光学光谱治疗反应半岛综合体育官方APP下载德甲监控:一个觉醒的巨人|光谱学欧洲和世界bdapp官方下载安卓版

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Arja m . Kullaa^{a、c *}苏利耶·辛格^a、bJopi w . Mikkonen^b和Arto p Koistinen^b

^一个东芬兰大学牙科学院Kuopio,芬兰。电子邮件:(电子邮件保护),(电子邮件保护)
^bSIB实验室,芬兰东部大学Kuopio,芬兰
^c诊断和口腔医学、牙科学院、奥卢,芬兰奥卢大学大学

介绍

光学光谱(OS)半岛综合体育官方APP下载德甲方法蕴含着巨大的希望和可能有潜力改变癌症的工作流程管理在不久的将来。这些方法正在探讨作为非侵入性的癌症诊断的替代或辅助工具。广泛研究目标对翻译的常规临床使用这项技术已经成功地展示了其功效在区分正常,癌和癌前期条件在不同的癌症。然而,其他几个地区的癌症护理圆如外科边界识别,光学活组织检查和治疗反应监测(TRM)需要进一步改进。^1,2

提供有效的癌症治疗被认为是最具挑战性的一个负担医疗系统在整个世界。作为新的治疗策略倾向于发展个性化的病人护理,有效反应监测可能是癌症的一个关键方面的管理。目前,这些执行使用标准治疗解剖成像模式只有在多个方案的系统性治疗。减少肿瘤的大小被认为是黄金标准评估治疗的有效性。常规解剖成像方法只适用于评估治疗的效果,导致肿瘤大小的变化。然而,一些功能变化往往先于形态学变化。³光学光谱方法提供非侵入性、便携、快速、低成本的替代方案有效,早期和重复监测床边治疗时的肿瘤动态管理。操作系统技术引入TRM后只有一个一线治疗方案将是革命性的,可能有一个巨大的对癌症治疗的影响,管理和存活率。各种标本如组织、细胞系、动物模型和各种光学光谱方法利用了TRM在不同癌症。这个简短的评论文章的主要目的是为读者提供一个快速概述不同的操作系统方法用于测试请求信息和他们的未来前景。

散射光光谱成像测试请求信息

散射光光谱成像(DOSI)一直是最广泛探索光学测试请求信息的方法。在乳腺肿瘤,诊断x射线,乳房x光检查,磁共振成像(MRI)和超声(美国)方法可以提供准确的损伤本土化能力。然而,这些方法普遍缺乏能力来提供功能信息用于诊断和响应监测至关重要。⁴正电子发射断层扫描(PET)可以提供代谢变化的信息,但它需要外源性放射性示踪剂和低分辨率。⁵因此入侵方法如细针吸细胞学(FNAC)或多个TRM的活检是乳腺癌。DOSI是一种非侵入性、功能成像技术,量化组织血红蛋白的浓度和分子状态,水和脂质。血红蛋白吸收测量在活的有机体内是DOSI中央的方法之一。^4,6氧的吸收光谱(O₂Hb)和deoxyhaemoglobin (HHb)显著差异,两个国家之间的比例在组织中是高度保守的,参见图1。

氧的变化,deoxyhaemoglobin浓度通常表明组织异常,经常用于识别的生理问题和遵循治疗的影响。⁵该方法对组织生理学,因此其性能并不一定被结构性乳腺密度变化的影响。如图1所示,一个典型的设置DOSI系统由手持源检测器配置光纤探针。临床测量是由线性扫描探针在连续位置在病变侧乳房和重复相同的测量,如图1所示(b)。Tromberg集团贝克曼激光研究所,加州,美国已经进行了一些开创性的工作使用这种技术。^7,8,9在这些研究中,利用便携式DOSI系统,他们已经表明,DOSI方法非常适合频繁监测化疗反应在绝经后妇女发生局部晚期乳腺癌的新辅助化疗。⁹DOSI测量进行了68天,调查结果显示总共减少了56%和67%的水和血红蛋白浓度,分别由最后的治疗。也有一个脂质含量增加了28%。这些结果也表明预测肿瘤反应的可行性与准确性与黄金标准手术方法,通过观察血红蛋白的变化和水浓度在治疗的第一个星期。⁹类似的,Cerussi等。表明,肿瘤对化疗反应剂的变化也可以由DOSI监控。作为替代直接比较肿瘤水和deoxyhaemoglobin内容,他们计算组织光学指数定义为((deoxyhaemoglobin)×[水])/(脂质))来评估治疗反应。⁹他们的研究结果表明,高特异性和敏感性的DOSI可能提供小说研究药物机制的病人的机会,并最终可能会成为一个有用的工具为个性化的病人护理发展定量策略。

