För att utrota alla cancerceller som eventuellt kan finnas kvar efter operation eller kemoterapi, många bröstcancerpatienter genomgår också strålbehandling. Alla patienter upplever olyckliga biverkningar inklusive hudirritation, och ibland fjällning och blåsor. Patienter kan också utveckla permanent missfärgning av huden och förtjockning av bröstvävnaden månader, eller till och med år, efter behandling. Det finns för närvarande ingen metod för att förutsäga svårighetsgraden av dessa akuta och sena effekter, och även nuvarande utvärdering av dessa effekter är baserad på subjektiv poängsättning.

Forskare vid Beckman Laser Institute (BLI) och Medical Clinic, och avdelningen för strålningsonkologi vid University of California, Irvine testar en ny bildenhet som utvecklats av uppstart, Modulated Imaging Inc. (Irvine, CA). En av dessa studier är utformad för att övervaka, kvantifiera, och förhoppningsvis en dag förutse hudtoxicitetsnivåer som induceras av strålbehandling. Anaïs Leproux, en postdoktoral forskare vid BLI och huvudförfattare till uppsatsen, kommer att rapportera arbetet vid OSA Biophotonics Congress:Optics in the Life Sciences meeting, hölls 2-5 april i San Diego, Kalifornien, USA.

"Vi använder synligt och nära-infrarött ljus med mycket låg effekt och projicerar det på bröstet, "sa Leproux." Vi försöker karakterisera hudskadorna under strålbehandling, speciellt för behandling av bröstcancer."

Med sin nya bildteknik, projektet syftar till att använda precisionsmätningar för att karakterisera hudtoxicitet hos vävnad som utsätts för strålning. Genom att spåra dessa mätningar under hela behandlingen, Leproux och hennes team hoppas kunna bättre förstå de faktorer som är inblandade i hudskador och, förhoppningsvis, hur man förutspår akut och sen toxicitet.

"Giftigheten är i grunden hudskador, en bieffekt från strålningen, "sa Leproux." Det finns ett stort antal biverkningar som vi observerar; erytem, hyperpigmentering, missfärgning, torr eller våt desquamation. Nekros kan hända men är mindre vanligt. "

Erytem är det formella namnet på ytlig rodnad i huden, och desquamation är hudskalning. Förtjockning av huden är en vanlig sen biverkning.

"Ljuset skiner på bröstvävnaden. När det interagerar med huden sprids ljuset och en del absorberas, " sa Leproux. "Det reflekterade ljuset detekteras av en kamera. I grund och botten, du mäter absorptionen och vävnadens spridningsegenskaper. "

Mer specifikt, hon och hennes grupp använder åtta olika våglängder av synligt och nära-infrarött ljus från lysdioder, mäter hur mycket av varje energi som absorberas av huden. Detta ger dem kvantitativa värden som indikerar hudens hälsa.

För att generera dessa värden korrekt, ljuset från lysdioderna moduleras rumsligt, förmedla distinkta mönster med en digital mikrospegelanordning i instrumentet. Formellt, denna funktionella bildteknik kallas Spatial Frequency Domain Imaging, eller SFDI.

"Eftersom vi använder flera ljusets våglängder, vi utför spektroskopi och erhåller innehållet av melanin, vävnadshemoglobin, i syrefattigt och syresatt tillstånd, från vilken vi kan beräkna den totala blodvolymen och syremättnaden i vävnaden, " sa Leproux. "Vi mäter ytligt, ungefär tre till fem millimeter djup. "

Denna icke-invasiva titt på bara de få millimeterna kan avslöja mycket om de förändringar som strålning orsakar. Också, eftersom de använder en projektorteknik, de mäter över stora ytor (cirka 20 cm gånger 20 cm) utan att skannas.

"Vi hoppas att vi kan se att huden blir tjockare i de spridningsparametrar vi tittar på, " sa hon. "Vi tror att strålningen inducerar en ombyggnad av kollagenet i huden, vilket bör ses som en förändring av spridningsparametern."

Gruppen tog upp bekymmer som väcktes av läkare om att själva bildbilden utsätter huden för ytterligare strålning, och beräknat hur deras lågeffektapparat kan jämföras med sol exponering. "Tio mätningar med vår enhet motsvarar ungefär två sekunder i solen, "Sa Leproux.

Även om resultaten fortfarande är i sin linda, de visar stor potential, framgångsrikt identifiera tydligt olika trender inom melanin och syremättnad under behandlingstiden.

Tillsammans med målet att en dag förutsäga en patients reaktioner på strålbehandling, gruppen hoppas kunna optimera enheten på andra sätt längs vägen, kanske hjälper till att styra utvecklingen av bättre lotioner för att behandla dessa biverkningar samt att krympa storleken på själva instrumentet.

"Vi skulle kunna optimera det aktuella instrumentet för att få kortare mått med en billigare enhet. Det är något vi kommer att undersöka, sa Leproux.