May 27th, 2016
نقدم نهجا طيفيا بصريا منتشرا (DOS) يوفر مؤشرات حيوية بصرية كمية لاستجابة الجلد للإشعاع. نصف تصميم أجهزة DOS وخوارزميات استخراج المعلمات البصرية وإجراءات التعامل مع المطلوبة لإنتاج بيانات تمثيلية من نموذج فأر قبل السريري للحمامي الناجمة عن الإشعاع.
الهدف العام من تقنية التحليل الطيفي البصري المنتشر هو تطوير مؤشر حيوي كمي لوصف الحمامي الناجمة عن الإشعاع الحاد. يمكن استخدام هذه الطريقة في مجال العلاج الإشعاعي كمؤشر حيوي تنبؤي لتحديد المرضى المعرضين لخطر سمية الجلد الإشعاعية الشديدة. لذا فإن الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها توفر مقياسا موضوعيا ومنهجيا لتحديد سمية الجلد الإشعاعية.
سأعرض تقنية التحليل الطيفي البصري المنتشر ، وستتعامل إلينا ، الباحثة في مختبر لو ، مع الفئران. قم بتشغيل الإلكترونيات والسماح للنظام بالتمهيد. ثم أطفئ جميع مصابيح الفلورسنت في الغرفة ووضع المصابيح المتوهجة على مسافة من جهاز القياس لتوفير بعض الإضاءة العملية.
بعد ذلك ، قم بتعيين أداة أخذ القياسات من جلد الفأر. اضبط معلمات الإشارة على النحو التالي. اضبط وقت التجميع على 25 مللي ثانية ، واضبط متوسطات الإشارة على 25 ، واضبط عرض مرشح عربة الشحن على واحد.
توفر هذه المعلمات توازنا معقولا بين وقت الاستحواذ والإشارة إلى الضوضاء. بعد ذلك ، باستخدام برنامج الاستحواذ المبرمج المخصص ، احصل تلقائيا على قراءة خلفية مع إيقاف تشغيل LED. بعد ذلك ، احصل على قراءة مع انعكاس منتشر عند مسافتين لفصل كاشف المصدر.
خذ قياسا واحدا عند 260 ميكرون ، والثاني عند 520 ميكرون. يجب أن يكون وقت الاستحواذ في المجموع حوالي ثانيتين. بعد تخدير الماوس ، انقله إلى منطقة فحص DOS المعقمة.
ضعه على جانبه وثبت أنفه على مخروط الأنف الذي يوفر 2٪ من غاز الأيزوفلوران للحفاظ على التخدير. الآن تعقيم المسبار بنسبة 70٪ من الإيثانول ، لكن لا تحاول تعقيم الجلد. أمسك المسبار المعقم برفق على جلد الخاصرة.
لا تضغط بشدة ، حيث يجب ألا يتشتت الأوعية الدموية المحلية بضغط المسبار. أثناء حمل المسبار ، احصل على بيانات الانعكاس على مساحة سنتيمترين مربعين ليتم تعريضها للإشعاع. اجمع البيانات في تشكيل من خمس نقاط مثل القالب.
حافظ على اتساق هذا النمط وضغط الفحص في جميع القياسات اللاحقة. بعد إجراء القياسات ، ضع الماوس في قفص الاسترداد. أثناء تعافي الماوس ، كرر الإجراء على الماوس التالي.
تمتصميم هذا الإجراء وفقا للرادعاع المتاح. قم بتعديله حسب الحاجة لإشعاع جزء صغير من الجلد. بعد تخدير الفأر ، اضغط برفق على بعض الجلد على جانبه وقم بلصق الجلد الممتد لتشكيل سديلة.
ثم ضع الماوس على مسرح زجاج شبكي وقم بتغطية جسمه برقصة رصاص مخصصة. استخدم صندوقا من الرصاص يمكن الوصول إليه من الجانبين ويحتوي على نافذة للإشعاع الجلد. ثم اسحب رفرف الجلد من خلال نافذة الرقصة ، وقم بلصق الغطاء على المسرح.
إذا لم يتم تثبيت الفأر بواسطة الرقصة ، فقم بإعطائه حقنة مخدرة. ثم ضع المسرح مع الرقصة والماوس في المبرد. احسب جرعة التشعيع المطلوبة.
على سبيل المثال ، مصدر الأشعة السينية ذو 160 كيلو فولت الذروة الموجود على بعد 11 سم من شأنه أن يشع الجلد بشكل كاف الذي يعمل بسرعة 6.3 مللي أمبير لمدة 2.5 دقيقة. ثم قم بتسليم الجرعة المحسوبة. بعد جرعات ، أعده إلى قفص الاسترداد.
بمجرد التعافي من التخدير ، عد إلى الفأر إلى قفص السكن المشترك الطبيعي. تم تشعيع الفئران وقياسها كما هو موصوف. قبل التشعيع ، تم أخذ أطياف أساسية مع فصل مصدر 260 ميكرون في نموذج فأر رياضي للجلد.
يظهر الخط الأخضر السميك ملاءمة رياضية للخط الأزرق الرفيع. بالمقارنة مع القياسات التي تم إجراؤها بعد ستة أيام من تشعيع 40 رمادي ، لوحظت اختلافات في الشكل الطيفي بين 550 و 600 نانومتر ، على الأرجح بسبب زيادة الهيموجلوبين المؤكسج. لوحظ أيضا ارتفاع طفيف في الانعكاس المطلق ، وقد يرتبط بزيادة قوة تشتت الأنسجة.
ترجع البيانات المجهزة المؤشرات الحيوية البصرية الكمية التي يمكن تتبعها كدالة للوقت بعد التشعيع. على سبيل المثال ، زادت قياسات تشبع الأكسجين في الأنسجة تدريجيا بعد التشعيع. ترتبط هذه البيانات الكمية بالدرجة البصرية لسمية الجلد ، والتي زادت أيضا بشكل تدريجي بعد التشعيع.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام التحليل الطيفي البصري المنتشر للتسجيل الكمي لسمية الجلد الإشعاعي. بمجرد إتقانها ، يمكن تنفيذ هذه التقنية في دقيقتين أو ثلاث دقائق ، إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم الضغط على مسبار DOS برفق لتجنب تشتت الأوعية الدموية.
يمكن استخدام هذه التقنية في مجال العلاج الإشعاعي كطريقة لربط المعلمات الفسيولوجية في وصف استجابة الأنسجة الطبيعية للإشعاع.
تقدم هذه الدراسة تقنية لتحليل الطيف الضوئي المنتشر (DOS) لتحديد استجابة الجلد للإشعاع، مع التركيز بشكل خاص على الحمامي الحاد الناتج عن الإشعاع. تهدف الطريقة إلى توفير مؤشرات حيوية موضوعية يمكنها التنبؤ بالسمية الجلدية في المرضى الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي.
Quantitative assessment of acute radiation-induced skin toxicity remains a critical gap in translational radiation therapy research, limiting predictive confidence and objective evaluation of normal tissue response. Diffuse optical spectroscopy (DOS) offers a reproducible, high-throughput approach to generate functional optical biomarkers, supporting mechanistic de-risking and target validation for interventional strategies. Integrating DOS-derived metrics into preclinical and clinical workflows enhances portfolio decision-making and risk-adjusted advancement of radioprotective agents.
DOS-based quantitative skin toxicity assessment fits within the discovery-to-preclinical continuum, bridging early mechanistic studies and translational validation of radioprotective strategies.