สเปกโทรสโกปีตรวจจับการขาดออกซิเจนของเนื้องอก

ภาวะขาดออกซิเจนของเนื้องอกเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ทางคลินิกที่ไม่ดีหลังการฉายรังสีหรือเคมีบำบัดในผู้ป่วยมะเร็ง การวัดปริมาณออกซิเจนของเนื้องอกก่อนหรือระหว่างการรักษาสามารถช่วยเลือกการรักษาที่เหมาะสมที่สุด รวมทั้งระบุการตอบสนองที่ไม่ดีได้เร็วกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ทำให้สามารถเปลี่ยนแปลงระบบการรักษาได้อย่างมีประสิทธิผล ภาวะขาดออกซิเจนโดยทั่วไปถูกกำหนด

ให้เป็นความตึงเครียดของออกซิเจน (pO 2 ) 

ที่น้อยกว่า 10 mmHg วิธีหนึ่งในการวัดค่านี้ในร่างกายคือการใส่ไมโครอิเล็กโทรดที่ตรวจจับออกซิเจนเข้าไปในเนื้อเยื่อของเนื้องอก อย่างไรก็ตาม การวัดดังกล่าวเป็นการบุกรุก จำกัดเฉพาะอวัยวะที่เข้าถึงได้ อาจปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกและไม่คล้อยตามการวัดซ้ำ

แนวทางทางเลือกอื่นคือดิฟฟิวซ์รีเฟล็กแทนซ์ สเปกโทรสโกปี (DRS) ซึ่งจัดให้มีวิธีที่ไม่รุกรานในการประเมินการเติมออกซิเจนในเนื้องอกที่เข้าถึงได้ (เช่น ผิวหนังหรือช่องปาก เป็นต้น) ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอาร์คันซอจึงกำลังตรวจสอบการใช้ DRS เพื่อวัด sO 2 ซึ่งเป็นปริมาณออกซิเจนเฉลี่ยที่จับกับฮีโมโก ลบินในหลอดเลือด เป้าหมายของพวกเขา: เพื่อแสดงให้เห็นว่า DRS สามารถให้การวัดภาวะขาดออกซิเจนของเนื้องอกในร่างกาย ที่เชื่อถือได้

“ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ DRS คือลักษณะที่ไม่ทำลายและไม่รุกราน” นราซิมฮาน ราชาราม ผู้เขียนนำอธิบาย “การใช้โพรบรูปปากกาที่มักจะเข้ากันได้กับช่องทางการทำงานของกล้องเอนโดสโคปและกล่องเสียง ก็ควรจะเป็นไปได้ที่จะสอบปากคำเนื้อเยื่อโดยไม่รุกราน และรับการวัดเชิงปริมาณของภาวะขาดออกซิเจนของเนื้องอก”

DRS ทำงานโดยให้แสงสว่างแก่เนื้อเยื่อที่สนใจด้วยแสง 400-650 นาโนเมตร และใช้สัญญาณแสงสะท้อนเพื่อหาปริมาณตัวกระจายและตัวดูดซับที่อยู่ด้านล่าง เนื่องจาก DRS มีความไวต่อการดูดซึมของเฮโมโกลบินที่เติมออกซิเจนและออกซิเจน จึงสามารถหาปริมาณฮีโมโกลบินที่เติมออกซิเจนต่อปริมาณเฮโมโกลบินทั้งหมดได้ ดังนั้น DRS จึงให้การวัดทั้ง sO 2และปริมาณเฮโมโกลบินทั้งหมด (THb)

ในการศึกษานี้ ทีมงานได้ใช้ระบบ DRS 

แบบพกพาที่ประกอบด้วยหลอดฮาโลเจนสำหรับการส่องสว่าง, สเปกโตรมิเตอร์ USB สำหรับการรับสเปกตรัม และโพรบออปติคัลแบบแยกสองส่วนสำหรับการส่งและรวบรวมแสง หัววัดประกอบด้วยไฟส่องสว่างสี่เส้นและเส้นใยเครื่องตรวจจับห้าเส้นที่ระยะการแยกตัวตรวจจับแหล่งกำเนิดแสงที่ 2.25 มม. ซึ่งให้ความลึกของการสุ่มตัวอย่างประมาณ 1.8 มม.

นักวิจัยได้รับสเปกตรัม DRS จากการปลูกถ่ายซีโนกราฟของมะเร็งศีรษะและคอของมนุษย์ที่แตกต่างกัน 2 แบบ (SCC-47 ที่ทนต่อรังสีและเซลล์ SCC-22B ที่ไวต่อรังสี) โดยใช้เวลารวม 100 มิลลิวินาทีและช่วงความยาวคลื่น 475 ถึง 600 นาโนเมตร . พวกเขาใช้แบบจำลองแบบตารางการค้นหาเพื่อให้พอดีกับสเปกตรัม DRS ที่ได้มาและแยกคุณสมบัติการดูดกลืนและการกระเจิงที่ขึ้นกับความยาวคลื่น และตรวจสอบผลลัพธ์โดยใช้การย้อมด้วยอิมมูโนฮิสโตเคมีเพื่อวัดปริมาณเศษส่วน hypoxic ของเนื้องอก (HF)

