This work was supported by research grants awarded to SKL from Abbott CARO (Canadian Association of Radiation Oncologists) Uro-Oncologic Radiation Awards and the Alan E. Tiffin Foundation. EK was supported by the Frederick Banting and Charles Best Canada Graduate Scholarship, the Scace Graduate Fellowship in Prostate Cancer Research and Paul Starita Graduate Student Fellowship.

Aşağıdaki yöntemler Sunnybrook Araştırma Enstitüsü Hayvan Bakım Etik Kurul kurallarına uygun olarak bulunmaktadır. 1. Diffüz Yansıtma Spektroskopisi Sistemi <ol><li> Daha önce tarif edilmiş olan bir el tipi, fiber-optik prob ve taşınabilir spektroskopik sağlama sistemi (Kim ve ark., 2010) kullanılarak dağınık yansıtıcılık spektrumları toplayın ve kısa bir süre için eksiksiz 1,2, Şekil 1 &#39;(ve ilgili başlıklar)&#39; de gözden geçirilmiştir. </li></ol> Akut Radyasyon Cilt Hasarı Fare Modeli 2. Hazırlık <ol><li> ve onları deneyler başlamadan önce bir hafta boyunca hayvan barınağında gelmesini bekleyin (örneğin atimik veya SKH-1 tercihen tüysüz,) Sipariş 6 haftalık fareler. Rezerv en az 3 olmayan bir ışınlanmış kontrol grubu için fare ve ışınlanmış bir grup için 5 fareler. </li><li> başlangıç ​​DOS ölçümleri ve ışınlama öncesi, kulak yumruklar ya da kalıcı işaretleyici m kullanarak fareler etiketkuyruk arkings. Fareler çıplak değilseniz, yan cilt 2 cm yama ile 2 cm tüylerden, ancak bu cilt tahrişine neden olabilir. </li></ol> 3. Diffüz Optik Spektroskopi Veri Toplama <ol><li> elektronik güç kaynağı açın. </li><li> Fare cilt için, boxcar filtre genişliği toplama süre 25 msn, sinyal ortalamalar için 25 ve 1 yazarak toplama yazılımı sinyal parametrelerini ayarlamak. Bu parametreler gürültüye satın alma süresi ve sinyal arasında makul bir denge sunuyor. </li><li> Özel programlanmış satın alma yazılımı kullanarak, otomatik olarak, iki kaynak detektör ayırma mesafelerde bir arka plan okuma, R bg (LED kapalı) ve yaygın yansıma kazanmak &quot;Acquire&quot; butonuna tıklayarak R ölçümü (260 mikron, 520 mikron). toplam satın alma zamanı ~ 2 sn. </li><li> ölçümler yapmadan önce oda ışık anahtarı basarak tüm floresan oda ışıkları kapatın. NOT: Fluorescent oda ışığı (bu ışıklar zamanla değişen ışık yoğunluğunu üretmek ve böylece bir arka plan sinyali olarak çıkarmak zordur) tespit sinyale parazit. Kullanılabilecek akkor ampuller yüksek arka plan düzeyleri (ve gürültü zayıf sinyal) önlemek için DOS prob bir mesafede ışık tutmak rağmen. </li></ol> 4. Hayvan Anestezi ve Temel DOS Ölçümleri <ol><li> Tüm bağlantıları sağlam ve likit izofluran seviyesi yeterli olduğunu olmasını sağlayarak anestezi makinesi hazırlayın. DOS prob rahat ulaşılabilecek bir sterilize, usulca yastıklı yüzeyi aşağı bantlanmış olabilir ekli tüp ve burun konisi ile bir anestezi indüksiyon odasına kullanın. </li><li> 30 saniye için% 4 izofluran ile uyararak indüksiyon odasında bir anda farelerin bir kafes anestezi uygulayın. Sonraki 2 dakika süreyle% 2 izofluran miktarı indirin. Fare arka bacak bir ayak kısma hiçbir yanıt gözlemleyerek anestezi olduğundan emin olun. </li><li> hızlaKendi tarafına yerleştirin, sterilize DOS sondalama alana bir fareyi hareket burun konisi içine burun tutturmak ve anestezi (% 2 izofluran) akışına burun konisi boru açın. NOT: Prosedür uzun 1&#39;den sürerse - 2 dakika, kuruluğunu önlemek için gözleri veteriner merhem uygulayın. </li><li> Fare cilt ölçümleri almadan önce,% 70 etanol ile silerek prob sterilize edin. Cildi sterilize etmeyin. </li><li> Yerel damarsal dağıtıcı önlemek için emin böğür cilt üzerinde hafifçe probu yerleştirin. ölçüm süresi için elle sonda tutun. </li><li> Bir kalıp üzerinde 5 nokta oluşumunu takip ederek 2 cm (ışınlanmış edilecek bölge) tarafından yaklaşık 2 cm&#39;lik bir kanadını deri alanını sondalama ile yansıma veri elde. sonraki tüm ölçümler için tutarlı bu sondalama desen, alan, sonda basıncı ve vücut tarafı (sağ veya sol) tutun. NOT: Tüm tarama yaklaşık 60 sn sürer. Sonda basıncı l dağıtma olmadan bir tarama elde etmek için yeterli olmalıocal damar. </li><li> Bir kurtarma kafesin içine fareyi hareket ettirin ve DOS sondalama alanının yanındaki fareyi üzerine getirin. Tüm fareler ölçülmüştür kadar 4.6 - Tekrar 4.2 adımları. sternal yatma korumak için yeterli bilinci yerine kadar gözetimsiz bir hayvan bırakmayın. </li></ol> 5. Hayvan ışınlama NOT: Bu protokol bir irradiator kullanımını gerektirir, ve hayvan hazırlık ışınlayıcı cihazının ihtiyaçlarını karşılamak için ayarlanması gerekebilir. Işınlama sırasında yan derinin yalnızca küçük bir alanda radyasyon ışınına maruz olmalıdır. ışınlayıcı steril bir tesiste yer almalıdır ve steril konut alanına fareler dönerken uygun kafes sterilizasyon dikkat edilmelidir. <ol><li> (- 4.2 adımlarda 4.1 gibi) ve ışınlama için hazırlamadan önce indüksiyon odasında bir defada bir fare uyuşturan anestezi makinesi hazırlayın. </li><li> indüksiyon odasından, gen fare kaldırmaktly bir flep oluşturulması üzerinde ve gergin cilt altında yan deri ve yer bandı tutam. </li><li> pleksiglas sahneye fare koyun ve özel bir kurşun jig ile vücudu kaplar (bir çalışma dizayn kanat deri yoluyla çekilecek izin veren bir yan pencere ile birlikte, alt dikdörtgen bir kutu ve en az bir ucu açık). jig pencereden flep çekin ve yavaşça sahneye kanadı bantlayın. NOT: Özel kurşun jig fare hareketsiz kadar küçüktür. Özel bir jig tam fare hareketsiz değil ise, o zaman, ek kısıtlayıcılara kullanımı ve / veya ketamin yönetmek (80-100 mg / kg) - tüm ışınlama boyunca hareketsiz kılınmış fare tutmak için intraperitonal enjeksiyon yoluyla (12.5 mg / kg 10) ve ksilazin prosedür. </li><li> irradiator içine jig ve fare ile pleksiglas sahne yerleştirin. (Istenilen dozu ayarlarını (x-ışını kaynağı, gerilim, süre ve amper cilt mesafesi) belirleyin ve teslim örneğin, 160 kVp x- 11 cmışını 6.3 mA ile 2.5 dakika boyunca kaynak). NOT: yanıkları ve DNA hasarı önlemek için makine kullanım yönergeleri izleyerek x-ışını kaynağı ile DİKKAT kullanın. NOT: Atimik çıplak fareler 14 gün 35 Gy cevaben radyasyon sonrası etrafında nemli deskuamasyon geliştirmek, ancak 17 Gy ile sadece küçük yamalı deskuamasyon. </li><li> , Irradiator dışarı aparatı ve fare alın ekranlama