Ministero dell'Universita' e della Ricerca Scientifica e Tecnologica

Dipartimento Affari Economici


   

Coordinatore

 

LUCIO ANDREASSI

     

Titolo della Ricerca

 

SVILUPPO DI METODI E DI APPARECCHIATURE PER LA PREVENZIONE E DIAGNOSI PRECOCE DEL MELANOMA

     

Finanziamento assegnato

 

404 , Euro 208648,587

     

Rd+Ra

 

183 , Euro 94511,613 (dichiarata all'atto della domanda)

     

Durata

 

24 mesi

     

Obiettivo della Ricerca


Ridurre la mortalità dovuta al melanoma ed i costi incidenti sulla spesa sanitaria dovuti a questa patologia. Tale obiettivo può essere raggiunto sia identificando in modo semplice e razionale i soggetti a rischio di melanoma cutaneo e congiuntivale, sia aumentando il numero di diagnosi precoci, evitando così ulteriori terapie e/o gravosi procedimenti diagnostici e riducendo notevolmente il numero di escissioni chirurgiche "inutili" di lesioni pigmentarie benigne. Allo scopo di identificare i soggetti a rischio per il melanoma valuteremo su una ampia popolazione alcuni caratteri fenotipici e dati anamnestici (colore della pelle, misurazione della dose minima eritema numero di nei etc. ), identificando quelli correlati al rischio di melanoma nella popolazione italiana. Una volta rilevati tali fattori, sarà possibile, grazie ad una opportuna metodologia statistica, classificare i soggetti in 2 gruppi: a basso ed alto rischio (prevenzione primaria). Altro obiettivo è quello di ottimizzare la diagnosi precoce di questa neoplasia (prevenzione secondaria). Esso potrà essere raggiunto mettendo a punto metodi basati sulla analisi digitale delle lesioni pigmentarie osservate in epiluminescenza. Tale metodica, avvalendosi della analisi computerizzata di immagini digitalizzate, rende possibile individuare quei patterns morfologici che caratterizzano il melanoma cutaneo ed oculare in stadio precoce. Infine, altro importante obiettivo di questa ricerca, è quello di sviluppare una rete telematica che consenta il tele-consulto da parte di centri periferici dermatologici ed oculistici, dotati di attrezzatura idonea a produrre immagini digitali, verso centri esperti. Ciò consentirebbe ad una più ampia porzione della popolazione di accedere a consulti altamente specialistici. Inoltre è nostra intenzione creare un data-base virtuale (su internet), accessibile ad utenti forniti di user e password, di cartelle cliniche relative a neoformazioni cutanee e congiuntivali. Ogni cartella sarà composta dalle informazioni relative al paziente e ricavate dall'anamnesi, dalle immagini originali delle lesioni pigmentate in esame, dalle immagini di tali lesioni elaborate in modo da esaltarne particolari aspetti e dalle eventuali immagini istologiche relative. Tale archivio, di facile e rapida consultazione, sarà un utile supporto didattico e di consulto a specialisti dotati di sistemi di acquisizione, ma privi di lunga esperienza.


