Monitorizarea în timp real a oxigenării țesutului cerebral ar putea personaliza radioterapia

Fluxul sanguin și furnizarea de oxigen la tumori se modifică în primele săptămâni de radioterapie. Oamenii de știință cred în prezent că reoxigenarea are loc din cauza micșorării tumorii, a scăderii consumului de oxigen și a perfuziei crescute. Clinicienii speră că aceste și alte modificări posibile ar putea fi exploatate pentru a îmbunătăți răspunsul pacientului la radioterapie.

Într-un pas potențial către tratamente personalizate pentru cancer, cercetătorii din Finlanda folosesc spectroscopia funcțională în infraroșu apropiat (fNIRS) pentru a măsura concentrația de hemoglobină în timp real, un indicator indirect al oxigenării țesuturilor, în timpul radioterapiei întregului creier.

Teemu Myllylä de la Universitatea din Oulu conduce cercetarea fNIRS în colaborare cu Juha Nikkinen, fizician șef în divizia de fizică medicală clinică a radioterapiei la Spitalul Universitar Oulu. Scopul studiilor lor de cercetare, spune Myllylä, este de a aplica fNIRS pentru a începe să închidem unele dintre lacunele din cunoștințele noastre despre oxigenarea țesuturilor și a tumorilor și răspunsul în timpul și după radioterapie.

Spectroscopia funcțională în infraroșu apropiat a fost folosită de câteva decenii pentru a studia activitatea creierului în timp real ca răspuns la diferiți stimuli și sarcini cognitive. Abordarea relativ ieftină, portabilă și non-invazivă poate măsura hemodinamica cerebrală până la 2 cm adâncime în creierul uman adult. Dispozitivul fNIRS folosește lumina infraroșie pentru a măsura modificările în timp real ale concentrațiilor regionale de hemoglobină – un surogat pentru modificările volumului sanguin și, prin extensie, cât de bine ajunge oxigenul la țesuturi – în creier.

În studiul lor recent de dovadă a conceptului, raportat în Jurnalul de optică biomedicală, cercetătorii au folosit fNIRS pentru a măsura concentrația de hemoglobină în timpul radioterapia paliativă a creierului întreg. Echipa a observat creșterea fluxului sanguin în timpul tratamentelor la 10 pacienți supuși mai multor iradieri ale creierului întreg. Nu a fost observat niciun efect înainte de iradiere sau după terminarea iradierii.

Echipa a atașat vârfuri de fibră optică pentru dispozitivul fNIRS cu mai multe lungimi de undă perpendicular pe creier și a confirmat că nu au interferat cu configurarea sau livrarea radiațiilor. Doza de radiații a fost administrată folosind radioterapie cu câmp static întreg creier, care a cuprins două câmpuri opuse de 6 MV. Radioterapia cu intensitate modulată înainte, care adaugă câmpuri mai mici din aceeași direcție cu câmpurile principale, a fost aplicată pentru a oferi o acoperire omogenă a dozei întregului creier.

Deoarece un dispozitiv NIRS măsoară doar concentrația relativă de hemoglobină în creier, diferiți pacienți au amplitudini diferite ale semnalului fNIRS. Cercetătorii au normalizat amplitudinile semnalului prin filtrarea semnalului fNIRS într-o bandă de frecvență foarte joasă și apoi scăzând semnalul de la începutul iradierii din semnalele corespunzătoare întregi. Ei au folosit ca date de control datele privind starea de repaus de la sute de indivizi sănătoși.

Hipoxia tumorală urmărită în timp real în timpul radioterapiei

Echipa colectează acum date fNIRS de la participanții cu tumori solide pentru a încerca să diferențieze concentrațiile de hemoglobină din tumoare și țesutul sănătos și să studieze răspunsurile tumorii la iradiere. Ei investighează, de asemenea, de ce au observat diferențe în oxigenarea țesuturilor între prima și a doua iradiere în Jurnalul de optică biomedicală studiu. Explicațiile posibile includ o doză absorbită mai mică în a doua iradiere, colimator cu mai multe foi sau alte efecte de configurare a măsurătorilor sau răspunsuri fiziologice.

„Tehnologia [fNIRS] este ușor de realizat în medii clinice și practic nu deranjează sau încetinește procedurile normale de radioterapie efectuate pe pacienți”, spune Myllylä. „Există un potențial mare de exploatare a fNIRS în situații clinice, deoarece este o tehnică sigură și poate fi utilizată în combinație practic cu toate tehnicile de neuroimagistică și terapie utilizate în prezent.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/real-time-monitoring-of-brain-tissue-oxygenation-could-personalize-radiotherapy/