May 27th, 2016
אנו מציגים גישה ספקטרוסקופית אופטית מפוזרת (DOS) המספקת סמנים ביולוגיים אופטיים כמותיים של תגובת העור לקרינה. אנו מתארים תכנון מכשור DOS, אלגוריתמי מיצוי פרמטרים אופטיים ונהלי הטיפול בבעלי חיים הנדרשים כדי להפיק נתונים מייצגים ממודל עכבר פרה-קליני של אריתמה הנגרמת על ידי קרינה.
המטרה הכוללת של טכניקת ספקטרוסקופיה אופטית מפוזרת זו היא לפתח סמן ביולוגי כמותי לתיאור אריתמה הנגרמת על ידי קרינה חריפה. ניתן להשתמש בשיטה זו בתחום הטיפול הקרינתי כסמן ביולוגי מנבא לזיהוי חולים בסיכון לרעילות עור קרינה חמורה. אז היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת מדד אובייקטיבי ושיטתי לכימות רעילות עור קרינה.
אני אדגים את טכניקת הספקטרוסקופיה האופטית המפוזרת, ואלינה, חוקרת במעבדת לו, תטפל בעכברים. הפעל את האלקטרוניקה ואפשר למערכת לאתחל. לאחר מכן כבה את כל נורות הפלורסנט בחדר ומקם נורות ליבון במרחק ממכשיר המדידה כדי לספק תאורה עובדת.
לאחר מכן, הגדר את המכשיר לביצוע מדידות מעור העכבר. הגדר את פרמטרי האות באופן הבא. הגדר את זמן האיסוף ל-25 אלפיות השנייה, הגדר את ממוצעי האותות ל-25 והגדר את רוחב מסנן הקרון לאחד.
פרמטרים אלה מציעים איזון סביר בין זמן הרכישה לאות לרעש. לאחר מכן, באמצעות תוכנת הרכישה המתוכנתת המותאמת אישית, רכוש אוטומטית קריאת רקע כשהנורית כבויה. לאחר מכן, רכוש קריאה עם השתקפות מפוזרת בשני מרחקי הפרדה של גלאי מקור.
בצע מדידה אחת ב-260 מיקרון, והשנייה ב-520 מיקרון. זמן הרכישה בסך הכל צריך להיות כשתי שניות. לאחר הרדמת העכבר, העבר אותו לאזור בדיקת ה-DOS המעוקר.
מקם אותו על צדו והדק את חוטמו לחרוט אף המספק גז איזופלורן 2% לשמירה על ההרדמה. כעת יש לעקר את הגשושית עם אתנול 70%, אך אל תנסה לעקר את העור. החזק את הגשושית המעוקרת בעדינות לעור האגף.
אל תלחץ חזק מדי, מכיוון שאסור להתפזר כלי הדם המקומיים על ידי לחץ הגשושית. תוך כדי החזקת הגשושית, רכוש נתוני החזר על פני השטח המרובע של שני הסנטימטרים שיש להקרין. אסוף נתונים בתצורת חמש נקודות כמו על קוביה.
שמור על דפוס זה ולחץ בדיקה עקביים בכל המדידות הבאות. לאחר ביצוע המדידות, הנח את העכבר בכלוב התאוששות. בזמן שהעכבר מתאושש, חזור על ההליך בעכבר הבא.
הליך זה מותאם לרדיאטור הזמין. כוונן אותו לפי הצורך כדי להקרין חלק קטן של העור. לאחר הרדמת עכבר, צבטו בעדינות מעט עור בצדו והדביקו את העור המתוח ליצירת דש.
לאחר מכן הנח את העכבר על פרספקסtagה וכסה את גופו בג'יג עופרת מותאם אישית. השתמש בקופסת עופרת הנגישה משני צדדים ויש לה חלון להקרנת העור. לאחר מכן משוך את דש העור דרך חלון הג'יג, והדביק את הדש לבמה.
אם העכבר אינו משותק על ידי הג'יג, תן לו זריקת הרדמה. ואז הנח את הבמה עם הג'יג והעכבר לתוך הרדיאטור. חשב את מינון ההקרנה הנדרש.
לדוגמה, מקור רנטגן של 160 קילו-מתח שיא הממוקם במרחק של 11 סנטימטרים משם יקרין כראוי את העור הפועל במהירות של 6.3 מיליאמפר למשך 2.5 דקות. לאחר מכן, ספק את המינון המחושב. לאחר מינון החיה, החזירו אותה לכלוב התאוששות.
לאחר ההתאוששות מההרדמה, חזור לעכבר לכלוב הדיור המשותף הרגיל שלו. עכברים הוקרנו ונמדדו כמתואר. לפני ההקרנה, נלקח ספקטרום בסיסי עם הפרדת מקור של 260 מיקרון במודל עור עכבר אתימי.
הקו הירוק העבה מראה התאמה מתמטית של הקו הכחול הדק. בהשוואה למדידות שנעשו שישה ימים לאחר הקרנה אפורה של 40, נצפו הבדלים בצורה הספקטרלית בין 550 ל-600 ננומטר, ככל הנראה עקב עלייה בהמוגלובין מחומצן. נצפתה גם עלייה קטנה בהחזר המוחלט, ועשויה להיות קשורה לעלייה בכוח פיזור הרקמות.
הנתונים המותאמים מחזירים סמנים ביולוגיים אופטיים כמותיים שניתן לעקוב אחריהם כפונקציה של זמן לאחר ההקרנה. לדוגמה, מדידות ריווי החמצן ברקמות גדלו בהדרגה בעקבות הקרנה. נתונים כמותיים אלה היו בקורלציה עם דרגה חזותית של רעילות העור, שגם הגדילה בהדרגה את ההקרנה.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשתמש בספקטרוסקופיה אופטית מפוזרת לניקוד כמותי של רעילות עור קרינה. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך שתיים-שלוש דקות, אם היא מבוצעת כראוי. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב ללחוץ בעדינות על בדיקת ה-DOS כלפי מטה כדי למנוע פיזור כלי הדם.
ניתן להשתמש בטכניקה זו בתחום הטיפול הקרינתי כדרך לקשר פרמטרים פיזיולוגיים בתיאור תגובה תקינה של רקמות לקרינה.
מחקר זה מציג טכניקת ספקטרוסקופיה אופטית מפוזרת (DOS) לכימות התגובה של העור לקרינה, תוך התמקדות ספציפית באריתמה הנגרמת על ידי קרינה חריפה. השיטה מכוונת לספק סימני דרך אובייקטיביים שיכולים לחזות רעילות עור בחולים שעוברים טיפול בקרינה.
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.