600에서 돼지 췌장의 광학 특성 추정

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14300(2022) 이 기사 인용

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이 연구는 600-1100 nm의 넓은 파장 범위에서 돼지 췌장 조직의 광학적 특성을 보고합니다. 생체외 췌장의 흡수 및 감소된 산란 계수(μa 및 μs')는 시간 영역 확산 광학 분광법을 사용하여 얻었습니다. 우리는 압축, 재배치, 공간 샘플링, 시간적 안정성, 동결 절차(신선한 췌장과 냉동-해동된 췌장)의 효과, 그리고 마지막으로 샘플 간 변동성을 포함한 다양한 실험 조건을 조사했습니다. 다양한 실험 조건에서 우수한 반복성이 얻어졌습니다(평균 변동 계수는 각각 µa 및 µs'에 대해 8% 미만 및 ~16%). 샘플을 동결-해동하면 µs'가 3배로 감소하고 µa에는 아무런 영향도 미치지 않습니다. 서로 다른 샘플에 대해 평균된 흡수 및 감소 산란 스펙트럼은 0.12–0.74 cm−1 및 12–21 cm−1 범위에 있었으며 샘플 간 변동은 µa 및 µs′에 대해 각각 ~10% 및 ~40%였습니다. 신선한 췌장 조직에 대해 계산된 유효 수송 계수(μeff)는 800~900nm와 1050~1100nm 사이의 영역이 유사하고 고려된 범위(즉, 2.4~2.7cm−1 범위의 μeff)에서 가장 낮은 조직 감쇠를 제공한다는 것을 보여줍니다. . 처음으로 치료 광학 창에서 특정 광-췌장 상호 작용을 설명하는 이러한 데이터는 광 기반 온열 요법(예: 레이저 절제) 계획과 이 기관과 관련된 생체 광자 응용을 위한 광 전달 모델 지침에 대한 중추적인 정보를 제공합니다.

췌장암은 2020년 전 세계적으로 466,000명이 사망하고 495,770명이 새로 발병한 공격적인 악성 종양입니다1. 미국에서는 췌장암이 현재 암 사망 원인 4위를 차지하고 있으며, 이 치명적인 질병으로 인한 사망자 수가 급격히 증가하고 있어 2030년에는 종양 관련 사망 원인 2위가 될 것으로 추산된다2.

현재 가능한 치료법에는 일반적으로 수술, 방사선 요법, 화학요법 등이 있습니다. 그러나 대부분의 전신 치료법은 환자의 예후를 개선하는 데 성공하지 못하여 임상적 이점이 제한적입니다3. 현재, 외과적 절제, 즉 췌장절제술은 장기 생존율을 높일 수 있는 가능성을 지닌 유일하게 널리 받아들여지는 치료 옵션입니다. 그러나 진단 당시 환자의 20%만이 적절한 수술 후보가 됩니다. 더욱이, 복잡성과 침습성뿐만 아니라 전체 결과가 시술자의 능력과 경험에 엄격하게 의존하기 때문에 이 치료 접근법의 적용 가능성이 제한됩니다4. 따라서 새로운 치료 전략이 등장하고 있습니다5,6,7. 이 중에서 열 절제 절차는 고무적인 결과를 보여주었습니다8. 이 절차는 암 종양의 양을 줄이고 더 나은 국소 질병 통제를 달성하며 생존과 삶의 질을 향상시키려는 최종 목적을 목표로 합니다9. 특히 레이저 절제(LA) 기술은 레이저 방사선을 열로 광열 변환하여 조직 온도를 증가시키는 유망한 광 기반 절제 절차입니다. 따라서 레이저 광에 노출된 악성 조직은 국부적으로 세포 독성 온도가 상승하는 반면 주변의 건강한 구조는 열 손상으로부터 보존됩니다10.

LA의 부작용 비율은 다른 열 기술보다 낮으며, 모든 열 치료 방식 중에서 LA는 더 미세한 바늘(즉, 직경 < 1 mm10)을 사용할 수 있다는 점에서 독특합니다. 실제로 LA는 위험도가 높은 위치, 도달하기 어려운 위치 또는 크기가 다른 여러 결절의 국소 병변 치료를 위한 매력적인 옵션을 나타냅니다. 이러한 장점은 국소적으로 진행된 절제 불가능한 췌장 선암종에서 내시경 초음파 유도 LA에 대한 최근 연구에서 입증된 바와 같이 췌장과 같은 섬세한 해부학적 위치를 가진 기관의 치료에 LA의 활용을 장려합니다. 그러나 췌장 조직 치료를 위한 LA의 임상적 적용은 췌장의 물리적 특성에 대한 제한된 지식과 절차 설정 매개변수 최적화의 필요성으로 인해 여전히 방해를 받고 있습니다.