kaldırmak, bandı çıkarın ve bireysel kurtarma kafesine yerleştirin. anestezi kurtarıldı sonra normal paylaşılan kafes fare dönün. Tekrarlayın 5.2 adımları - tüm fareler için 5.4 ve kontrol fareler üzerinde sahte işlemini gerçekleştirin. </li><li> Işınlama sonra, düzenli koşullarda hayvanlar ev. Anormal davranışlar (ağrı delalet olabilir, örneğin, kambur duruş) oluşursa, sorunu teşhis etmek için bir veterinere danışın. Ağrı azaltılması kg buprenorfin subkutan ya da veteriner tarafından yönetilen 0.1 mg / uygulanmasını içerebilir. kilo kaybı, normal b% 20 aşarsaody kitle, evin ayrı ayrı kendi kafeste ve yüksek besin yiyecek sağlamak. </li></ol> 6. Takip DOS Ölçümleri <ol><li> Monitör ve kantitatif DOS tekniğini kullanarak cilt reaksiyonu yoğunluğunu ölçmek. Işınlama 3,4 izleyen 12 gün - cilt değişiklikleri ve önceki çalışmaların görsel denetim DOS parametrelerinde büyük değişiklikler 6 civarında (başlangıca göre) beklenen düşündürmektedir. kayda değer değişiklikler modele bağlı olarak daha erken ya da geç yerini alabilir çünkü Ancak, diğer ölçüm süresi noktaları araştırmak için yararlı olabilir. </li><li> DOS ekipman ve bölüm 4&#39;te açıklandığı gibi anestezi makinası ve DOS ölçümleri elde 3.Prepare bölümünde açıklandığı gibi kalibrasyon ayarlayın. </li></ol> 7. Sonrası edinme İşleme NOT: Aşağıdaki bölümde tüm adımlar, yüksek performanslı yazılım ortamında oluşturulan özel bir program kullanılarak yapılmaktadır. Standart adlandırma manastırHer spektral edinme dosyası için iyonlar toplu işlem için izin istihdam edilmektedir. Tüm adımlar, Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. <ol><li> Arka plan okuma da dahil olmak üzere tüm ölçülen spektrumları çizgisinin (gürültü kat) çıkarın. </li><li> Ölçüm spektrumunun R Ölçüm gelen Adım 3.3 elde edilen arka plan okuma, R bg (LED kapalı), çıkarın. Not: Bu makalenin geri kalanında tüm spektrumları gürültü zemin ve arka plan çıkarılır ve R Düzeltici olarak anılacaktır olduğu varsayılmaktadır. </li><li> Bölüm 1 &#39;de referans 1,2 de tarif edildiği gibi, tam yansıtma, R Ab R Corr dönüştürün. <ol><li> Göreceli yansıma ölçümleri elde, Rrel, Intralipid-% 20 fantomlarda (Fresenius Kabi, İsveç)% 48 kadar% 3 kısım kesirler artan Hayaletler (yani,% 3,% 6,% 9, ...,% 48) ve Intralipid konsantrasyonuna karşı Rrel grafiğinin oluşturun. </li><li> &amp; Karşı R abs mutlak arsa üretmek# 956; s &#39;yansıtma difüzyon denklemini kullanarak 14. </li><li> Her iki eğrinin tepe maç ve R abs x eksenini maç Rrel x eksenini ayarlayın. </li><li> Belirli bir dalga boyu ve kaynak dedektör ayırma at kullanılarak y-eksenini ölçek: <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573eq2.jpg" /> Not: Aşağıdaki bölümde, ölçümlerin tüm uydurma R abs sevk edecektir. </li></ol></li></ol> 8. Spektral Verileri Montaj NOT: Aşağıdaki bölüm fareler cilt fonksiyonel parametrelerini almak için kullanılan teori ve uydurma algoritması özetliyor. Kullanılan tüm teori için, burada aşağıdaki makalelerde 14-18 ve referanslara bakın. Tüm denklemler (önceden programlanmış modülleri içeren) bir üst düzey bilimsel yazılım ortamında yaygın fizik veya mühendislik laboratuarlarında kullanılan programlanabilir varsayılır. <ol><li> a tanımlayan bir işlev Programbsorption spektrumu, ilgi denklem kullanılarak spektral aralıkta, ilgili tek tek kromoforlar toplamı olarak bir deri (l) u: <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573eq4.jpg" /> STO 2 0 ile 1 arasında değişen unitless oksijen doygunluğu ise burada, H b toplam hemoglobin konsantrasyonu (g / L) &#39;dir. </li><li> oksi elde, <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573eq5.jpg" /> Ve deoksi <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573eq6.jpg" /> , Prahl 19 on-line koleksiyonundan (metin dosyaları olarak depolanır) hemoglobin spektrumları. </li><li> Cildin saçılma spektrumunu tanımlayan bir işlev Program <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573eq7.jpg" /> A (cm-1) λ o = 1 nm ve k μ s &#39;değeri bir güç yasası bağımlılığı kullanan bir orta bağımlı güç faktörü16. </li><li> Program Adımları 8.2 spektral denklemler dahil referans 14 denklemlerine dayanan yaygın yansıtma ileri modeli için bir matematiksel fonksiyon - ileri modeli fonksiyonu (içine 8.3, yani R (r, a (λ), &#39;s u (l u )) R (burada R, H, b, STO 2, A, K) =. NOT: Çeşitli modeller bulunmakla birlikte, kararlı durum difüzyon teorisi denklemi dokusunda ışık dağılımı basit ve doğru bir açıklama sağlar. </li><li> Program o kareler Bölüm 8.4 ileri modellenmiş yansıma spektrumları arasındaki fark ve ölçülen yansıtma spektrumları bir işlev. </li><li> Iteratif 8.5 küçüğüdür Bölüm en küçük kareler fark fonksiyonu kadar H b, STO 2, A, ve k değiştirin. MatLab&#39;ın lsqcurvefit otomatik olarak bu adımı gerçekleştirmek için kullanılabilir. </li><li> Repeaölçülen tüm yansıtma veri setleri için (H b STO 2, A ve k) DOS parametrelerini elde etmek için 8.6 - t 8.5 adımları. </li><li> 5 normalize sonda nokta ölçümlerinin - 3 her fare setinin ortalaması kullanılarak karşılık gelen benzersiz bazal ölçümü ile DOS parametresinde göreceli değişiklik çizilir. Bu araziler MatLab&#39;ın arsa komutunu kullanarak oluşturulur. </li></ol> 9. Görsel Radyasyon Dermatit Puanlama Dönemi <ol><li> Monitör ve nitel derecelendirme ölçeği kullanılarak deri reaksiyonu yoğunluğunu puan ışınlama sonrası her 48 saat (- 24 saat aşağıdaki ışınlama bir de değişiklikler 3 gözlemlemek olabilir) (Douglas ve Fowler derecelendirme ölçeği 20). İki kör araştırmacılar idealdir. Bir el kamera ve referans ölçek (yani, cetvel) ile fotoğraf Kazanılması değerlendirmeler ile yardımcı olabilir. </li><li> NOT: Her iki gün ışınlama sonrası cildi Puanlama fo optimum DOS ölçüm sürelerini belirlemek yardımcı olabilirmodeli r. Daha sık puanlama modeli ve araştırma sorusu bağlı olarak önemli verileri verebilir. </li><li> her bir zaman noktasında her bir grubun medyan çizilir. Belirli zaman noktalarında veya her eğri altındaki ortalama genel alanlarda gruplarını karşılaştırmak. </li><li> Fareler istenen cilt iyileşmesi noktasında (örneğin, 4 hafta) kadar takip edildikten sonra, uygun bir (onaylı) yöntemi ile fareler euthanize. </li></ol>

