การบำบัดด้วยแสง (PDT) เป็น “เรื่องใหญ่ต่อไป” ในการรักษามะเร็งแบบกำหนดเป้าหมายมานานเกินไป แม้ว่าการศึกษาทางคลินิกเกี่ยวกับเทคนิคนี้ ซึ่งใช้ยาที่กระตุ้นด้วยแสงเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง มักให้ผลการทำลายเนื้องอกอย่างมากโดยไม่มีความเสียหายอย่างถาวรต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีโดยรอบ แต่ความจริงก็คือ PDT ยังคงมีหนทางที่ต้องดำเนินการก่อนที่จะได้รับการพิจารณา แนวทางการรักษากระแสหลัก
ในคลินิกมะเร็งวิทยา
ในบรรดากลุ่มนักวิจัยที่มองหาหนทางสู่ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ได้แก่ นักฟิสิกส์การแพทย์ และทีมของเขาที่ แห่งมหาวิทยาลัย ในเมืองกรีนวิลล์ รัฐนอร์ทแคโรไลนา สหรัฐอเมริกา หนึ่งในแรงผลักดันหลักของการวิจัยของ ECU คือการพัฒนาโปรโตคอลซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพและการวินิจฉัย
ด้วยแสงสำหรับการวางแผนและการตรวจสอบกระบวนการบำบัดแบบโฟโตไดนามิก ในท้ายที่สุด และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าความพยายามของพวกเขาจะได้รับรางวัลใหญ่ในรูปของผลการรักษาที่ดีขึ้นและระบบการรักษา PDT แบบ “เฉพาะบุคคล” หากเกมจบลงอย่างชัดเจน ความท้าทายที่ต้องแก้ไข
ระหว่างทางก็เช่นกัน นักวิจัย ECU ที่เชี่ยวชาญในการสร้างแบบจำลองทางแสงเน้นพารามิเตอร์สามตัวที่ทำให้การวัดปริมาณรังสี PDT และการวางแผนการรักษาซับซ้อน: จำนวนโฟตอนที่สะสมในเนื้อเยื่อเป้าหมาย; ความเข้มข้นของสารไวแสงที่สะสมในเนื้อเยื่อเป้าหมาย และสถานการณ์ออกซิเจนในพื้นที่
“พารามิเตอร์ทั้งสามต้องได้รับการวัดและวัดปริมาณเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตอบสนองของผู้ป่วย” เขากล่าวกับOLE “การวิจัยของเราที่ ECU มุ่งเน้นไปที่การทำเช่นนั้นและพัฒนาแบบจำลองการวัดปริมาณรังสีที่ใช้งานได้จริงซึ่งจะช่วยให้แพทย์สามารถวางแผนการรักษาตามสถานการณ์ของผู้ป่วยแต่ละราย”
แกนนำของงานสร้างแบบจำลองปริมาณรังสีของ ECU คือชุดซอฟต์แวร์สำเร็จรูปที่เรียกว่า ในเมืองทูซอน รัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา หนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจของ ASAP BIO คือการรวมซอฟต์แวร์ของโมเดล 3 มิติของรูปทรงเรขาคณิตของอวัยวะของผู้ป่วยเข้ากับแบบจำลองของแหล่งกำเนิดแสงและคุณสมบัติ
ทางแสง
ของเนื้อเยื่อในแพ็คเกจเดียว เป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ที่ทรงพลังและเป็นโมดูลสำหรับการรันการจำลองแบบมอนติคาร์โลอย่างรวดเร็ว” เซิงกล่าวเสริม “ฉันสามารถกำหนดสื่อเป้าหมาย แหล่งกำเนิดแสง และเงื่อนไขขอบเขตได้อย่างง่ายดาย” ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานกำลังใช้ เพื่อจำลองปริมาณแสง
ที่สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อ เขาอธิบายว่าการจำลองทำให้ได้ตัวเลขที่ใกล้เคียงกับพลังงานโฟตอนจริงที่ทิ้งในเนื้อเยื่อเป้าหมาย ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดผลการรักษา “ตัวอย่างเช่น ถ้าเรามีเลเซอร์ที่มีเอาต์พุต 100 มิลลิวัตต์/ซม. 2และเนื้องอกอยู่ใต้ผิวหนัง 2 มม. อัตราการไหลของแสงที่แท้จริงที่เนื้องอกได้รับ