Innovazione rispetto allo stato dell'arte nel campo


Poiché il melanoma cutaneo in fase avanzata risulta a tutt’oggi difficilmente curabile, allo scopo di ridurne la mortalità, l’identificazione dei soggetti ad alto rischio e la diagnosi precoce rappresentano un importante obiettivo da perseguire. I tratti fenotipici che sembrano essere più importanti nella individuazione dei i soggetti ad alto rischio sono: il colore dei capelli e degli occhi, la capacità di pigmentarsi, il numero di nevi, la tendenza a fare efelidi, la razza, il gruppo etnico, la fotoreattività cutanea alle radiazioni solari ed il colore cutaneo. Questi ultimi due importanti fattori di rischio, tuttavia, nei vari studi riportati in letteratura fino ad oggi, sono stati valutati mediante metodiche anamnestiche o di tipo "score visivo", e quindi in modo soggettivo, non quantificabile né riproducibile. Negli ultimi anni la possibilità di disporre di apparecchi come i colorimetri ed i simulatori solari, ha reso possibile misurare sia il colore della pelle che la fotoreattività cutanea in modo numerico e quindi oggettivo. Poiché l’identificazione di soggetti ad alto rischio riveste un ruolo fondamentale per una opportuna prevenzione primaria, ci sembra di importanza non trascurabile stimare se la misurazione del colore cutaneo combinata con la valutazione della fotoreattività e di altri comprovati fattori di rischio, possa rendere possibile l’identificazione di soggetti ad alto o a basso rischio.
Un altro importante "goal" nel tentativo di ridurre la mortalità legata al melanoma, è rappresentato dalla diagnosi precoce. Negli ultimi anni, allo scopo di migliorare l’accuratezza diagnostica, soprattutto nei casi di lesioni pigmentarie di difficile interpretazione, si sono sviluppate tecniche diagnostiche non invasive come la dermoscopia o epiluminescenza. Molti autori hanno descritto i criteri diagnostici basati su patterns morfologici valutabili mediante epiluminescenza, aprendo la strada ad una nuova semeiologia che prevede la descrizione della disposizione del colore, dell’intensità della pigmentazione, della configurazione della lesione, della sua regolarità, delle caratteristiche dei margini e della superficie. Tuttavia la valutazione qualitativa di queste caratteristiche morfologiche è senza dubbio complessa e soprattutto soggettiva. Allo scopo di ovviare a tali problemi interpretativi, sono stati recentemente sviluppati metodi basati sulla analisi matematica delle lesioni pigmentarie osservate in epiluminescenza. Tali metodiche innovative si avvalgono della analisi computerizzata di immagini digitalizzate. Sarebbe pertanto interessante valutare mediante questa metodica se esistano e quali siano i patterns morfologici che caratterizzano il melanoma in stadio precoce.


Criteri di verificabilità

1) Calcolo del risparmio per i pazienti, per il servizio sanitario e delle giornate-lavoro perse.

2) Valutazione dell’aumento del numero di diagnosi precoci e riduzione di asportazioni "inutili". Come effetto si dovrebbe osservare un incremento del numero delle prestazioni in periferia ed una conseguente riduzione delle liste di attesa presso i centri specialistici.

3) Pubblicazione di lavori scientifici su riviste nazionali ed internazionali

4) Presentazione dei risultati parziali e definitivi del nostro progetto di ricerca in congressi nazionali ed internazionali.

Unità di Ricerca

1] Unità di Universita' degli Studi di SIENA

Responsabile Lucio ANDREASSI

Rd+Ra 55 , Euro 28405,129 (dichiarata all'atto della domanda)

Finanziamento 128 , Euro 66106,483

 