<ol>
	<li>Hall, E. J., Giaccia, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Radiobiology for the Radiologist. , (2011).</li><li>Ryan, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionizing+Radiation:+The+Good,+the+Bad,+and+the+Ugly.">Ionizing Radiation: The Good, the Bad, and the Ugly.</a> J Invest Dermatol. 132, 985-993 (2012).</li><li>Chin, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperspectral+imaging+for+early+detection+of+oxygenation+and+perfusion+changes+in+irradiated+skin.">Hyperspectral imaging for early detection of oxygenation and perfusion changes in irradiated skin.</a> J Biomed Opt. 17 (2), (2012).</li><li>Chin, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+perfusion+and+oxygenation+changes+in+radiation+fibrosis.">Skin perfusion and oxygenation changes in radiation fibrosis.</a> Plast. Reconstr. Surg. 131 (4), 707-716 (2013).</li><li>Yohan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+monitoring+of+radiation+induced+skin+toxicities+in+nude+mice+using+optical+biomarkers+measured+from+diffuse+optical+reflectance+spectroscopy.">Quantitative monitoring of radiation induced skin toxicities in nude mice using optical biomarkers measured from diffuse optical reflectance spectroscopy.</a> Biomed. Opt. Express. 5 (5), 1309-1320 (2014).</li><li>Korpela, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vasculotide,+an+Angiopoietin-1+mimetic+reduces+acute+skin+ionizing+radiation+damage+in+a+preclinical+mouse+model.">Vasculotide, an Angiopoietin-1 mimetic reduces acute skin ionizing radiation damage in a preclinical mouse model.</a> BMC Cancer. 14, 614 (2014).</li><li>Stamatas, G. N., Kollias, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+documentation+of+cutaneous+inflammation+using+spectral+imaging.">In vivo documentation of cutaneous inflammation using spectral imaging.</a> J. Biomed. Opt. 12 (5), 051603 (2007).</li><li>Turesson, I., Nyman, J., Holmberg, E., Oden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+factors+for+acute+and+late+skin+reactions+in+radiotherapy+patients.">Prognostic factors for acute and late skin reactions in radiotherapy patients.</a> Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 36, 1065-1075 (1995).</li><li>Rizza, L., D'Agostino, A., Girlando, A., Puglia, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+effect+of+topical+agents+on+radiation-induced+skin+disease+by+reflectance+spectrophotometry.">Evaluation of the effect of topical agents on radiation-induced skin disease by reflectance spectrophotometry.</a> J. Pharm. Pharmacol. 62 (6), 779-785 (2010).</li><li>Wells, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+aqueous+or+sucralfate+cream+affect+the+severity+of+erythematous+radiation+skin+reactions?+A+randomised+controlled+trial.">Does aqueous or sucralfate cream affect the severity of erythematous radiation skin reactions? A randomised controlled trial.</a> Radiother. Oncol. 73 (2), 153-162 (2004).</li><li>Denham, J. W., Hauer-Jensen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+radiotherapeutic+injury-a+complex+'wound'.">The radiotherapeutic injury-a complex 'wound'.</a> Radiother. Oncol. 63 (2), 129-145 (2002).</li><li>Kim, A., Roy, M., Dadani, F., Wilson, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fiberoptic+reflectance+probe+with+multiple+source-collector+separations+to+increase+the+dynamic+range+of+derived+tissue+optical+absorption+and+scattering+coefficients.">A fiberoptic reflectance probe with multiple source-collector separations to increase the dynamic range of derived tissue optical absorption and scattering coefficients.</a> Opt. Express. 18, 5580-5594 (2010).</li><li>Kim, A., Khurana, M., Moriyama, Y., Wilson, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+in+vivo+fluorescence+decoupled+from+the+effects+of+tissue+optical+properties+using+fiber-optic+spectroscopy+measurements.">Quantification of in vivo fluorescence decoupled from the effects of tissue optical properties using fiber-optic spectroscopy measurements.</a> J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).</li><li>Farrell, T. J., Patterson, M. S., Wilson, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+diffusion+theory+model+of+spatially+resolved,+steady-state+diffuse+reflectance+for+the+noninvasive+determination+of+tissue+optical+properties+in+vivo.">A diffusion theory model of spatially resolved, steady-state diffuse reflectance for the noninvasive determination of tissue optical properties in vivo.</a> Med. Phys. 19 (4), 879-888 (1992).</li><li>Finlay, J. C., Foster, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemoglobin+oxygen+saturations+in+phantoms+and+in+vivo+from+measurements+of+steady-state+diffuse+reflectance+at+a+single,+short+source-detector+separation.">Hemoglobin oxygen saturations in phantoms and in vivo from measurements of steady-state diffuse reflectance at a single, short source-detector separation.</a> Med Phys. 31 (7), 1949-1959 (2004).</li><li>Mourant, J. R., Fusilier, T., Boyer, J., Johnson, T. M., Bigio, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictions+and+measurements+of+scattering+and+absorption+over+broad+wavelength+ranges+in+tissue+phantoms.">Predictions and measurements of scattering and absorption over broad wavelength ranges in tissue phantoms.</a> Appl Opt. 36, 949-957 (1997).</li><li>Corlu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniqueness+and+wavelength+optimization+in+continuous-wave+multispectral+diffuse+optical+tomography.">Uniqueness and wavelength optimization in continuous-wave multispectral diffuse optical tomography.</a> Opt. Lett. 28, 2339-2341 (2003).</li><li>Chin, L., Lloyd, B., Whelan, W. M., Vitkin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+point+radiance+spectroscopy+of+turbid+media.">Interstitial point radiance spectroscopy of turbid media.</a> J App Physics. 105, 102025 (2009).</li><li>Prahl, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tabulated Molar Extinction Coefficient for Hemoglobin in Water. , (1998).</li><li>Douglas, B. G., Fowler, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+multiple+small+doses+of+X+rays+on+skin+reactions+in+the+mouse+and+a+basic+interpretation.">The effect of multiple small doses of X rays on skin reactions in the mouse and a basic interpretation.</a> Radiat. Res. 178 (2), AV125-AV138 (1976).</li><li>Williams, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+medical+countermeasures+to+radiation+exposure.">Animal models for medical countermeasures to radiation exposure.</a> Radiat. Res. 173 (4), 557-578 (2010).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

