Diffuse optische spectroscopie voor de kwantitatieve beoordeling van Acute ioniserende straling veroorzaakte Huidtoxiciteit Met behulp van een muismodel

Het algemene doel van deze diffuse optische spectroscopietechniek is om een kwantitatief biomerker te ontwikkelen voor het beschrijven van acuut stralingsgeïnduceerde erytheem. Deze methode kan worden gebruikt in de stralingstherapie als een voorspellende biomerker voor het identificeren van patiënten met risico op ernstige huidtoxiciteit door bestraling. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dus dat het een objectieve en systematische maatstaf biedt om huidtoxiciteit door straling te kwantificeren.

Ik zal de diffuse optische spectroscopietechniek demonstreren, en Elina, een onderzoeker in het Loo Lab, zal de muizen behandelen. Zet de elektronica aan en laat het systeem opstarten. Zet vervolgens alle fluorescerende lampen in de kamer uit en plaats gloeilampen op een afstand van het meetapparaat om wat werkverlichting te bieden.

Stel vervolgens het instrument in voor het meten van muizenhuid. Stel de signaalparameters als volgt in. Stel de opnametijd in op 25 milliseconden, stel de signaalgemiddelden in op 25 en stel de boxcar-filterbreedte in op een.

Deze parameters bieden een redelijke balans tussen opnametijd en signaal-ruisverhouding. Gebruik vervolgens de op aangepaste software de achtergrondmeting automatisch uit te voeren met de LED uitgeschakeld. Vervolgens, neem een meting met diffuse reflectie bij twee brondetector-scheidingsafstanden.

Neem één meting bij 260 micron en de tweede bij 520 micron. De totale opnametijd zou ongeveer twee seconden moeten zijn. Nadat de muis is verdoofd, verplaats deze naar het gesteriliseerde DOS-onderzoeksgebied.

Plaats de muis op zijn zij en bevestig zijn snuitje aan een neuskoker die 2% isofluraangas levert om de anesthesie te onderhouden. Steriliseer nu de sonde met 70%ethanol, maar probeer de huid niet te steriliseren. Houd de gesteriliseerde sonde voorzichtig tegen de flankhuid.

Druk niet te hard, omdat de lokale vaatbundels niet mogen worden verspreid door de druk van de sonde. Terwijl je de sonde vasthoudt, verzamel reflectiegegevens over het te bestralen vierkante gebied van twee centimeter. Verzamel gegevens in een vijfpuntsformatie zoals op een dobbelsteen.

Houd dit patroon en sondeerdruk consistent in alle volgende metingen. Na het maken van de metingen, plaats de muis in een herstelkooi. Terwijl de muis herstelt, herhaal de procedure bij de volgende muis.

Deze procedure is aangepast aan de beschikbare bestralingsapparatuur. Pas het zo nodig aan om een klein deel van de huid te bestralen. Nadat een muis is verdoofd, knijp voorzichtig in wat huid op zijn flank en plak de uitgerekte huid om een flap te vormen.

Plaats vervolgens de muis op een Plexiglas-platform en bedek zijn lichaam met een aangepaste loodconstructie. Gebruik een loodbox die aan twee kanten toegankelijk is en een venster heeft voor de te bestralen huid. Trek vervolgens de flap huid door het venster van de constructie en plak de flap op het platform.

Als de muis niet is geïmmobiliseerd door de constructie, geef hem dan een verdovende injectie. Plaats vervolgens de constructie met de muis in de bestralingsapparatuur. Bereken de vereiste bestralingsdosis.

Bijvoorbeeld, een 160 piek kilovoltage röntgenbron gepositioneerd 11 centimeter verderop zou de huid voldoende bestralen die draait op 6,3 milliampère gedurende 2,5 minuten. Lever vervolgens de berekende dosis. Breng het dier na het doseren terug naar een herstelkooi.

Eenmaal hersteld van de anesthesie, breng de muis terug naar zijn normale gedeelde huiskooi. Muizen werden bestraald en gemeten zoals beschreven. Voorafgaand aan de bestraling werd een basisspectrum genomen met een bronscheiding van 260 micron in een athymische muismodel van de huid.

De dikke groene lijn toont een wiskundige aanpassing van de dunne blauwe lijn. Vergeleken met metingen die zes dagen na een 40 gray-bestraling werden gemaakt, werden verschillen in de spectrale vorm tussen 550 en 600 nanometer waargenomen, waarschijnlijk als gevolg van een toename van zuurstofrijk hemoglobine. Er wordt ook een kleine stijging in de absolute reflectie waargenomen, en deze kan gecorreleerd zijn met een toename van de weerkaatsingskracht van het weefsel.

De aangepaste gegevens leveren kwantitatieve optische biomarkers op die kunnen worden gevolgd als functie van de tijd na bestraling. Bijvoorbeeld, metingen van weefselzuurstofverzadiging namen progressief toe na bestraling. Deze kwantitatieve gegevens correleerden met een visuele graad van de huidtoxiciteit, die ook progressief toenam na bestraling.

Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u diffuse optische spectroscopie kunt gebruiken voor kwantitatieve scorering van huidtoxiciteit door straling. Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in twee of drie minuten worden uitgevoerd, als deze goed wordt uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de DOS-sonde voorzichtig naar beneden te drukken om te voorkomen dat de vaatbundels worden verspreid.

Deze techniek kan worden gebruikt in het gebied van stralingstherapie als een manier om fysiologische parameters te koppelen bij het beschrijven van de normale weefselrespons op straling.