Compito

Identificazione dei soggetti a rischio di melanoma
A questo scopo saranno studiati 200-300 pazienti di origine italiana affetti da melanoma cutaneo. Per controllo, durante lo stesso periodo, verranno valutati 500-1.000 soggetti, anch'essi di origine italiana, corrispondenti per età e sesso.
Valutazione dei fattori di rischio di melanoma
Sensibilità cutanea ai raggi ultravioletti
Questa verrà misurata sia in termini di curva dose risposta dell'eritema sia come pigmentazione dopo irradiazione con UV
Colore cutaneo
Il colore cutaneo sarà misurato mediante un colorimetro Minolta CR-200. Le misurazioni verranno eseguite a livello del quarto superiore del gluteo ed a livello dello zigomo.
Altri fattori di rischio
Per ciascun soggetto verranno quantificati/valutati i seguenti fattori di rischio: fototipo, numero di nevi, esposizione solare a scopo lavorativo e ricreativo, colore degli occhi e dei capelli, tendenza a fare efelidi e scottature subite durante l'infanzia/adolescenza.
Analisi statistica
Il set delle variabili originali verrà utilizzato per estrarne un set di minori dimensioni (variabili derivate), in grado di separare accuratamente i soggetti sani dai pazienti affetti da melanoma cercando di ottenere un buon potere predittivo nei confronti di nuovi pazienti. A scopo classificativo, useremo l'analisi discriminante mulivariata per scegliere le dimensioni ottimali del set di variabili derivate scegliendo un valore F di Fisher pari di 3.9 che, date le dimensioni presunte del nostro campione, corrisponde a circa il 95% di probabilità che le due classi siano statisticamente distinte. Inoltre useremo la funzione discriminante lineare di Fisher per costruire un classificatore. Le performances del classificatore verranno a loro volta valutate su un campione indipendente dal set originale delle variabili. Utilizzeremo la tecnica del leave-one-out che è in grado di usare in maniera efficiente i dati e fornisce stime con un errore inferiore rispetto a tutti gli altri metodi. La matrice di classificazione così ottenuta verrà impiegata allo scopo di stimare la percentuale dei soggetti correttamente classificati (accuratezza AC), la percentuale dei pazienti affetti da melanoma correttamente classificati (sensibilità SE o ratio dei veri positivi), la percentuale dei soggetti sani correttamente classificati(specificità SP o ratio dei veri negativi) ed i valori predittivi (potere predittivo positivo, PP e negativo NP).
Diagnosi precoce del melanoma
Nel nostro studio, un apparato mediante il quale è possibile effettuare l'analisi computerizzata digitale dell'immagine (DDA) verrà testato su una serie di lesioni pigmentarie, maligne e benigne, di difficile interpretazione diagnostica. Come criteri di inclusione considereremo lesioni clinicamente atipiche, piatte ed impalpabili, di diametro compreso tra 0,4 e 1,2 cm, appartenenti a soggetti diversi. Le lesioni asportate saranno esaminate da un esperto dermopatologo ed identificate come nevi o melanomi.Digitalizzazione e parametrizzazione
Una volta rilevati e tracciati automaticamente i bordi delle lesioni, il sistema è in grado di valutare numericamente 36 parametri utilizzati come possibili variabili discriminanti. Le variabili appartengono a 4 categorie: colori, geometrie, tessitura ed isole di colore.
Analisi statistica
Una analisi discriminante multivariata verrà applicata all’intero set delle variabili e sarà ricavata una funzione lineare discriminante tra i due gruppi. L’analisi multivarita è infatti in grado di identificare i migliori gruppi di separazione di un subset di variabili. La distinzione tra i gruppi sarà valutata utilizzando una matrice classificativa.. Mediante tale metodica sarà possibile calcolare la sensibilità e la specificità.


2] Unità di Universita' degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIA

Responsabile Stefania SEIDENARI

Rd+Ra 53 , Euro 27372,216 (dichiarata all'atto della domanda)

Finanziamento 120 , Euro 61974,828

 

Compito

PRIMA FASE: prevede uno studio di fattibilità in cui le varie unità operative coinvolte valuteranno la possibilità di mantenere un'accuratezza diagnostica efficace mediante diagnosi remota e la possibilità di un miglioramento della diagnosi precoce delle neoformazioni cutanee sospette. Successivamente si provvederà alla creazione di un data-base virtuale contenente le informazioni e le immagini relative a ciascun paziente, accessibile tramite internet. Contemporaneamente si svilupperanno sistemi per l'analisi parametrica e la diagnosi computer-assistita delle lesioni pigmentate. Tra i centri di riferimento si creerà così un flusso informativo per via telematica che renderà condivisibili fra i vari componenti le immagini e le informazioni acquisite nel tempo.
SECONDA FASE: date tali premesse si provvederà a dislocare in periferia, sul territorio, siti multimediali dai quali si opererà l'invio delle immagini e delle informazioni relative al paziente verso il centro di coordinamento che fungerà da tele-consulente reinviando alla periferia i risultati della propria analisi clinica e parametrica. Questo servirà a razionalizzare il percorso diagnostico dei pazienti facendo risparmiare loro ed al servizio sanitario inutili spese di trasferimento e di giornate-lavoro perse, pur fornendo un servizio altamente specialistico. Inoltre si potrà aumentare il numero di diagnosi precoci e ridurre quello di asportazioni "inutili", fornendo agli utenti un servizio efficace ed efficiente. Come effetto si avrà un incremento del numero delle prestazioni in periferia ed una conseguente riduzione delle liste di attesa presso i centri specialistici. Il data-base informatico, infine, costituirà uno strumento didattico per gli operatori sanitari di base e per gli specialisti.