kantitatif optik biyomarkerlar kullanarak radyasyon cilt toksisiteleri değerlendirmek için bir DOS yaklaşım sunulmuştur. Görsel cilt toksisitesi skorlama sistemleri uzman eğitim gerektiren ve daha sonra gözlemciler arası değişkenliği ve öznellik yatkındır. DOS sistem ve analiz yazılımı, kullanımı kolaydır az eğitim gerektirir ve ciltte fizyolojik değişiklikler yorumlamak için objektif fonksiyonel parametreleri döndürür. Ayrıca, yerine tek bir parametre olarak bir cilt lezyonu görünümünü anlatan, DOS spektral şekil, optik özellikleri ve duyarlılık ve güncel kalitatif bir skorlama yöntemleri mevcut değil özgüllük bir katma derecesi işlevsel / mikro parametrelerde bilgilerin bir zenginlik sağlar. Bölüm 1 ve 7 optik biyomarkerların kantitatif takılması için kullanılabilir mutlak spektral verileri elde etmek için ana işlem adımları vurgulamak. Arka plan ve temel çıkarma kullanıcı gerçekleştirmek için izin için hayati önemNormal aydınlatma şartlarında DOS ölçümleri. Bölüm 8 gerekli modeller öncesi ve X-ışını ışınlama sonrası atimik fareler tanımlamak için gerekli denklemler içerir. Burada, uygun emiciler seçimi ölçülen spektrumları doğru açıklaması için hayati önem taşımaktadır. Kullanıcının iyice literatürde dalga boyu aralığı ve önceki optik biyobelirtecin uydurma modeli inşa verilen bir çalışmada kullanılan faiz doku hakim kilit emiciler araştırmak tavsiye edilir. Son olarak, Bölüm 3-5 DOS alımı sırasında atimik farelerde kullanılacağını açıklarlar. Yerel damarsal bozmamak için, fare deri yüzeyinde DOS probu yerleştirmek için yumuşak güç kullanmayın. Hiper bantlı kamera sistemlerinin 3,4 göre daha ucuz olmakla birlikte, tarif edilen DOS yaklaşım net bir şekilde sınırlamayı dağınık yansıtıcılık ölçülmesi için bir nokta sonda kullanılmasıdır. Cilt ile Bu yansıma geometri ihtiyaçları nazik temas vetutarlı prob-cilt basınç istihdam değilse damarsal dağıtarak ölçüm belirsizliğini tanıtmak için bir potansiyele sahiptir. DOS prob gelecek tasarımları tutarlı sonuçlar korumak için bir basınç sensörü içerebilir. yakın kaynak detektör ayırma (&lt;2-3 mm) kullanımı cilt yüzeyine belirli optik sondalama derinlikleri için izin verirken, ayrıca, gelişmiş özgüllük 2B hiperspektral görüntüleme ile karşılaştırıldığında uzaysal çözünürlük kaybı geliyor. Bu sınırlama, genel ışınlanmış hacim kullanıldı yakalar 5 puan kadran tarama en aza indirmek için. Uzaysal çözünürlük olmamasına rağmen, farelerde 5 önceki çalışma optik biyomarkırların yeteneği ışınlanmış ve non-ışınlanmış cilt değil, aynı zamanda Vasculotide 6 olarak girişimsel ilaçların koruyucu cilt etkisini sadece ayırt etmek için bir seyrek alan üzerinde ortalama göstermiştir. Genel sistem tasarımı, farklı cilt için modifiye edilebilir iken unutulmamalıdır<html> modeller, temel spektrumları yatan ve saçılma şekil optimize edilmesi gerekebilir. Spesifik olarak, oksi- ve deoksi-Hb de bir atimik fare modeli, uygun montaj için melanin ilave edilmesini gerektirebilir koyu deriye aynı modele ait uygulama tarif etmektedir. Buna ek olarak, DOS uzantısı yüksek dalga boylarında hakim su ilavesini, gerektirecek&gt; 950 nm yüksek dalga boylarına göre bant genişliği. Bundan başka, farklı cilt kalınlıkları hayvan modelleri derinlik hassasiyetini optimize etmek için farklı bir kaynak-dedektör ayrılmasını gerektirir. Son olarak, tüysüz özellik algoritmaları basit bir hale getiriyor. olmayan tüysüz modeller bazı araştırma soruları için optimal olabilmesine rağmen, onlar sonuçlarını etkileyebilecek bu süreçten DOS ölçümlerden önce epilasyon ve cilt tahrişine gerektirecektir. Toplam bağışıklık fonksiyonu, bir immün sistemi tüysüz sıçan önemlidir araştırma için (örneğin, SKH-1) nedeniyle iyilik doğası için daha iyi bir model olarak hizmet edebilir. ent &quot;&gt; DOS prob ölçümleri için önemli hususlar tutarlı RT ve ışınlanmış bölgenin tahmini vardır. Sıcaklık dalgalanmaları doku Hb ve STO 2 düzeylerini etkileyebilir. Her veri toplama anda 3 olmayan ışınlanmış hayvanlar bir grup ölçülmesi için temel olarak hizmet edebilir parametre değerleri istenmeyen çevresel değişimlerin normalize edilebilir. Ayrıca, ışınlanmış alanı (flep hazırlıkları tutarlı olmasa) zarar görme günde 5 (40 Gy) etrafında tezahür etmeye başlamadan önce tahmin etmek zor olabilir. siyah kalıcı bir kalem kullanıyorsanız radyasyon maruz kalan deride sınırlarını nokta, okuma tehlikeye düşürebilecek mürekkep lekelenmeyi önlemek için aşırı mürekkep kullanımını önlemek. Sistemin bir ilave özelliği, saçılma özellikleri ile ilgili emme ayrı yeteneğidir. Alternatif hiperspektral görüntüleme sistemleri de oxyHb ve Hb konsantrasyonu, hiperspektral görüntüleme i serbest uzay geometrisi izlemek için yeteneği sağlarken<html> saçılma değişiklikleri çözemediği s. Saçılma önemli değişiklikler nedeniyle eritem (kızarıklık) meydana Bu sınırlama iade oxyHb, Hb yanlışlıklar ve STO 2 parametreleri neden olabilir. Dahası, DOS kullanarak saçılma değişikliklerin izlenmesi eritem değerlendirilmesi için ek optik biyobelirteçleri sağlayabilir. Şekil 6&#39;da gösterildiği gibi, Yohan ve ark., (2014) ilk sonuçları A ve görsel skor sistemleri gibi diğer alternatif yöntem gözlenen eğilimleri ile ilişkili değildir iyonize edici radyasyon, aşağıdaki zamansal seyir gösterir k göstermektedir. Bu dağılma değişiklikler görsel açıklayıcı bir şekilde ortaya olmayan ve aslında ayrı biyolojik işlem tarif ediyor olabileceğini göstermektedir. Bu nedenle, alternatif yöntemlere kıyasla, DOS yüzeysel saçılma değişiklikleri için yüksek çözünürlük, her zamanki Hb tabanlı ölçümlerden ayrı olabilir yeni cilt hasarı biyobelirteçlerini araştırmak için bir yol sağlar. jove_content &quot;&gt; bizim modeli (klinik ortamda kullanılan ziyade çok sayıda küçük fraksiyonlara dozlarda) büyük bir tek radyasyon dozunu, bu taklit akut insan derisi radyotoksitliğini 21 patofizyolojisi. Ayrıca optimizasyonu, DOS sağlayabilir öngörülmektedir istihdam rağmen radyoterapiye bağlı cilt reaksiyonları otomatik ve standart puanlama için bir nicel bir yaklaşım. Bu tekniği mastering sonra, gelecekteki uygulamalar, örneğin deri radyasyondan korunması için bir kontrol ve deneysel tedavi arasında oxyHb düzeylerini karşılaştırarak, ya da yara iyileşmesi tanıtımı için (cilt koruyucu terapötik arasındaki farklılıkları izlenmesi içerebilir ). hayvan modellerinde, yüksek verimlilik gösteren ilaç tarama için idealdir birlikte, DOS sistem kullanıma bağlı ve normal aydınlatma şartlarında ölçülmesi yeteneği kolaylığı klinik ortamda potansiyel olarak adapte edilebilir. Bu durumda, prob tasarımı küçük değişiklikler gerektirebilir hesaba biraz daha büyük optode ayrımları ileinsan derisinin artan kalınlığı. Klinik DOS sistem ağrılı deri reaksiyonları en aza indirmek ve hasta konforunu ve uyumu geliştirmek girişimsel tedavilerin on-line değerlendirme için izin verecek. Gelecekte, kronik radyasyon cilt hasarı (örneğin, fibrozis) özelliklerine DOS tabanlı kantifikasyonunu genişletmek ilginç olabilir.

