Imaging di dominio della frequenza spaziale della composizione biochimica nelle macchie vino porto, in risposta alla terapia laser: uno studio pilota
I metodi oggettivi per valutare la risposta delle macchie vino porto (PWS) al trattamento laser sono stati oggetto di numerose attività di ricerca per diversi anni. Qui, presentiamo uno studio pilota con l'utilizzo di un laser ad emissione luminosa (LED) di nuova concezione sulla base di un dispositivo di imaging di dominio della frequenza spaziale (SFDI) per registrare quantitativamente le variazioni nella composizione biochimica delle PWS, dopo la terapia laser.
STUDIO DI PROGETTAZIONE / PAZIENTI E METODI:
È stato utilizzato un sistema SFDI per visualizzare, prima e dopo cinque sessioni di trattamento per le PWS [n = 4 soggetti (in particolare, un soggetto è stato fotografato prima e dopo due trattamenti laser consecutivi)]. Sono state presentate le proprietà ottiche ad ampio campo derivate da SFDI (assorbimento e dispersione) e le concentrazioni cromofore dei tessuti tra cui quelle di ossi-emoglobina (ctO(2) Hb), di deossi-emoglobina (ctHHb), di emoglobina totale (ctTHb), e della saturazione tissutale di ossigeno (stO(2) ), tutto ciò per la pelle fotografata prima ed immediatamente dopo il trattamento laser. Le immagini derivate da SFDI sono state analizzate confrontando le misure di cui sopra in PWS con quelle della pelle normale e localizzando i cambiamenti immediatamente successivi all'esposizione laser.
RISULTATI:
È stata misurata un'elevata ossi-emoglobina (>20%) e un'elevata saturazione di ossigeno tissutale (>5%) in tutte le lesioni con PWS e queste sono state confrontate con i valori della pelle normale prima del trattamento. Il trattamento laser ha comportato un aumento della deossi-emoglobina (>100%), una diminuzione della saturazione di ossigeno tissutale (>10%), e una minore dispersione (>15%) di tutte le lesioni PWS. Un soggetto è stato seguito prima e dopo due trattamenti laser consecutivi e il miglioramento globale nello sbiancamento delle lesioni con PWS è stato stimato quantitativamente misurando una diminuzione del 45% del volume di sangue cutaneo.
CONCLUSIONE:
SFDI è una tecnica ottica ad ampio campo, rapida e senza contatto con un alto potenziale come dispositivo di imaging e che può essere utilizzata per quantificare i cambiamenti nella composizione biochimica delle PWS, dopo la terapia laser. Il lavoro futuro studierà la possibilità di SFDI a fornire una guida intra-operatoria per la terapia laser delle lesioni PWS, sulla base di ciascun paziente.
Storia della pubblicazione:
Titolo: Spatial frequency domain imaging of port wine stain biochemical composition in response to laser therapy: A pilot study.
Rivista: Lasers Surg Med. 2012 Oct;44(8):611-21. doi: 10.1002/lsm.22067
Autori: Mazhar A, Sharif SA, Cuccia JD, Nelson JS, Kelly KM, Durkin AJ.
Affiliazioni: Beckman Laser Institute, University of California, Irvine, California 92612.
Abstract:
BACKGROUND AND OBJECTIVE:
Objective methods to assess port wine stain (PWS) response to laser treatment have been the subject of various research efforts for several years. Herein, we present a pilot study using a newly developed, light emitting diode (LED) based spatial frequency domain imaging (SFDI) device to record quantitatively biochemical compositional changes in PWS after laser therapy.
STUDY DESIGN/PATIENTS AND METHODS:
A SFDI system was used to image before, and after, five PWS treatment sessions [n = 4 subjects (one subject was imaged before and after two consecutive laser treatments)]. SFDI derived wide-field optical properties (absorption and scattering) and tissue chromophore concentrations including oxy-hemoglobin (ctO(2) Hb), deoxy-hemoglobin (ctHHb), total hemoglobin (ctTHb), and tissue oxygen saturation (stO(2) ) are presented for skin imaged prior to and immediately after laser treatment. The SFDI derived images were analyzed by comparing the above measurements in PWS to those of normal skin and tracking changes immediately after laser exposure.
RESULTS:
Elevated oxy-hemoglobin (>20%) and tissue oxygen saturation (>5%) were measured in all PWS lesions and compared to values for normal skin prior to treatment. Laser treatment resulted in an increase in deoxy-hemoglobin (>100%), decrease in tissue oxygen saturation (>10%), and reduced scattering (>15%) in all PWS lesions. One subject was followed before and after two consecutive laser treatments and the overall improvement in PWS lesion blanching was quantitatively assessed by measuring a 45% decrease in dermal blood volume.
CONCLUSION:
SFDI is a rapid non-contact wide-field optical technique that shows potential as an imaging device that can be used to quantify biochemical compositional changes in PWS after laser therapy. Future work will investigate the potential of SFDI to provide intra-operative guidance for laser therapy of PWS lesions on an individual patient basis.
