测量用于个性化癌症放疗的脑组织氧合变化

放射治疗使用高能辐射来癌细胞，通常遵循基于临床研究的剂量和治疗计划，以尽量减少辐射对健康组织的影响。但是，由于放射治疗的效果只能在治疗完成后进行评估，因此无法预测治疗对患者的直接影响或由于治疗而在后期可能出现的潜在副作用。由于癌症治疗的效果变化很大，即使是对患者的常规剂量也可能导致某些人的长期副作用。

“癌症疗法对组织的生理和形态特性产生广泛的变化，这也取决于个体，”芬兰奥卢大学的Teemu Myllylä副教授说，他是包括首席物理学家Juha Nikkinen博士在内的团队的一员，奥卢大学医院放射治疗临床医学物理部门，该团队正在努力改变癌症的治疗方式，将治疗集中在患者周围。

在发表在《生物医学光学杂志》(JBO)上的一项研究中，研究人员报告说，他们正在开发一种方法来测量个体对治疗的生物反应，使他们能够实时评估放射治疗对患者的影响。

他们的方法涉及使用功能性近红外光谱(fNIRS)设备，该设备使用红外光来测量大脑中血红蛋白浓度的变化 - 组织氧合水平的指标。这种非侵入性技术通常用于研究大脑活动对不同刺激和认知任务的反应。然而，在这种情况下，研究人员用它来测量患者接受全脑放射治疗时大脑中血红蛋白浓度的变化，其中直线加速器用于向患者的大脑提供目标剂量的辐射。

Myllylä说：“使用多波长fNIRS的光纤装置被构建出来，并与医用直线加速器相结合，以测量脑部放射治疗期间的脑组织氧合变化，其中辐射剂量仅限于大脑区域以避免照射眼睛。

放射治疗会改变患者组织中的血液循环，并且由于血红蛋白水平是血容量变化的有用指标，因此使用fNIRS可以深入了解放射治疗对组织血液循环的影响。利用他们的技术，研究人员成功地测量了10名患者的组织氧合水平，并观察到患者在治疗期间接受多次照射时水平的瞬时变化。

“这是首次在临床放疗的照射过程中测量人类大脑血流动力学和脑组织氧合变化，”Myllylä观察到。“放射治疗期间组织氧合水平的瞬时测量在肿瘤缺氧的情况下特别有用，即由于某些条件导致肿瘤中的氧气水平低。这些肿瘤对放疗特别耐药。通过即时测量组织氧合水平，我们提出的方法可用于评估癌症治疗的有效性。这最终可以使医生定制辐射剂量，以优化治疗并改善患者的预后，“他总结道。

研究人员计划使用他们的技术来测量组织氧合水平，以研究个体患者对不同剂量的放射治疗的反应。这可能有助于大大推进个性化癌症治疗领域。

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