测量个性化癌症放疗中脑组织氧合的变化

放射疗法使用高能辐射杀死癌细胞，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。然而，由于放射治疗的效果只能在治疗完成后才能评估，因此无法预测治疗对患者的即时影响或可能在后期因治疗而产生的潜在副作用。由于癌症治疗的效果千差万别，即使是给患者服用常规剂量也可能对某些人造成长期副作用。

芬兰奥卢大学的副教授 Teemu Myllylä 说：“癌症疗法会导致组织的生理和形态特性发生广泛变化，这也取决于个体。”奥卢大学医院放射治疗临床医学物理学部的 Nikkinen正在努力通过以患者为中心进行治疗来改变癌症的治疗方式。

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开发了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疗法对患者的影响。

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响应不同刺激和认知任务的大脑活动。然而，在这种情况下，研究人员使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，其中使用线性加速器向患者的大脑输送目标剂量的辐射。

Myllylä 说：“构建了一个使用多波长 fNIRS 的光纤装置，并将其与医用直线加速器结合使用，以测量大脑放疗期间脑组织氧合的变化，其中辐射剂量仅限于大脑区域，以避免照射到眼睛。”

放疗改变了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 可以深入了解放疗对组织中血液循环的影响。使用他们的技术，研究人员成功地测量了 10 名患者的组织氧合水平，并观察了患者在治疗期间接受多次照射时水平的瞬时变化。

“这是第一次在临床放射治疗中测量人体脑血流动力学和脑组织氧合变化，”Myllylä 说。“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，肿瘤缺氧是由于某些情况导致肿瘤中的氧水平低。这种肿瘤对放射治疗特别有抵抗力。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。这最终可以使医生调整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测量组织氧合水平，以研究个体患者对不同剂量放射治疗的反应。这可能有助于极大地推进个性化癌症治疗领域。

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