뇌 조직 산소화의 실시간 모니터링은 방사선 요법을 개인화할 수 있습니다.

종양에 대한 혈류와 산소 공급은 방사선 요법의 처음 몇 주 동안 변화합니다. 과학자들은 현재 재산소화가 종양 수축, 산소 소비 감소 및 관류 증가로 인해 발생한다고 믿고 있습니다. 임상의는 이러한 변화와 기타 가능한 변화를 이용하여 방사선 치료에 대한 환자의 반응을 개선할 수 있기를 바랍니다.

맞춤형 암 치료를 향한 잠재적인 단계에서 핀란드의 연구자들은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 사용하여 전뇌 방사선 요법 동안 조직 산소화의 간접 지표인 실시간 헤모글로빈 농도를 측정하고 있습니다.

티무 밀리릴라 인사말 오 울루 대학교 와 공동으로 fNIRS 연구를 주도합니다. 유하 니키넨, 방사선 치료의 임상 의학 물리학 부문 수석 물리학자 오 울루 대학 병원. 그들의 연구 연구의 목표는 fNIRS를 적용하여 조직 및 종양 산소화와 방사선 치료 중 및 이후의 반응에 대한 지식의 일부 격차를 좁히기 시작하는 것이라고 Myllylä는 말합니다.

기능적 근적외선 분광법은 다양한 자극 및 인지 작업에 대한 반응으로 실시간 뇌 활동을 연구하기 위해 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 상대적으로 저렴하고 휴대 가능하며 비침습적인 접근 방식은 성인 인간의 뇌에서 최대 2cm 깊이의 대뇌 혈류역학을 측정할 수 있습니다. fNIRS 장치는 적외선을 사용하여 헤모글로빈의 국부적 농도 변화를 실시간으로 측정합니다. 혈액량의 변화와 더 나아가 뇌에서 산소가 조직에 얼마나 잘 도달하는지에 대한 대용물입니다.

그들의 최근 개념 증명 연구에서 의생명 광학 저널, 연구원은 완화 전뇌 방사선 요법 동안 헤모글로빈 농도를 측정하기 위해 fNIRS를 사용했습니다. 연구팀은 여러 차례 전뇌 방사선 조사를 받은 10명의 환자에서 치료 중 혈류 증가를 관찰했습니다. 조사 전 또는 조사 종료 후에 어떠한 영향도 관찰되지 않았다.

연구팀은 다파장 fNIRS 장치용 광섬유 팁을 뇌에 수직으로 부착해 방사선의 설정이나 전달을 방해하지 않음을 확인했다. 방사선 선량은 두 개의 반대되는 6MV 필드로 구성된 정적 필드 전뇌 방사선 요법을 사용하여 전달되었습니다. 주요 필드와 같은 방향에서 더 작은 필드를 추가하는 전방 강도 변조 방사선 요법을 적용하여 전체 뇌에 균일한 선량 범위를 제공했습니다.

NIRS 장치는 뇌 전체의 헤모글로빈의 상대적 농도만 측정하기 때문에 환자마다 fNIRS 신호 진폭이 다릅니다. 연구원들은 매우 낮은 주파수 대역에서 fNIRS 신호를 필터링한 다음 전체 해당 신호에서 조사 시작 시 신호를 빼서 신호 진폭을 정규화했습니다. 그들은 수백 명의 건강한 개인의 휴식 상태 데이터를 통제 데이터로 사용했습니다.

방사선 치료 중 실시간으로 추적되는 종양 저산소증

연구팀은 현재 종양과 건강한 조직의 헤모글로빈 농도를 구별하고 방사선 조사에 대한 종양 반응을 연구하기 위해 고형 종양 참가자로부터 fNIRS 데이터를 수집하고 있습니다. 그들은 또한 XNUMX차 조사와 XNUMX차 조사 사이에 조직 산소화의 차이를 관찰한 이유를 조사하고 있습니다. 의생명 광학 저널 공부하다. 가능한 설명에는 두 번째 조사에서 더 작은 흡수 선량, 다중 잎 콜리메이터 또는 기타 측정 설정 효과 또는 생리적 반응이 포함됩니다.

"[fNIRS] 기술은 임상 환경에서 수행하기 쉽고 환자에게 수행되는 정상적인 방사선 치료 절차를 실질적으로 방해하거나 지연시키지 않습니다."라고 Myllylä는 말합니다. "안전한 기술이고 현재 사용되는 모든 임상 신경 영상 및 치료 기술과 실질적으로 조합하여 사용할 수 있기 때문에 임상 상황에서 fNIRS를 활용할 가능성이 높습니다."

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