3] Unità di Universita' degli Studi de L'AQUILA

Responsabile Ketty PERIS (Sergio CHIMENTI )

Rd+Ra 15 , Euro 7746,853 (dichiarata all'atto della domanda)

Finanziamento 30 , Euro 15493,707

 

Compito

Verrano reclutati 2000 pazienti di sesso maschile e femminile, di razza caucasica. In tale studio saranno presi in considerazione il numero totale di lesioni pigmentate cutanee melanocitarie e non melanocitarie di ogni singolo paziente, la tipologia dermatoscopica dei nevi di ciascun soggetto, la familiarità per melanoma e la eventuale storia di un pregresso melanoma.
Utilità della microscopia ad epiluminescenza nel riconoscimento delle lesioni pigmentate cutanee e nella prevenzione del melanoma.
La microscopia ad epiluminescenza consente di fare diagnosi differenziale tra lesioni pigmentate melanocitarie e non melanocitarie e tra lesioni benigne e maligne, favorendo il riconoscimento del melanoma in fase precoce. Tale distinzione è resa possibile grazie ad una serie di parametri o pattern che sono espressione di alterazioni istopatologiche ben definite. Tuttavia, non esiste un criterio che possa da solo consentire la diagnosi ma quest'ultima si deve basare su l'osservazione contemporanea di più parametri dermatoscopici. Pertanto diversi sono stati i tentativi da parte dei dermatologi nel cercare degli algoritmi che rendessero più semplice ed accurata la diagnosi dermatoscopica delle lesioni pigmentate cutanee. Noi proponiamo un approccio interpretativo semplificato che prende in considerazione dapprima la visione di insieme della lesione in esame (aspetto reticolare, globulare, omogeneo e composito), per soffermarci successivamente sugli aspetti più particolareggiati dei singoli parametri, prendendo infine in considerazione alcune sfumature della lesione. Ogni parametro dermatoscopico verrà correlato con il suo corrispettivo istopatologico. Inoltre, verrà presa in considerazione l'eventuale presenza di un pattern vascolare. Il riscontro di strutture vascolari all'interno di una lesione può consentire al dermatologo esperto di effettuare una diagnosi certa in assenza di altri parametri dermatoscopici di rilievo. Per questo motivo, particolare attenzione verrà posta verso le lesioni cutanee ipopigmentate o acromiche nelle quali il riconoscimento del pattern vascolare può essere fondamentale per la diagnosi.
Introduzione di nuovi parametri diagnostici in dermatoscopia.
Per ciascuna lesione esaminata verranno presi in considerazione le eventuali alterazioni del reticolo pigmentario, la distribuzione del pigmento, la iper o ipopigmentazione focale, la lamella nera, la pigmentazione a zolle. Verrà inoltre proposta una nuova classificazione dermatoscopica per le lesioni pigmentate melanocitarie sulla base delle correlazioni clinico-patologiche. Particolare attenzione sarà posta sulle lesioni neviche localizzate in sedi particolari quali il volto, le acrosedi, l'areola mammaria e le mucose. Verranno successivamente considerate le lesioni pigmentate cutanee di natura non melanocitaria (epiteliomi basocellulari, dermatofibromi, cheratosi seborroiche, angiomi), introducendo anche per queste nuovi parametri dermatoscopici con un corrispettivo istopatologico ben definito allo scopo di agevolarne la diagnosi.
Sistemi digitali nella diagnosi delle lesioni pigmentate cutanee e nella diagnosi precoce del melanoma.
Le lesioni verranno esaminate con un sistema in grado di archiviare i dati anamnestici dei pazienti e le immagini relative e di effettuare l'analisi computerizzata delle stesse (DEM-Mips). Questo consente un corretto follow-up dei pazienti confrontando le immagini delle lesioni a distanza di tempo. Come criteri di inclusione in questo studio considereremo le lesioni pigmentate melanocitarie e non melanocitarie appartenenti a soggetti diversi. Le lesioni asportate saranno esaminate da un esperto dermatopatologo che sulla base delle immagini cliniche e dermatoscopiche effettuerà le correlazioni clinico-patologiche.