จะไม่ใช่ 100 มิลลิวัตต์/ซม. 2 ปริมาณที่สะสมอาจสูงหรือต่ำกว่านี้ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเชิงแสงของเนื้อเยื่อ รูปทรงของเนื้อเยื่อ และพารามิเตอร์อื่นๆ เราสามารถใช้ ASAP เพื่อสร้างแบบจำลองที่คล้ายกับสถานการณ์ของผู้ป่วยและคำนวณเอาต์พุตเลเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อป้องกันการรักษาที่มากไป
หรือน้อยไป”
วิทยาศาสตร์การวัดจุดอ้างอิงสำหรับงานจำลองจัดทำโดยการตรวจทางห้องปฏิบัติการ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องมือและวิธีการที่กำหนดเองเพื่อวัดคุณสมบัติเชิงแสงของเนื้อเยื่อ (เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การกระเจิงและค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง) ในร่างกาย ภายในช่วงข้อผิดพลาดที่ระบุ
คือเทคนิคที่ใช้การสะท้อนแสงที่ใช้โพรบไฟเบอร์แบบลิเนียร์อาร์เรย์เพื่อทำแผนที่ชุดของค่าการสะท้อนแสงเชิงพื้นที่ (วัดตามลำดับโดยสเปกโตรมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับสวิตช์ไฟเบอร์ออปติก)ในขณะเดียวกัน ทีมงาน ECU ได้พัฒนาแบบจำลองที่เกี่ยวข้องกับโปรไฟล์การสะท้อนแสงเหล่านี้กับคุณสมบัติทางแสง
ของตัวกลางที่ขุ่นตามการจำลองแบบมอนติคาร์โล (โดยใช้ ASAP BIO) และการทดลองของเนื้อเยื่อแฝง ผลลัพธ์เบื้องต้นแสดงความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างคุณสมบัติเชิงแสงที่รู้จักของ และคุณสมบัติเชิงแสงที่วัดได้ เช่น ระบบนี้กำลังถูกใช้เพื่อศึกษาตัวอย่างเนื้อเยื่อกระเพาะปัสสาวะภายนอกร่างกาย
“การรู้ความแตกต่างระหว่างปริมาณแสงที่ส่งไปกับปริมาณจริงที่สะสมในเนื้อเยื่อ จะช่วยให้แพทย์ลดความผันแปรของผลการรักษาได้น้อยที่สุด” “นอกจากนี้ ปริมาณสารไวแสงยังสามารถได้รับจากการเปลี่ยนแปลงของค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึมของเนื้อเยื่อก่อนและหลังการใช้ยา”
เมื่อเวลาผ่านไป หวังว่าการปรับแต่งแบบจำลอง จะช่วยปรับปรุงโอกาสทางคลินิกและเชิงพาณิชย์ของเทคโนโลยี แม้ว่าเขาจะเตือนว่าประสิทธิภาพการรักษาที่ดีขึ้นนั้นไม่ได้กำหนดไว้ “แม้ว่าเราจะเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับปริมาณแสงและปริมาณสารไวแสงในเนื้อเยื่อ แต่ผลการรักษาอาจยังคงแตกต่างกันไป
เนื่องจากการตอบสนองทางชีวภาพที่แตกต่างกันต่อปฏิกิริยาโฟโตเคมี อย่างไรก็ตาม โครงการของเรา ซึ่งรวมถึงการจำลอง จะช่วยเพิ่มสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับกลไก PDT และปรับปรุงการวางแผนทางคลินิกด้วย”
การบรรยายสรุป: กลับสู่พื้นฐานเกี่ยวกับ เป็นกระบวนการสองขั้นตอนที่ใช้ประโยชน์จาก
การเปิดใช้งานยาไวแสงโดยใช้แสงเพื่อทำลายเซลล์มะเร็งในขั้นตอนแรก ยาไวแสงจะถูกจ่ายให้กับผู้ป่วย ทั้งแบบทาหรือแบบฉีด หลังจากช่วงเวลาที่เหมาะสม ขึ้นอยู่กับยาเฉพาะที่ใช้และพื้นที่การรักษาเป้าหมาย สารไวแสงส่วนใหญ่จะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อที่ผิดปกติเป็นพิเศษขั้นตอนที่สองคือการฉายรังสี
บริเวณเนื้องอกด้วยแสงที่มีความยาวคลื่นซึ่งจะถูกดูดซับโดยเครื่องไวแสง เมื่อเปิดใช้งาน ยาจะผลิตออกซิเจนซิงเกิลเซลล์ที่เป็นพิษต่อเซลล์ ซึ่งทำลายเยื่อหุ้มเซลล์และทำให้เซลล์ตาย ด้วยการกำหนดเป้าหมายอย่างระมัดระวังของแสงนี้ (ส่วนใหญ่มาจากเลเซอร์) PDT จะเลือกทำลายเนื้อเยื่อที่ผิดปกติ
