komputera wyświetla się na ekranie monitora, po czym stosując oprogramowanie do analizy obrazu lokalizuje się na obrazie znamienia obszar wykazujący najmniejsze oraz w obszarze otoczenia znamienia największe natężenie autofluorescencji. Jako kryterium diagnostyczne przyjmuje się wyliczoną wartość stosunku maksymalnego natężenia autofluorescencji w otoczeniu znamienia do jej minimalnego natężenia w obszarze znamienia. Ustalono eksperymentalnie, że dla zastosowanego w przykładzie układu diagnostycznego, dla czerniaka wartość tego stosunku jest większa niż 7.Example. A mark with a diameter of 10 mm is irradiated with light from a Hg-Xe lamp with a wavelength of 365 nm. The autofluorescence image of the stigma and its surroundings is recorded with the Lynxx2 system equipped with an interference filter with high light transmittance for 475 nm wavelength. Then, a series of shots of the stigma and its surroundings are made at several exposure times ranging from several to several tens of seconds in order to obtain the optimal distribution of the intensity of autofluorescence light registered by individual pixels. After taking a series of shots of the nevus and its surroundings, correction of the autofluorescence image is performed without the participation of the patient for apparatus reasons. The corrected and recorded image in the computer memory is displayed on the monitor screen, and then, using the image analysis software, the area showing the smallest and the highest intensity of autofluorescence is located on the image of the nevus. The calculated value of the ratio of the maximum intensity of autofluorescence in the vicinity of the nevus to its minimum intensity in the area of the nevus is assumed as a diagnostic criterion. It was experimentally established that for the diagnostic system used in the example, the value of this ratio for melanoma is greater than 7.

Sposób według wynalazku ma szerokie zastosowanie, zwłaszcza w przesiewowych badaniach dużych populacji i w systematycznych badaniach grup zwiększonego ryzyka wystąpienia czerniaka.The method of the invention has wide application, especially in screening large populations and in systematic testing of groups at increased risk of melanoma.

175 972175 972

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claim

Method for detecting melanoma nevi, characterized in that the nevus and its vicinity are irradiated with ultraviolet light with a wavelength of 350 to 380 nm, preferably 360 to 370 nm, and the autofluorescence intensity of the nevus and its surroundings in the band 460 to 490 nm, preferably 470 to 480 nm, the criterion for the diagnosis of melanoma is the ratio of the maximum intensity of autofluorescence in the vicinity of the nevus to its minimum intensity in the area of the nevus itself.