拉曼光谱在T半岛综合体育官方APP下载德甲RM

拉曼光谱(R半岛综合体育官方APP下载德甲S)是一种分析光学光谱技术的光谱输出由特征振动频率,提供的信息分子和生化成分的标本。¹仪器设置通常由共焦显微镜或光纤探针耦合激光器和探测器。RS方法的适用性在客观和非侵入性的癌症诊断是有据可查的。然而,它是相当新的领域的测试请求信息。一些早期的研究表明,RS方法可用于监测辐射的反应。¹马修斯等。表明,RS细胞可以识别不同处理不同剂量的辐射。¹⁰重大变化观察光谱的蛋白质、核酸和脂类。一项研究由维德雅瑟格等。在活组织检查表明,宫颈癌患者放疗诱导改变之前和24小时后的第二个分数放疗可以确定具有高敏感性和特异性。¹¹拉克希米等。报道,小的脂质成分和矿物含量的变化可以发现RS在口腔癌患者接受放射治疗。¹²进一步的研究人员展示了识别与RS辐射诱导小鼠脑组织的变化。他们研究了辐射诱导大脑和肌肉组织的变化和推断,辐射防护机制的工作在整个身体无论网站的曝光。¹³龚等。RS进行调查来确定辐射诱导骨生物化学在临床前模型的变化。他们的发现表明显著增加胶原蛋白交联率和减少矿产内容加上辐照时间,参见图2。¹⁴

这些研究结果进一步验证了RS的另一项研究涉及辐射防护剂。¹⁵其他研究已经证明成功应用RS方法识别辐射敏感和抗乳腺癌、口腔和前列腺癌细胞系。尽管RS方法由于最小水干扰非常适合在活的有机体内应用程序的大多数研究对反应进行监测体外标本等组织,细胞株等工作也在进行中在活的有机体内测量的一些方便的网站,如口头或乳腺癌。在未来与几种有前景的技术进步这一技术有可能成为癌症诊断和TRM另一种工具。

漫反射系数和荧光光谱测试请求信息半岛综合体育官方APP下载德甲

肿瘤氧化是一个至关重要的因素在确定放疗和化疗的癌症治疗的影响。研究表明,tumour-bearing主题的组织氧合状态仍然是缺氧而接受治疗的受试者逐步增加。操作系统方法基于漫反射率(博士)和荧光提供有吸引力的非侵入性的手段监控组织的氧合状态。³光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲博士是通过测量广泛执行的反射光波长的函数;它是受到散射以及主要吸收剂的浓度等含氧和缺氧血红蛋白。典型的临床测量仪器由光纤探头加上一个光源和探测器。荧光光谱(FS)包括照明(半岛综合体育官方APP下载德甲兴奋)组织在给定波长(乐队)和记录(荧光发射)在长波段。自体荧光是敏感的另一个变体内生生色团的荧光性质如色氨酸、胶原蛋白、黄素腺嘌呤二核苷酸(时尚),烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和其他芳香电子载体。³这些荧光团可以识别和量化的基础上激发和发射特性,这些信息可以用来发展客观的诊断工具。涉及动物模型进行了多项研究证明这些方法的适用性客观情况的监测肿瘤生理的变化。使用光纤探针芬利和培养成功监测血红蛋白饱和度变化通过记录光谱博士从小鼠肿瘤在回应吸入氧和低氧气体。¹⁶类似的,帕默et al。进一步证明了使用博士和FS监测肿瘤氧化呼吸和新陈代谢carbogen反应气体。¹⁷测量进行了使用needle-based光纤探针和蒙特卡罗模拟用于数据分析。他们的结果是显著增加血红蛋白饱和度的暗示由于气体吸入。本研究紧随其后的另一项研究中,这两种技术的结合是用于multiparametric描述组织的光学特性。¹⁸他们监测肿瘤生理变化与高热,在温度敏感脂质体阿霉素治疗。结果表明增加血红蛋白饱和度与治疗。¹⁸Spliethoffet al。使用双通道扩散reflectance-autofluorescence光谱学(DR-AFS)已经成功地证明了全身治半岛综合体育官方APP下载德甲疗的影响可以在监控遗传性乳腺癌的老鼠模型。³重大变革的光谱半岛综合体育官方APP下载德甲学研究博士建议组织氧合状态和脂肪体积分数加上减少肿瘤体积,见图3。此外,dual-photon激发显微镜是利用测量固有荧光从组织学证实治疗效果部分,如图3所示。尽管这些结果是有前途的,大规模的验证包括临床前和临床研究是必需的。这些方法的效果在识别其他临床治疗耐药性等参数,血管生成需要评估。

