DIAGNOSIS AND TREATMENT OF PREMALIGNANT CHANGES OF PHOTODAMAGED SKIN: Novel Hyperspectral Imaging and New Therapeutical Aspects

Background and purpose: As the skin cancer burden continues to increase, there is an urgent need for novel methods for the early detection of skin cancers, and for new cost-effective treatments. The hyperspectral imaging system (HIS) is a novel technique which offers the dual advantages of allowing the imaging of large skin areas rapidly and non-invasively. Daylight photodynamic therapy (DL-PDT), with the advantages of excellent tolerability and convenience, is an attaractive therapy for actinic keratoses (AK) and field cancerization.This thesis aimed to enable early and effective treatment of common premalignancies of photo-damaged skin.The first purpose of this thesis was to evaluate the feasibility of HIS in the detection of field cancerized skin and in the detection of ill-defined borders of lentigo maligna (LM) and lentigo maligna melanoma (LMM). In addition, this thesis aimed to further develop the treatment of field cancerized skin with photodynamic therapy using a novel photosensitizer in combination with daylight (DL-PDT), and to evaluate the cost-effectiveness of DL-PDT. Methods: This thesis included four non-sponsored prospective clinical studies. The novel prototype HIS, used in studies I-II, was developed for the study at the VTT Technical Research Centre of Finland. The technique enabled in vivo imaging of the skin prior to surgical procedures and produced abundance maps of the affected skin areas. The results were verified by histopathology. Study III was randomized double-blinded intra-individual split-face trial comparing novel photosensitizer formulation, 5-aminolaevulinate nanoemulsion (BF-200 ALA) with methyl-5-aminolaevulinate (MAL) in DL-PDT of AKs. In addition to blinded clinical and histological treatment efficacy, tolerability of the treatment was assessed. Study IV evaluated the cost-effectiveness of MAL-DL-PDT compared to conventional MAL-LED-PDT. Results: In studies I-II HIS showed its feasibility in both the detection of subclin
TIIVISTELMÄ Ihosyöpien määrä on jatkuvassa räjähdysmäisessä kasvussa maailmanlaajuisesti. Tämä kuormittaa terveydenhuoltoa merkittävästi. Taudinmäärityksen kehittäminen, siten että ihosyövät pystytään tunnistamaan jo varhaisessa vaiheessa sekä hoitoalueiden aiempaa tarkempi määrittäminen lisähoitojen välttämiseksi, ovat keskeisiä keinoja rajoittaa hoitokustannuksia. Lisäksi on tarve uusille, helposti toteutettaville ja kustannusvaikuttaville hoitomuodoille. Väitöstyössä tutkittiin uutta Suomessa kehitettyä hyperspektritekniikkaa ihon okasolusyövän varhaisasteiden, ns. subkliinisten aktiinikeratoosien, tunnistamisessa, sekä huonosti rajautuvien ihon pintamelanoomien, ns. lentigo malignojen, rajojen määrittämisessä lisäleikkausten välttämiseksi. Väitöstyössä selvitettiin myös uuden päivänvalolla toteutettavan fotodynaamisen hoidon (päivänvalo-PDT) tehoa ja turvallisuutta, sekä kustannusvaikuttavuutta ihon okasolusyövän esiasteiden eli aktiinikeratoosien hoidossa. Tutkimuksessa tutkittiin kahta iholle levitettävää valoherkistäjävoidetta, joista toista ei aiemmin ole käytetty tällä indikaatiolla. Tutkimuksella haluttiin kehittää ihosyöpien varhaisvaiheiden hoitoprosessia resursseja ja kustannuksia säästäväksi, sekä löytää uusia, hyvin siedettyjä mutta tehokkaita hoitomuotoja. Väitöskirjatyöhön sisältyi neljä prospektiivista kliinistä tutkimusta. Hyperspektrikuvantaminen todettiin hyödylliseksi varhaisten, silmälle vielä näkymättömien, aktiinikeratoosien havaitsemisessa. Lisäksi hyperspektrikuvantamisen avulla kyettiin havaitsemaan silmälle näkymättömiä lentigo maligna-kasvainten rajoja. Tämä auttaa entistä tarkemmin määrittämään hoitoalueet ja saattaa mahdollistaa entistä tarkemman hoidon seurannan. Turhilta lisäleikkauksilta saatetaan välttyä. Päivänvalo-PDT osoittautui tehokkaaksi, turvalliseksi ja paremmin siedetyksi kuin perinteinen fotodynaaminen hoito (keinovalo-PDT), missä valolähteenä on keinovalo. Päivänvalo-PDT vei vähemmän sekä poliklinikan henkilökunnan että