DRS สเปกตรัม (a) In vivo DRS spectra จากเนื้องอกที่มีระดับ sO 2ต่างกัน (b) ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนที่ขึ้นกับความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันซึ่งพิจารณาจากความพอดีกับสเปกตรัม (c) ภาพอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์จากเนื้องอกเดียวกัน (มารยาท: S Dadgar et al J. Biomed เลือก 23 067001/CC BY 3.0)

การติดตั้งสเปกตรัม DRS สำหรับเนื้องอกที่ถูกตัดออกสองชิ้นเผยให้เห็นค่า sO 2ที่ 58% สำหรับเนื้องอกหนึ่งก้อนและ 15% 

สำหรับอีกก้อนหนึ่ง สำหรับเนื้องอกที่มีออกซิเจน (58%) สเปกตรัมการดูดกลืนแสดงยอดสองเท่าแบบคลาสสิกของเฮโมโกลบินที่เติมออกซิเจน (542 และ 577 นาโนเมตร) ในขณะที่เนื้องอกที่ได้รับออกซิเจนต่ำ (15%) แสดงพีคเดียวที่สอดคล้องกับฮีโมโกลบินที่เติมออกซิเจน ภาพอิมมูโนฮิสโตเคมีของ HF ยืนยันว่าเนื้องอกที่มี sO 2 สูงกว่า มีเนื้อเยื่อขาดออกซิเจนน้อยกว่าเนื้องอก ที่มี sO 2 ต่ำ

นักวิจัยระบุว่า HF มีความสัมพันธ์เชิงลบกับ sO 2

และมีความสัมพันธ์กับ THb ซึ่งบ่งชี้ว่าการวัด DRS ของ sO 2และ THb ของหลอดเลือดให้การวัดทางอ้อมที่เชื่อถือได้ในการให้ออกซิเจนของเนื้องอก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาทราบว่าค่า sO 2และ THb ที่ต่ำมากสามารถบ่งชี้ถึงเนื้องอกที่มีออกซิเจนในเลือดต่ำและมีการกระจายต่ำ

Rajaram กล่าวว่า “การวัดการตอบสนองของเนื้องอกต่อการรักษาด้วย diffuse reflectance spectroscopy เป็นเป้าหมายทางคลินิกของเรา “ระดับออกซิเจนในเนื้องอกก่อนและหลังการฉายรังสีอาจเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญของการตอบสนองต่อความล้มเหลวของรังสี ซึ่งจะอธิบายการทำงานในปัจจุบันกับเซลล์ที่ทนต่อรังสีและมีความละเอียดอ่อน”

Rajaram และเพื่อนร่วมงานกำลังตรวจสอบว่าพวกเขาสามารถทำนายความต้านทานรังสีในเนื้องอกได้หรือไม่เมื่อได้รับการรักษาด้วยการฉายรังสี “เรายังทำงานร่วมกับผู้ทำงานร่วมกันที่ University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock เพื่อดำเนินการศึกษานำร่องด้วยการสอบสวนในผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและคอ” เขากล่าวกับ

การศึกษาที่ลึกซึ้งนี้เน้นให้เห็นถึงวิธีการใช้การดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูง และจับและสำรวจสายพันธุ์ที่มีปฏิกิริยาผิดปกติ เราได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่จะใช้ในอนาคต เมื่อถูกถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป ฮิลเวิร์ตรำพึงว่า “ความสามารถในการปรับปฏิกิริยาของศูนย์กลางโลหะด้วยกรดอะมิโนนั้นสามารถคาดได้ว่าจะอำนวยความสะดวกในการสร้างเมทัลโลเอ็นไซม์แบบใหม่สำหรับการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพและทางชีววิทยาที่มีประโยชน์เชิงสังเคราะห์ที่หลากหลาย” อนาคตของตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ใกล้แค่เอื้อม

ภายหลังการเปิดตัวฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของรังสีเอกซ์ทรวงอก สถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐอเมริกา ( NIH ) ได้ทำการสแกน CT เกือบ 10,600 ชิ้นต่อสาธารณะ เพื่อสนับสนุนการพัฒนาและทดสอบอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ (AI) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์

เรียกว่า DeepLesion คลังข้อมูลขนาดใหญ่ของข้อมูลการถ่ายภาพถูกสร้างขึ้นโดยRonald Summersและเพื่อนร่วมงานที่ NIH โดยเลือกคำอธิบายประกอบที่เกี่ยวข้องทางคลินิกจากการสแกน CT scan ที่นักรังสีวิทยาได้รับก่อนหน้านี้จากสถาบันของพวกเขา Summers เป็นนักวิจัยอาวุโสและนักรังสีวิทยาของเจ้าหน้าที่ที่ NIH Imaging Biomarkers และ Computer-Aided Diagnosis Laboratory

คำอธิบายประกอบเหล่านี้มักจะซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับชุดของลูกศร เส้น การแบ่งส่วน และข้อความที่อธิบายขนาดและตำแหน่งของรอยโรค เพื่อให้แพทย์สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงได้ตาม NIH การใส่คำอธิบายประกอบภาพทางการแพทย์ต้องใช้ประสบการณ์ทางคลินิกที่กว้างขวาง และการจัดระเบียบข้อมูลด้วยตนเองอาจใช้เวลานาน

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>ป๊อกเด้งออนไลน์ ขั้นต่ำ 5 บาท