4] Unità di Universita' degli Studi di FIRENZE

Responsabile Benvenuto GIANNOTTI

Rd+Ra 26 , Euro 13427,879 (dichiarata all'atto della domanda)

Finanziamento 53 , Euro 27372,216

 

Compito

Compiti dell'Unita' di ricerca:
1) indagare mediante uno studio caso-controllo il ruoo della sensibilita' cutanea al danno (eritema e pigmentazione) indotto dagli ultravioletti B come fattore di rischio per il melanoma nella popolazione italiana. A tale fine verra' misurata la dose minima eritemigena (MED) e la curva dose-rispota di somparsa e scomparsa di eritema e pigmentazione dopo una singola dose di raggi ultravioletti B pari rispettivamente a 2MED e 3 MED.
2) analizzare la concordanza di tali misurazioni con altre variabili correlate indirettamente alla sensibilita' cutanea alla esposizione slare quali fenotipo (colore occhi, capelli, pelle), tendenza alla formazioni di efelidi dopo fotoesposzione, fototipo secondo Fitzpatrick, (in scala da I a IV in funzione della informaqzione anamnesitca della tendenza alla ustione solare e/o alla abbornzatura dopo fotoesposizione), colore della pelle misurato mediante colorimento Minolta, numero di nevi melanocitari, presenza di nevi melanocitari clinicamente atipici.


5] Unità di Universita' degli Studi di SIENA

Responsabile Aldo CAPOROSSI

Rd+Ra 34 , Euro 17559,535 (dichiarata all'atto della domanda)

Finanziamento 73 , Euro 37701,354

 

Compito

Diagnosi precoce del melanoma congiuntivale
Nel nostro studio verrà utilizzato un analizzatore dermoscopico digitale (DDA) su una serie di lesioni pigmentarie congiuntivali benigne e maligne di difficile interpretazione diagnostica appartenenti a soggetti diversi. Le lesioni saranno esaminate da un esperto patologo ed identificate come melanosi acquisite primarie, nevi o melanomi.
Imaging
Le lesioni verranno esaminate mediante un analizzatore dermoscopico digitale (DDA Mips) ad un ingrandimento 16 x e, se di dubbia origine, verranno asportate chirurgicamente ed analizzate dal punto di vista istologico.
Attrezzatura
L’ attrezzatura consiste di un microscopico chirurgico con una sorgente luminosa da 150 W, ad una temperatura di 3200°K, connesso con una videocamera Pal Broadcast 3 CCD con una risoluzione di 700 ed un rapporto segnale/rumore maggiore di 58 db. Le componenti del segnale video (rosso, verde e blu) sono connesse separatamente ad una scheda digitale frame-grabber montata in un computer Pentium con 32 MB di memoria random, un hard disk di 1.2 GB ed un drive ottico-magnetico per l’ archivio delle immagini.
Digitalizzazione e parametrizzazione
Una volta rilevati e tracciati automaticamente i bordi delle lesioni, il sistema valuta 36 parametri da studiare come possibili variabili discriminanti. Le variabili appartengono a 4 categorie: colori, geometrie, texture ed isole di colore.
Analisi statistica
Una analisi discriminante multivariata verrà applicata all’ intero set delle variabili e sarà ricavata una funzione lineare discriminante tra i due gruppi. Tale metodo multivariato identifica i migliori gruppi di separazione di un subset di variabili. La distinzione tra i gruppi sarà valutata utilizzando una matrice classificativa. Ciascun data unit sarà assegnata ad un gruppo mediante una funzione classificativa lineare ricavata dal metodo. Saranno quindi calcolate la sensibilità e la specificità del metodo da noi proposto.