$Figure 3. Combined DRS and AFS setup for monitoring chemotherapy response in a pre-clinical model. (a) A schematic overview, the system measures diffuse reflectance (400–1600 nm) and intrinsic fluorescence (400–800 nm) of tissue through the use of a miniaturised needle. (b) Longitudinal changes in tumour volume, (c) tissue oxygenation measured by DRS and (d) fat volume fraction measured by DRS. The bars represent the means for each parameter computed across all available animals, at each particular time point, for both the treated (red) and control (blue) groups. The dashed lines represent the corresponding regression lines. P values are shown at the top of each plot. (e, f) Two-photon confocal microscopy images (600–700 nm) of tumour sections of a representative control (e) and treated animal (f). Effective excitation was at 395 nm, and the intensity scale is the same in both of the two-photon images. The samples were collected after one week of follow-up, i.e. when the differences seen in AFS signals were maximal. Reproduced with permission from J.W. Spliethoff, D.J. Evers, J.E. Jaspers, B.H. Hendriks, S. Rottenberg and T.J. Ruers, “Monitoring of tumor response to cisplatin using optical spectroscopy”, Transl. Oncol. 7, 230 (2014).$

结论和未来的角度

操作系统方法在生物医学研究的相关性获得了许多科学家的注意,工程师和医生由于他们提供客观的功能和分子信息的能力在短时间内。多样性的成像和光谱平台按照这种技术的临床需求是一种独特的力量。在这一领域的大部分工作都集中在诊断早期的看不见的损伤,无法通过肉眼诊断。取得了可喜的成果,然而,慢慢地它被意识到,这些方法也可能潜在的监测治疗反应和个性化的病人护理。⁵

在上述讨论的方法,DOSI方法蕴含着巨大的潜力,这些都是相对便宜,快速提供定量和生理信息。功效的DOSI TRM已经广泛评估乳腺癌临床设置科目。这种技术的未来发展应该注重提高穿透深度和发展catheter-based系统。DOSI结合现有放射模式如超声、MRI和乳房x光检查将提供一个独特的机会去探索结构以及功能参数与治疗反应相关。拉曼光谱技术被广泛探讨放射肿瘤学领域的。拉曼光谱可以提供组织和细胞的分子“指纹”没有任何外部代理。多个结果在体外和临床前动物实验进行到目前为止已经提供了一个有前途的前景RS-based为响应评估方法是有效的。技术进步等设计一个完整的硬件装置紧凑,可以很容易地集成到临床设置需要成功的翻译。优化自动化和简化的接口为数据分析对临床医师或非专家也是必需的。方法基于博士和FS可以提供血液氧合状态信息;这些一直在试着广泛的动物模型。双模态方法基于DR-AFS提供定量信息,可以用来为治疗反应生成预测模型。一个精确的波长的选择是很重要的为了获得最大的信息和最好的穿透深度。评估皮肤干涉光谱概要文件也需要快速动态监测血氧的变化。

操作系统监控是一个相对较新的概念,需要广泛的验证下在体外和临床前设置。成功的翻译这项技术可能有助于快速响应评价和全身治疗的及时转移。在个性化医学这可以添加一个伟大的临床效益由于其非侵入性的性质。目前为了产生最好的个性化治疗方案,反复肿瘤核心活检是为了生成一个遗传或表观遗传资料。作为操作系统方法是敏感的生理变化,在未来作为一种替代方法,可以生成一个“光学肿瘤轮廓”在不同时间点进行测量以非侵入性的方式从一个相对较大的区域。这可以提供一个实时的评估生理变化发生在肿瘤和相关的微环境。通过这种方式,它可能有助于个性化癌症治疗和可能提高成本效益。

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