En LED-baseret enhed til billeddannelse af stråling forårsaget hudskader

For at udrydde alle kræftceller, der potentielt kan forblive efter operation eller kemoterapi, mange brystkræftpatienter gennemgår også strålebehandling. Alle patienter oplever uheldige bivirkninger, herunder hudirritation, og undertiden skrælning og blærer. Patienter kan også udvikle permanent misfarvning af huden og fortykkelse af brystvævsmånederne, eller endda år, efter behandling. Der er i øjeblikket ingen metode til at forudsige sværhedsgraden af ​​disse akutte og sene virkninger, og selv den nuværende evaluering af disse effekter er baseret på subjektiv scoring.

Forskere ved Beckman Laser Institute (BLI) og Medical Clinic, og Department of Radiation Oncology ved University of California, Irvine tester en ny billeddannelsesenhed udviklet ved opstart, Modulated Imaging Inc. (Irvine, CA). En af disse undersøgelser er designet til at overvåge, kvantificere, og forhåbentlig en dag forudsige hudtoksicitetsniveauer forårsaget af strålebehandling. Anaïs Leproux, en postdoktoral forsker ved BLI og hovedforfatter af papiret, vil rapportere arbejdet på OSA Biophotonics Congress:Optik i Life Sciences -mødet, afholdt 2-5. april i San Diego, Californien, USA.

"Vi bruger synligt og nær-infrarødt lys ved meget lav effekt og projicerer det på brystet, "sagde Leproux." Vi forsøger at karakterisere hudskader under strålebehandling, især til behandling af brystkræft. "

Ved hjælp af deres nye billedteknik, projektet sigter mod at bruge præcisionsmålinger til at karakterisere hudtoksicitet af væv udsat for stråling. Ved at spore disse målinger under hele behandlingen, Leproux og hendes team håber bedre at forstå de faktorer, der er involveret i hudskader, og forhåbentlig, hvordan man forudsiger akut og sen toksicitet.

"Toksiciteten er dybest set hudskader, en bivirkning fra strålingen, "sagde Leproux." Der er en lang række bivirkninger, som vi observerer; erytem, hyperpigmentering, misfarvning, tør eller våd desquamation. Nekrose kan ske, men er mindre almindelig. "

Erytem er det formelle navn for overfladisk rødme i huden, og desquamation er hudafskalning. Fortykkelse af huden er en almindelig sen bivirkning.

"Lyset skinner på brystvævet. Ved interaktion med huden; lyset er spredt, og noget absorberes, "sagde Leproux." Det reflekterede lys registreres af et kamera. I bund og grund, du måler absorptionen og vævets spredningsegenskaber. "

Mere specifikt, hun og hendes gruppe bruger otte forskellige bølgelængder af synligt og nær-infrarødt lys fra lysdioder, måler, hvor meget af hver energi der absorberes af huden. Dette giver dem en kvantitativ værdi, der angiver hudens sundhed.

For at generere disse værdier præcist, lyset fra LED'erne moduleres rumligt, formidle forskellige mønstre med en digital mikro-spejl-enhed i instrumentet. Formelt, denne funktionelle billeddannelsesteknik kaldes Spatial Frequency Domain Imaging, eller SFDI.

"Da vi bruger flere lysbølgelængder, vi udfører spektroskopi og opnår indholdet af melanin, vævshæmoglobin, i de iltet og iltet tilstand, hvorfra vi kan beregne det samlede blodvolumen og iltmætning i vævet, "Sagde Leproux." Vi måler overfladisk, omkring tre til fem millimeter dyb. "

Dette ikke-invasive blik på bare de få millimeter kan afsløre meget om de ændringer, stråling forårsager. Også, fordi de bruger en projektorteknologi, de måler over store områder (ca. 20 cm x 20 cm) uden scanning.

"Vi håber, at vi kan se hudens fortykkelse i de spredningsparametre, vi ser på, "sagde hun." Vi tror, ​​at strålingen fremkalder en ombygning af kollagenet i huden, som skal ses som en ændring i spredningsparameteren. "

Gruppen tog fat på bekymringer fra læger om, at selve billeddannelsen udsætter huden for yderligere stråling, og beregnet, hvordan deres lavstrømsenhed kan sammenlignes med solens eksponering. "Ti målinger med vores enhed svarer nogenlunde til to sekunder i solen, "Sagde Leproux.

Selvom resultaterne stadig er i deres vorden, de viser et stort potentiale, med succes at identificere tydeligt forskellige tendenser inden for melanin og iltmætning i løbet af behandlingstiden.

Sammen med at sigte på en dag at forudsige en patients reaktioner på strålebehandling, gruppen håber at optimere enheden på andre måder undervejs, måske hjælpe med at guide udviklingen af ​​bedre lotioner til behandling af disse bivirkninger samt at formindske selve instrumentets størrelse.

"Vi kunne optimere det nuværende instrument for at få kortere målinger med en billigere enhed. Det er noget, vi vil undersøge, "sagde Leproux.