May 27th, 2016
Radyasyona cilt yanıtının kantitatif optik biyobelirteçlerini sağlayan yaygın bir optik spektroskopik (DOS) yaklaşım sunuyoruz. DOS enstrümantasyon tasarımını, optik parametre ekstraksiyon algoritmalarını ve radyasyona bağlı eritemin klinik öncesi fare modelinden temsili veriler elde etmek için gereken hayvan işleme prosedürlerini açıklıyoruz.
Bu yaygın optik spektroskopi tekniğinin genel amacı, akut radyasyona bağlı eritemi tanımlamak için kantitatif bir biyobelirteç geliştirmektir. Bu yöntem, radyasyon tedavisi alanında, ciddi radyasyon cilt toksisitesi riski taşıyan hastaları tanımlamak için öngörücü bir biyobelirteç olarak kullanılabilir. Bu nedenle, bu tekniğin ana avantajı, radyasyon cilt toksisitelerini ölçmek için objektif ve sistematik bir ölçüm sağlamasıdır.
Dağınık optik spektroskopi tekniğini göstereceğim ve Loo Laboratuvarı'nda bir araştırmacı olan Elina fareleri ele alacak. Elektroniği açın ve sistemin açılmasına izin verin. Ardından odadaki tüm floresan lambaları kapatın ve bir miktar çalışma aydınlatması sağlamak için akkor lambaları ölçüm cihazından uzakta bir mesafeye yerleştirin.
Ardından, cihazı fare dış görünümünden ölçüm alacak şekilde ayarlayın. Sinyal parametrelerini aşağıdaki gibi ayarlayın. Toplama süresini 25 milisaniyeye ayarlayın, sinyal ortalamalarını 25'e ayarlayın ve yük vagonu filtre genişliğini bire ayarlayın.
Bu parametreler, alım süresi ile sinyal-gürültü arasında makul bir denge sunar. Ardından, özel programlanmış toplama yazılımını kullanarak, LED kapalıyken otomatik olarak bir arka plan okuması elde edin. Ardından, iki kaynak dedektörü ayırma mesafesinde dağınık yansımalı bir okuma elde edin.
260 mikronda bir ölçüm yapın ve ikincisini 520 mikronda yapın. Toplamda alım süresi yaklaşık iki saniye olmalıdır. Fareyi uyuşturduktan sonra, sterilize edilmiş DOS problama alanına taşıyın.
Yan yatırın ve anesteziyi sürdürmek için burnunu %2 izofluran gazı veren bir burun konisine sabitleyin. Şimdi probu% 70 etanol ile sterilize edin, ancak cildi sterilize etmeye çalışmayın. Sterilize edilmiş probu nazikçe yan deriye tutun.
Lokal damar sisteminin probun basıncı ile dağılmaması gerektiğinden çok fazla bastırmayın. Probu tutarken, ışınlanacak iki santimetre karelik alan üzerinde yansıma verileri elde edin. Verileri bir kalıpta olduğu gibi beş nokta oluşumunda toplayın.
Sonraki tüm ölçümlerde bu modeli ve prob basıncını tutarlı tutun. Ölçümleri yaptıktan sonra, fareyi bir kurtarma kafesine yerleştirin. Fare iyileşirken, işlemi bir sonraki farede tekrarlayın.
Bu prosedür, mevcut ışınlayıcıya göre uyarlanmıştır. Cildin küçük bir bölümünü ışınlamak için gerektiği gibi ince ayar yapın. Bir fareyi uyuşturduktan sonra, yan tarafındaki bir miktar cildi nazikçe sıkıştırın ve gerilmiş cildi bir flep oluşturacak şekilde bantlayın.
Ardından fareyi bir Pleksiglas sahneye yerleştirin ve gövdesini özelleştirilmiş bir kurşun aparat ile kaplayın. İki taraftan erişilebilen ve cildin ışınlanması için bir penceresi olan bir kurşun kutu kullanın. Daha sonra deri kanadını jig penceresinden çekin ve kanadı sahneye bantlayın.
Fare jig tarafından hareketsiz hale getirilmemişse, ona anestezik bir enjeksiyon yapın. Ardından, jig ve fare ile birlikte sahneyi ışınlayıcıya yerleştirin. Gerekli ışınlama dozunu hesaplayın.
Örneğin, 11 santimetre uzağa yerleştirilmiş 160 tepe kilovoltajlı bir x-ışını kaynağı, 6,3 miliamperde çalışan cildi 2,5 dakika boyunca yeterince ışınlayacaktır. Ardından, hesaplanan dozu verin. Hayvanı dozladıktan sonra, bir kurtarma kafesine geri koyun.
Anesteziden kurtulduktan sonra, fareye normal paylaşılan konut kafesine geri dönün. Fareler ışınlandı ve tarif edildiği gibi ölçüldü. Işınlamadan önce, atletik bir fare deri modelinde 260 mikronluk bir kaynak ayrımı ile bir temel spektrum alındı.
Kalın yeşil çizgi, ince mavi çizginin matematiksel uyumunu gösterir. 40 gri ışınlamadan altı gün sonra yapılan ölçümlerle karşılaştırıldığında, muhtemelen oksijenli hemoglobindeki artışa bağlı olarak 550 ila 600 nanometre arasındaki spektral şekildeki farklılıklar gözlendi. Mutlak yansımada küçük bir artış da gözlenir ve doku saçılma gücündeki bir artışla ilişkili olabilir.
Takılan veriler, ışınlama sonrası zamanın bir fonksiyonu olarak izlenebilen kantitatif optik biyobelirteçleri döndürür. Örneğin, doku oksijen doygunluğu ölçümleri ışınlamayı takiben giderek artmıştır. Bu kantitatif veriler, ışınlama sonrası giderek artan cilt toksisitesinin görsel bir derecesi ile korelasyon gösterdi.
Bu videoyu izledikten sonra, radyasyon cilt toksisitelerinin kantitatif skorlaması için dağınık optik spektroskopinin nasıl kullanılacağını iyi anlamış olmalısınız. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde yapılırsa iki veya üç dakika içinde gerçekleştirilebilir. Bu prosedürü denerken, damar sisteminin dağılmasını önlemek için DOS probunu hafifçe bastırmak önemlidir.
Bu teknik, radyasyona normal doku tepkisini tanımlamada fizyolojik parametreleri bağlamanın bir yolu olarak radyasyon tedavisi alanında kullanılabilir.
Bu çalışma, radyasyona cilt yanıtını kantitatif olarak belirlemek için bir diffüz optik spektroskopi (DOS) tekniği sunar ve özellikle akut radyasyona bağlı eritem üzerinde durur. Yöntem, radyasyon tedavisi gören hastalarda cilt toksisitesini öngörebilecek objektif biyobelirteçler sağlamayı amaçlar.
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.