Aynı anda, normal çevre yapıları korunurken, radyoterapi (RT) planlama ve teslimat Teknolojik gelişmeler artık, tümör bölgeye ulaştırılmak üzere son derece konformal terapötik dozlarda için izin verir. Yüksek doz, hedef cilde yakın olduğunda Yine, akut ve bazen ciddi toksisiteler kaçınılmazdır. Şiddetli yeterince, elde edilen normal doku hasarı olumsuz RT tedavi sonucunu ve yaşam 1,2 hastanın kalitesini etkileyebilir. zararlı sonuçlarına rağmen radyasyon cilt eritem mevcut yönetim hasarına yol açan altta yatan biyolojik mekanizmaları göz ardı krem ​​veya merhem istihdam nonspesifik kalır. Bu yaklaşımlar neden yerine belirtileri en aza dayanmaktadır. Ayrıca, girişimsel tedavilerin zamanlaması ve yönetim radyasyon cilt hasarı değerlendirmesi kalitatif ve subjektif doğa tarafından karmaşıktır. Birkaç tanınan sürekuruluşlar (RTOG, EORTC) görsel derecelendirme önerilerde bulunmak, kurumlar ve böylece meta-analizlerde amacıyla normal doku toksisite karşılaştırmalar örtücü, tercih edilen puanlama kendi seçtikleri değişir. Dahası, bu tür derecelendirme sistemi radyasyon hasarına farklılıklar toksisite azaltma stratejileri değerlendirmek çalışmalarda indiscernible olabilir, öyle ki, ham ve gözlemciler arası değişkenliği yatkındır. Aksine görsel ışınlanmış deride eritem derecesini açıklayan yerine, alternatif bir yaklaşım nicelik organda meydana gelen altta yatan fizyolojik değişiklikler açıklanmaktadır parametreleri ölçmek için olduğunu. Kan hemoglobin (Hb), doku oksijen doygunluğu (STO 2) ya da oksijenli hemoglobin (oxyHb) düzeyleri fareler 3-6 ışınlama kaynaklı eritem için vekiller olarak kullanılmıştır. Işınlama ardından, toplam Hb düzeyleri dalgalanmalar tabi ama oxyHb veya STO 2 tarafından izlenen bir karakteristik erken keskin bir artış, tabisonbahar ve başka daha kalıcı yükseliş 3,6. Tahriş edici edince deride kızartı ikna etmek için kullanıldığı zaman, damar oxyHb seviyeleri doğrudan yerel eritem ve inflamasyon 7 şiddeti ile ilişkili. Optik spektroskopi Diffüz (DOS) hayati dokular bileşenlerinin biyokimyasal ve mikro parçaları üzerinde fonksiyonel bilgi sağlamak için yakın kızıl ötesi ışık kullanır. Bu nicel, non-invaziv optik teknoloji Hb konsantrasyonu ve STO 2 fonksiyonel suretler üzerinden eritem sırasında meydana gelen kan damarlarında sitokin kaynaklı vazodilatasyon ölçmek için bir yöntem sunar. Kontrollü klinik skorlama yönteminin 8-11 DOS ölçülen parametrelerin karşılaştıran son çalışmalar, mevcut derecelendirme doğasında sınırlamalarının üstesinden gelmek için teknik potansiyeline işaret etmektedir sistem. Burada kantitatif dete için fonksiyonel temsilciler istihdam bir in-house, taşınabilir, DOS sistemi tarifBir ön-klinik fare modelinde 5 radyasyon ile indüklenmiş deri toksisitesi cting farklar. açıklanan bir platform erken teşhis ve girişimsel ilaç yanıtının ince farklılaşması için yüksek hassasiyet ile standart eritem puanlama bir araç sağlayabilir. Ayrıca, sadece küçük uyarlamalarla, alet sonunda gerçek zamanlı başucu izlenmesi için klinik olarak kullanılabilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1146">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:245px;">Nude mice</td>
			<td style="width:347px;">e.g. Charles River</td>
			<td colspan="2" style="width:555px;">Athymic nude Crl:NU(NCr)-Foxn1nu, or immunocompetent nude Crl:SKH1-Hrhr</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small animal irradiator&#160;</td>
			<td>e.g. Faxitron X-Ray Corp.</td>
			<td>Faxitron CP160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Animal anaesthesia&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>If using isoflurane vaporizer machine with induction chamber, need tube and nose cone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lead jig and plexiglass stage</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>If irradiator device exposes whole animal body to radiation, lead shielding must be used to expose only the skin flap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Medical tape&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Permanent marker/ear puncher</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab</td>
			<td>Mathworks Inc., Natick, MA</td>
			<td></td>
			<td>With StatisticsToolbox&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Labview</td>
			<td>National Instruments, Vaudreuil-Dorian, QB</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DOS system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optical multiplexer</td>
			<td>Ocean Optics, Dunedin, FL</td>
			<td>Model MPM-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics, Dunedin, FL</td>
			<td>Model S200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">White light source</td>
			<td>Ocean Optics, Dunedin, FL</td>
			<td>Model LS-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Intralipid-20%</td>
			<td>Kabi Pharmacia, New York, NY</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reflectance standard</td>
			<td>INO, Quebec City, QB</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

diffuse optical spectroscopy for the quantitative assessment of acute ionizing radiation induced skin toxicity using a mouse model

