मस्तिष्क के ऊतकों के ऑक्सीकरण की वास्तविक समय की निगरानी रेडियोथेरेपी को वैयक्तिकृत कर सकती है

रेडियोथेरेपी के पहले कुछ हफ्तों में ट्यूमर को रक्त प्रवाह और ऑक्सीजन की आपूर्ति बदल जाती है। वैज्ञानिक वर्तमान में मानते हैं कि ट्यूमर के सिकुड़ने, ऑक्सीजन की खपत में कमी और छिड़काव में वृद्धि के कारण पुनः ऑक्सीकरण होता है। चिकित्सकों को उम्मीद है कि विकिरण चिकित्सा के लिए रोगी की प्रतिक्रिया में सुधार के लिए इन और अन्य संभावित परिवर्तनों का फायदा उठाया जा सकता है।

व्यक्तिगत कैंसर उपचार की दिशा में एक संभावित कदम में, फ़िनलैंड के शोधकर्ता वास्तविक समय में हीमोग्लोबिन एकाग्रता को मापने के लिए कार्यात्मक निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (fNIRS) का उपयोग कर रहे हैं, पूरे मस्तिष्क रेडियोथेरेपी के दौरान ऊतक ऑक्सीकरण का एक अप्रत्यक्ष संकेतक।

टीमु मायलीला से ओलु विश्वविद्यालय के सहयोग से fNIRS अनुसंधान का नेतृत्व करता है जूहा निक्किनेन, रेडियोथेरेपी के क्लिनिकल मेडिकल फिजिक्स डिवीजन में मुख्य भौतिक विज्ञानी ओलु विश्वविद्यालय अस्पताल. Myllylä का कहना है कि उनके शोध अध्ययन का लक्ष्य रेडियोथेरेपी के दौरान और बाद में ऊतक और ट्यूमर ऑक्सीकरण और प्रतिक्रिया के बारे में हमारे ज्ञान में कुछ अंतराल को बंद करने के लिए fNIRS को लागू करना है।

विभिन्न उत्तेजनाओं और संज्ञानात्मक कार्यों के जवाब में वास्तविक समय की मस्तिष्क गतिविधि का अध्ययन करने के लिए कई दशकों से कार्यात्मक निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया गया है। अपेक्षाकृत सस्ता, पोर्टेबल और गैर-इनवेसिव दृष्टिकोण वयस्क मानव मस्तिष्क में 2 सेंटीमीटर गहराई तक सेरेब्रल हेमोडायनामिक्स को माप सकता है। एफएनआईआरएस डिवाइस हीमोग्लोबिन की क्षेत्रीय सांद्रता में रीयल-टाइम परिवर्तनों को मापने के लिए इन्फ्रारेड लाइट का उपयोग करता है - रक्त की मात्रा में परिवर्तन के लिए एक सरोगेट और, विस्तार से, ऊतकों को कितनी अच्छी तरह ऑक्सीजन मिल रही है - मस्तिष्क में।

उनके हालिया प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट स्टडी में, में रिपोर्ट किया गया जर्नल ऑफ बायोमेडिकल ऑप्टिक्स, शोधकर्ताओं ने उपशामक पूरे मस्तिष्क रेडियोथेरेपी के दौरान हीमोग्लोबिन एकाग्रता को मापने के लिए fNIRS का उपयोग किया। टीम ने 10 रोगियों में उपचार के दौरान रक्त के प्रवाह में वृद्धि देखी, जो पूरे मस्तिष्क के कई विकिरणों से गुजर रहे थे। विकिरण से पहले या विकिरण समाप्त होने के बाद कोई प्रभाव नहीं देखा गया।

टीम ने मल्टीवेवलेंथ fNIRS डिवाइस के लिए मस्तिष्क के लंबवत फाइबर ऑप्टिक युक्तियों को संलग्न किया और पुष्टि की कि वे विकिरण के सेटअप या वितरण में हस्तक्षेप नहीं करते हैं। स्थैतिक क्षेत्र पूरे मस्तिष्क रेडियोथेरेपी का उपयोग करके विकिरण की खुराक वितरित की गई, जिसमें दो विरोधी 6 एमवी क्षेत्र शामिल थे। आगे-तीव्रता-संग्राहक विकिरण चिकित्सा, जो मुख्य क्षेत्रों के समान दिशा से छोटे क्षेत्रों को जोड़ती है, को पूरे मस्तिष्क के सजातीय खुराक कवरेज प्रदान करने के लिए लागू किया गया था।

क्योंकि एक एनआईआरएस डिवाइस केवल पूरे मस्तिष्क में हीमोग्लोबिन की सापेक्षिक एकाग्रता को मापता है, विभिन्न रोगियों के अलग-अलग एफएनआईआरएस सिग्नल एम्पलीट्यूड होते हैं। शोधकर्ताओं ने एफएनआईआरएस सिग्नल को बहुत कम आवृत्ति बैंड में फ़िल्टर करके सिग्नल एम्पलीट्यूड को सामान्यीकृत किया और फिर पूरे संबंधित सिग्नल से विकिरण की शुरुआत में सिग्नल घटा दिया। उन्होंने नियंत्रण डेटा के रूप में सैकड़ों स्वस्थ व्यक्तियों के आराम राज्य डेटा का उपयोग किया।

ट्यूमर हाइपोक्सिया रेडियोथेरेपी के दौरान वास्तविक समय में ट्रैक किया गया

टीम अब ट्यूमर और स्वस्थ ऊतक में हीमोग्लोबिन सांद्रता के बीच अंतर करने और विकिरण के लिए ट्यूमर प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए ठोस ट्यूमर वाले प्रतिभागियों से एफएनआईआरएस डेटा एकत्र कर रही है। वे यह भी जांच कर रहे हैं कि उन्होंने अपने पहले और दूसरे विकिरण के बीच ऊतक ऑक्सीकरण में अंतर क्यों देखा जर्नल ऑफ बायोमेडिकल ऑप्टिक्स अध्ययन। संभावित व्याख्याओं में दूसरे विकिरण में एक छोटी अवशोषित खुराक, मल्टीलीफ कोलाइमर या अन्य माप सेटअप प्रभाव, या शारीरिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

"[fNIRS] तकनीक क्लिनिकल सेटिंग्स में प्रदर्शन करना आसान है और व्यावहारिक रूप से मरीजों पर की जाने वाली सामान्य रेडियोथेरेपी प्रक्रियाओं को परेशान या धीमा नहीं करती है," Myllylä कहते हैं। "चिकित्सीय स्थितियों में fNIRS का दोहन करने की उच्च क्षमता है क्योंकि यह एक सुरक्षित तकनीक है और व्यावहारिक रूप से सभी वर्तमान में उपयोग की जाने वाली नैदानिक ​​​​न्यूरोइमेजिंग और चिकित्सा तकनीकों के संयोजन में इसका उपयोग किया जा सकता है।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/real-time-monitoring-of-brain-tissue-oxygenation-could-personalize-radiotherapy/