Om kankercellen uit te roeien die mogelijk achterblijven na een operatie of chemotherapie, veel borstkankerpatiënten ondergaan ook bestralingstherapie. Alle patiënten ervaren ongelukkige bijwerkingen, waaronder huidirritatie, en soms peeling en blaarvorming. Patiënten kunnen ook blijvende verkleuring van de huid en verdikking van het borstweefsel ontwikkelen maanden, of zelfs jaren, na de behandeling. Er is momenteel geen methode om de ernst van deze acute en late effecten te voorspellen, en zelfs de huidige evaluatie van deze effecten is gebaseerd op subjectieve scores.

Onderzoekers van het Beckman Laser Institute (BLI) en Medical Clinic, en de afdeling Radiation Oncology van de University of California, Irvine test een nieuw beeldapparaat ontwikkeld door start-up, Modulated Imaging Inc. (Irvine, CA). Een van deze onderzoeken is bedoeld om te controleren, kwantificeren, en hopelijk op een dag huidtoxiciteitsniveaus voorspellen die worden veroorzaakt door bestralingstherapie. Anaïs Leproux, een postdoctoraal onderzoeker bij BLI en hoofdauteur van het artikel, zal verslag uitbrengen over het werk op het OSA Biophotonics Congress:Optics in the Life Sciences-bijeenkomst, gehouden van 2-5 april in San Diego, Californië, VS.

"We gebruiken zichtbaar en nabij-infrarood licht met een zeer laag vermogen en projecteren het op de borst, " zei Leproux. "We proberen de huidbeschadiging tijdens bestralingstherapie te karakteriseren, vooral voor de behandeling van borstkanker."

Met behulp van hun nieuwe beeldvormingstechniek, het project is erop gericht om met precisiemetingen de huidtoxiciteit van aan straling blootgesteld weefsel te karakteriseren. Door deze metingen tijdens de behandeling te volgen, Leproux en haar team hopen de factoren die betrokken zijn bij huidbeschadiging beter te begrijpen en, Hopelijk, hoe acute en late toxiciteiten te voorspellen.

"De toxiciteit is eigenlijk de huidbeschadiging, een bijwerking van de straling, " zei Leproux. "Er is een breed scala aan bijwerkingen die we waarnemen; erytheem, hyperpigmentatie, verkleuring, droge of natte desquamatie. Necrose kan voorkomen, maar komt minder vaak voor."

Erytheem is de officiële naam voor oppervlakkige roodheid van de huid, en afschilfering is huidpeeling. Verdikking van de huid is een veel voorkomende late bijwerking.

"Het licht wordt op het borstweefsel geschenen. Bij interactie met de huid; het licht wordt verstrooid en een deel wordt geabsorbeerd, " zei Leproux. "Het gereflecteerde licht wordt gedetecteerd door een camera. In principe, je meet de absorptie- en verstrooiingseigenschappen van het weefsel."

Specifieker, zij en haar groep gebruiken acht verschillende golflengten van zichtbaar en nabij-infrarood licht van LED's, meten hoeveel van elke energie wordt geabsorbeerd door de huid. Dit geeft hen kwantitatieve waarden die indicatief zijn voor de gezondheid van de huid.

Om deze waarden nauwkeurig te genereren, het licht van de leds wordt ruimtelijk gemoduleerd, duidelijke patronen meegeven met een digitaal microspiegelapparaat in het instrument. Formeel, deze functionele beeldvormingstechniek wordt Spatial Frequency Domain Imaging genoemd, of SFDI.

"Omdat we verschillende golflengten van licht gebruiken, we voeren spectroscopie uit en verkrijgen het gehalte aan melanine, weefsel hemoglobine, in de zuurstofarme en zuurstofrijke toestand, waaruit we het totale bloedvolume en de zuurstofverzadiging in het weefsel kunnen berekenen, " zei Leproux. "We meten oppervlakkig, ongeveer drie tot vijf millimeter diep."

Deze niet-invasieve blik op slechts die paar millimeter kan veel onthullen over de veranderingen die straling teweegbrengt. Ook, omdat ze een projectortechnologie gebruiken, ze meten over grote oppervlakken (ongeveer 20 cm bij 20 cm) zonder te scannen.

"We hopen dat we huidverdikking kunnen zien in de verstrooiingsparameters waar we naar kijken, "zei ze. "We denken dat de straling een hermodellering van het collageen in de huid veroorzaakt, die moet worden gezien als een verandering in de verstrooiingsparameter."

De groep ging in op de bezorgdheid van artsen dat de beeldvorming zelf de huid blootstelt aan extra straling, en berekenden hoe hun apparaat met laag vermogen zich verhoudt tot blootstelling aan de zon. "Tien metingen met ons apparaat komen ongeveer overeen met twee seconden in de zon, ' zei Leproux.

Hoewel resultaten nog in de kinderschoenen staan, ze tonen een groot potentieel, het succesvol identificeren van duidelijk verschillende trends in melanine- en zuurstofverzadiging gedurende de behandelingstijd.

Naast het streven om op een dag de reacties van een patiënt op bestralingstherapie te voorspellen, de groep hoopt het apparaat onderweg op andere manieren te optimaliseren, misschien helpt het bij de ontwikkeling van betere lotions om deze bijwerkingen te behandelen en om het instrument zelf te verkleinen.

"We zouden het huidige instrument kunnen optimaliseren om kortere metingen te hebben met een goedkoper apparaat. Daar gaan we naar kijken, ' zei Leproux.