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and negatively impact patient quality of life and long term survival. Advances in the understanding of the biological pathways associated with normal tissue toxicities have allowed for the development of interventional drugs, however, current response studies are limited by a lack of quantitative metrics for assessing the severity of skin reactions. Here we present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe the instrumentation design of the DOS system as well as the inversion algorithm for extracting the optical parameters. Finally, to demonstrate clinical utility, we present representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema and compare the results with a commonly employed visual scoring. The described DOS method offers an objective, high through-put evaluation of skin toxicity via functional response that is translatable to the clinical setting.

DOS yansıma tekniği radyasyonun neden olduğu cilt toksisitesi değerlendiren geleneksel nitel yöntemlere objektif bir alternatif sunuyor. ölçülen yansıtma spektrumları büyüklüğü ve şekli, hem de değişiklikler olarak mevcut radyasyonun zehirli dozları takiben cilt görünümü görsel olarak değişir. Her ikisi de altta yatan hücresel mikro ve fizyolojik doku devlet fonksiyonel değişikliklerle ilgilidir. Bu bölümde, Yohan ve ark., 2014 5 tarafından daha önce yayınlanan iş temsilcisi sonuçları gözden geçirilmiştir. Şekil 3 (solda) temsilcisi spektrumları (ince mavi çizgiler) göstermek 6 gün 40 Gy radyasyon sonrası ciltte eritem bir atimik fare modelinde 260 mikron kaynak ayırma ölçülen. Işınlama öncesi (Şekil 3, sağ panel) ile karşılaştırıldığında, ~ 550-650 nm spektral şeklindeki farklar lik gözleniroksijenli hemoglobin artışa ely nedeniyle. Mutlak yansıtma küçük bir artış, doku yayılma gücünde bir artış ile korelasyon olduğu görülmektedir. gün 6 Aşağıdaki ışınlama üzerinde gözlenen spektrumları 0,75 görsel cilt puanına korelasyon. seçme dalga boylarında sonrası ışınlama yansıma değişikliklerin bir değerlendirme tam yansıma spektrumunun faydalanmak ve aynı zamanda gürültü duyarlılığı olası sorunu taşır değildir. Ancak, tam spektrum uydurma sezgisel optik biyomarkerların (H b STO 2) çevrilmek üzere ayarlanmış tüm verileri sağlar. 3 sunulan denklemler kullanılarak ölçülen verilerin ortaya çıkan krizleri (katı yeşil hat) (ince gürültülü çizgi) göstermek Şekil Bölüm 4. Mükemmel anlaşma temeli kromofodannın seçimi ve saçılma şekli yeterince fare derisi modeli tarif olduğunu teyit görülmektedir. <p class="jove_content"fo:. keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; nedeniyle farklı aydınlatma koşullarında non-invazif ve kendini kalibre DOS sisteminin doğası, ölçümler uygun üzerinden yapılabilir birden fazla gün için Şekil 4 deride göreli değişiklikleri gösterir Işınlanan fare kohortunda çeşitli zaman noktalarında (6, 9, 12 gün) STO 2 (n = 8) Şekil 5, mukabil niteliksel deri reaksiyonu puanları gösterirken. STO 2 ilerleyici bir artış ışınlama öncesi 3 gün boyunca değerler (p &lt;0.05) ile karşılaştırıldığında istatistiksel olarak farklı olduğu görülmektedir. Bu eğilimler cilt hasarı şiddeti gün 12 o tepe (ortalama puanı ~ 3) görsel bir puanlama vekili olarak STO 2 potansiyelini gösteren (Şekil 5) görsel gözlenen artışlar ayna. Istatistiksel olarak anlamlı bir değişiklik için geri optik biyomarkerların herhangi görüldü unutulmamalıdırölçülen 12 gün boyunca, kontrol grubu (n = 3) ışınlanmamış (veriler gösterilmemiştir). A ve K değişiklikler de zaman (Şekil 6) üzerinde izlenebilir ve bu cilt saçılım özellikleri radyasyona karşılık olarak değişmekte olduğunu gösterir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53573/53573fig1.jpg" /> 1. DOS enstrümantasyon Şekil. Dağınık yansıtıcılık ölçümü geometri (A) şematik (B), fiber optik prob. Optik sensör 18 G, metal iğne içine birlikte ve birbirinden 260 mm aralıklıdır 200 um&#39;lik bir çekirdek optik fiber arasındaki bir doğrusal dizi oluşur. Bir algılama fiber optik spektrometreye bağlıyken, iki kaynak elyaflar iki genişband ışık yayan diyotlar kuple edilir. sırayla kaynakların her açarak, spektrometre 260 mikron mesafelerde yaygın yansıma toplayabilir veKaynak liflerin her birinden 520 mikron (C) dizüstü bilgisayar da dahil olmak üzere komple DOS sistem, ekli fiber optik prob ve optik kutusu:. Otomatik veri toplama programı spektrumları ardışık toplama sürmek için kullanılır. Elektronik SMA konnektörler ile fiber optik prob bağlayan bir kazanım kutusuna yerleştirilmiştir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53573/53573fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53573/53573fig2.jpg" /> .. Şekil 2 spektral işleme Tüm x ekseni ölçekleri nm şunlardır: (A) Ham göreceli spektrumları, bazal okuma yaklaşık 900 arasındadır - 1000 nm ve arka plan sinyali yaklaşık olarak eşit (B) Bağıl arka plan okuma (C.. ) Arka plan ve temel göreli s çıkarılır<html> pectra. (D) Kesinlikle (C) &#39;de gösterildiği işlenmiş spektrumlarının ölçeklendirme aşağıdaki spektrumunu kalibre. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53573/53573fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53573/53573fig3.jpg" /> (Solda) ışınlanmış olmayan ve ışınlanmış (sağ) fare derisi 6 gün Şekil 3. Tipik beyaz ışık yansıtma spektrumları ışınlama sonrası. Ölçüm (mavi gürültülü) ve uyuyor (katı yeşil), tipik olarak gözlendi arasında mükemmel bir anlaşma. İki önemli farklılıklar iki grup arasında görüldü: Mutlak yansıtma 1) genel bir artış ile 550 arasında spektral şekil 2) farklı bir değişim - 600 nm. Yohan ve ark., 2014 5 izni ile.&gt; Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53573/53573fig4.jpg" /> 40 Gy ışınlama aşağıdaki fare deri oksijenasyon fraksiyonunda Şekil 4. değiştirin. İki grup arasındaki temel normalize ortalama fark (fare başına) Gün 6 (Kutu 1), 9 (Kutu 2) ve 12 (Kutu 3 için önemli olan ). Yohan ve ark., 2014 5 izni ile. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53573/53573fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53573/53573fig5.jpg" /> 40 Gy günlük bir fonksiyonu olarak Şekil 5. Ortalama niteliksel deri reaksiyonları puanları (n = 8) farelerinin, deri ışınlanmış. Yohan ve ark., 2014 5 uyarlanmıştır. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53573/53573fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/53573/53573fig6.jpg" /> 40 Gy Günleri 6 ışınlama (Kutu 1), 9 (Kutu 2) ve 12 (Kutu 3) A (sol taraf). Değişim ve k (sağ taraf) Aşağıdaki Şekil 6. Bağıl A değişiklikler ve fare deri k Gün 6 (Kutu 1, sağ ve sol tarafta) üzerinde önemli (p &lt;0.026) olarak bulunmuştur. Yohan ve ark., 2014 5 izni ile. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53573/53573fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model at JoVE.com

Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model

We present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe DOS instrumentation design, optical parameters extraction algorithms and the animal handling procedures required to yield representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema.

Bir fare Modeli Kullanılarak Akut Radyasyondan Bağlı Cilt zehirlilik Kantitatif Değerlendirme optik tayf Diffüz

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and ...

diffuse-optical-spectroscopy-for-quantitative-assessment-acute

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

8.0K Görüntüleme.  University of Toronto. We present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe DOS instrumentation design, optical parameters extraction algorithms and the animal handling procedures required to yield representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema.

Video: Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model

Quantitative Visualization and Detection of Skin Cancer Using Dynamic Thermal Imaging

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment for melanoma remains surgical excision, therefore, the key to extended survival is early detection 2,3. Considering the large numbers of patients diagnosed every year and the limitations in accessing specialized care quickly, the development of objective in vivo diagnostic instruments to aid the diagnosis is essential. New techniques to detect skin cancer, especially non-invasive diagnostic tools, are being explored in numerous laboratories. Along with the surgical methods, techniques such as digital photography, dermoscopy, multispectral imaging systems (MelaFind), laser-based systems (confocal scanning laser microscopy, laser doppler perfusion imaging, optical coherence tomography), ultrasound, magnetic resonance imaging, are being tested. Each technique offers unique advantages and disadvantages, many of which pose a compromise between effectiveness and accuracy versus ease of use and cost considerations. Details about these techniques and comparisons are available in the literature 4.
Infrared (IR) imaging was shown to be a useful method to diagnose the signs of certain diseases by measuring the local skin temperature. There is a large body of evidence showing that disease or deviation from normal functioning are accompanied by changes of the temperature of the body, which again affect the temperature of the skin 5,6. Accurate data about the temperature of the human body and skin can provide a wealth of information on the processes responsible for heat generation and thermoregulation, in particular the deviation from normal conditions, often caused by disease. However, IR imaging has not been widely recognized in medicine due to the premature use of the technology 7,8 several decades ago, when temperature measurement accuracy and the spatial resolution were inadequate and sophisticated image processing tools were unavailable. This situation changed dramatically in the late 1990s-2000s. Advances in IR instrumentation, implementation of digital image processing algorithms and dynamic IR imaging, which enables scientists to analyze not only the spatial, but also the temporal thermal behavior of the skin 9, allowed breakthroughs in the field.
In our research, we explore the feasibility of IR imaging, combined with theoretical and experimental studies, as a cost effective, non-invasive, in vivo optical measurement technique for tumor detection, with emphasis on the screening and early detection of melanoma 10-13. In this study, we show data obtained in a patient study in which patients that possess a pigmented lesion with a clinical indication for biopsy are selected for imaging. We compared the difference in thermal responses between healthy and malignant tissue and compared our data with biopsy results. We concluded that the increased metabolic activity of the melanoma lesion can be detected by dynamic infrared imaging.

We demonstrated that malignant pigmented lesions with increased metabolic activity generate quantifiable amounts of heat and the measurement of the transient thermal response of the skin to a cooling excitation allows quantitative identification of melanoma and other skin cancers (vs. non-proliferative nevi) at an early stage of the disease.

Kantitatif Görselleştirme ve Dinamik Termal Görüntüleme Deri Kanseri Tespiti

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment ...

Tıp

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are still occurring, particularly in reconstructive flap surgery. Multiple experimental flap models have been developed to analyze underlying causes and mechanisms and to investigate treatment strategies to prevent ischemic complications. The limiting factor of most models is the lacking possibility to directly and repetitively visualize microvascular architecture and hemodynamics. The goal of the protocol was to present a well-established mouse model affiliating these before mentioned lacking elements. Harder et al. have developed a model of a musculocutaneous flap with a random perfusion pattern that undergoes acute persistent ischemia and results in ~50% necrosis after 10 days if kept untreated. With the aid of intravital epi-fluorescence microscopy, this chamber model allows repetitive visualization of morphology and hemodynamics in different regions of interest over time. Associated processes such as apoptosis, inflammation, microvascular leakage and angiogenesis can be investigated and correlated to immunohistochemical and molecular protein assays. To date, the model has proven feasibility and reproducibility in several published experimental studies investigating the effect of pre-, peri- and postconditioning of ischemically challenged tissue.

The window of the murine dorsal skinfold chamber presented visualizes a zone of acute persistent ischemia of a musculocutaneous flap. Intravital epi-fluorescence microscopy permits for direct and repetitive assessment of the microvasculature and quantification of hemodynamics. Morphologic and hemodynamic results can further be correlated with histological and molecular analyses.

Mouse Dorsal Skinfold Odası&#39;nda İskemik Doku Yaralanması: Bir Cilt Flap Model Akut Kalıcı iskemisi Araştırma

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

Scarless Yara Repair Fare Fetal Cilt Modeli

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal abnormalities. In addition, pathological myopia is a common irreversible cause of visual impairment and blindness1-3. Our study demonstrates the effect of scleral crosslinking using riboflavin and ultraviolet-A radiation on the development of axial myopia in a rabbit model. The axial length of the eyeball was measured by A-scan ultrasound in New Zealand white rabbits aged 13 days (male and female). The eye then underwent 360&#176; conjunctival peritomy with scleral crosslinking, followed by tarsorrhaphy. Axial elongation was induced in 13 day-old New Zealand rabbits by suturing their right eye eyelids (tarsorrhaphy). The eyes were divided into quadrants, and every quadrant had two scleral irradiation zones, each with an area of 0.2 cm&#178; and a radius of 4 mm. Crosslinking was performed by dropping 0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate onto the irradiation zones 20 sec before ultraviolet-A irradiation and every 20 sec during the 200 sec irradiation time. UVA radiation (370 nm) was applied perpendicular to the sclera at 57 mW/cm&#178; (total UVA light dose, 57 J/cm&#178;). Tarsorrhaphies were removed on day 55, followed by repeated axial length measurements. This study demonstrates that scleral crosslinking with riboflavin and ultraviolet-A radiation effectively prevents occlusion-induced axial elongation in a rabbit model.

We demonstrate the effect of scleral crosslinking with riboflavin and UVA on an axial elongation rabbit eye. Axial elongation was induced in 13 day-old New Zealand rabbits (male and female) by suturing their right eye eyelids (tarsorrhaphy).

Skleral bir Tavşan Modelinde Aksiyel Miyopide Önleme Riboflavin ve Ultraviyole-A Radyasyon Kullanımı Çapraz bağlama

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal cord. A major current area of research is focused on the mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous or induced functional recovery following SCI. Spontaneous functional recovery is reported to be greater early in life, raising interesting questions about how adaptive plasticity changes as the spinal cord develops. To facilitate investigation of this dynamic, we have developed a SCI model in the neonatal mouse. The model has relevance for pediatric SCI, which is too little studied. Because neural plasticity in the adult involves some of the same mechanisms as neural plasticity in early life1, this model may potentially have some relevance also for adult SCI. Here we describe the entire procedure for generating a reproducible spinal cord compression (SCC) injury in the neonatal mouse as early as postnatal (P) day 1. SCC is achieved by performing a laminectomy at a given spinal level (here described at thoracic levels 9-11) and then using a modified Yasargil aneurysm mini-clip to rapidly compress and decompress the spinal cord. As previously described, the injured neonatal mice can be tested for behavioral deficits or sacrificed for ex vivo physiological analysis of synaptic connectivity using electrophysiological and high-throughput optical recording techniques1. Earlier and ongoing studies using behavioral and physiological assessment have demonstrated a dramatic, acute impairment of hindlimb motility followed by a complete functional recovery within 2 weeks, and the first evidence of changes in functional circuitry at the level of identified descending synaptic connections1.

This article describes a method for generating a reproducible spinal cord compression injury (SCI) in the neonatal mouse. The model provides an advantageous platform for studying mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous functional recovery.

Bir Yenidoğan Fare Omurilik Sıkıştırma Yaralanması Modeli

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

A Mouse Model for Laser-induced Choroidal Neovascularization

The mouse laser-induced choroidal neovascularization (CNV) model has been a crucial mainstay model for neovascular age-related macular degeneration (AMD) research. By administering targeted laser injury to the RPE and Bruch&#8217;s membrane, the procedure induces angiogenesis, modeling the hallmark pathology observed in neovascular AMD. 
First developed in non-human primates, the laser-induced CNV model has come to be implemented into many other species, the most recent of which being the mouse. Mouse experiments are advantageously more cost-effective, experiments can be executed on a much faster timeline, and they allow the use of various transgenic models. The miniature size of the mouse eye, however, poses a particular challenge when performing the procedure. Manipulation of the eye to visualize the retina requires practice of fine dexterity skills as well as simultaneous hand-eye-foot coordination to operate the laser. However, once mastered, the model can be applied to study many aspects of neovascular AMD such as molecular mechanisms, the effect of genetic manipulations, and drug treatment effects. 
The laser-induced CNV model, though useful, is not a perfect model of the disease. The wild-type mouse eye is otherwise healthy, and the chorio-retinal environment does not mimic the pathologic changes in human AMD. Furthermore, injury-induced angiogenesis does not reflect the same pathways as angiogenesis occurring in an age-related and chronic disease state as in AMD.
Despite its shortcomings, the laser-induced CNV model is one of the best methods currently available to study the debilitating pathology of neovascular AMD. Its implementation has led to a deeper understanding of the pathogenesis of AMD, as well as contributing to the development of many of the AMD therapies currently available.

Here, we present the mouse laser-induced choroidal neovascularization (CNV) protocol, an experimental model that re-creates the vascular hallmarks of neovascular age-related macular degeneration (AMD). Once mastered, it can reliably and effectively induce CNV as a model system to test various experimental measures.

Lazer kaynaklı Koroid Neovaskülarizasyonlarında A Fare Modeli

The mouse laser-induced choroidal neovascularization (CNV) model has been a crucial mainstay model for neovascular age-related macular degeneration (AMD) ...

Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are therefore required to confine cardiac damage, promote survival and reduce the disease burden of heart failure. Large animal experiments are an essential part in the translational process from experimental to clinical therapies. To optimize clinical translation, robust and representative outcome measures are mandatory. The present manuscript aims to address this need by describing the assessment of three clinically relevant outcome modalities in a pig acute myocardial infarction (AMI) model: infarct size in relation to area at risk (IS/AAR) staining, 3-dimensional transesophageal echocardiography (TEE) and admittance-based pressure-volume (PV) loops. Infarct size is the main determinant driving the transition from AMI to heart failure and can be quantified by IS/AAR staining. Echocardiography is a reliable and robust tool in the assessment of global and regional cardiac function in clinical cardiology. Here, a method for three-dimensional transesophageal echocardiography (3D-TEE) in pigs is provided. Extensive insight into cardiac performance can be obtained by admittance-based pressure-volume (PV) loops, including intrinsic parameters of myocardial function that are pre- and afterload independent. Combined with a clinically feasible experimental study protocol, these outcome measures provide researchers with essential information to determine whether novel therapeutic strategies could yield promising targets for future testing in clinical studies.

Reliable and accurate outcome assessment is the key for translation of preclinical therapies into clinical treatment. The current paper describes how to assess three clinically relevant primary outcome parameters of cardiac performance and damage in a pig acute myocardial infarction model.

Akut Miyokard İnfarktüsü bir Domuz Modeli İlköğretim Sonuç Değerlendirmesi

Mortality after acute myocardial infarction remains substantial and is associated with significant morbidity, like heart failure. Novel therapeutics are ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently labelled structures in large biological specimens, and is down to cellular resolution. Meanwhile, the constant refinement of underlying protocols and the enhanced availability of specialized commercial systems enable us to investigate the microstructure of whole mouse organs and even allow for the characterization of cellular behavior in various live-cell imaging approaches. Here, we describe a protocol for the spatial whole-mount visualization and quantification of the CD45+ leukocyte population in inflamed mouse hearts. The method employs a transgenic mouse strain (CD11c.DTR)that has recently been shown to serve as a robust, inducible model for the study of the development of fulminant fatal myocarditis, characterized by lethal cardiac arrhythmias. This protocol includes myocarditis induction, intravital antibody-mediated cell staining, organ preparation, and LSFM with subsequent computer-assisted image post-processing. Although presented as a highly-adapted method for our particular scientific question, the protocol represents the blueprint of an easily adjustable system that can also target completely different fluorescent structures in other organs and even in other species.

Here, we describe a light-sheet microscopy approach to visualize the cardiac CD45+ leukocyte infiltrate in a murine model of aseptic fulminant myocarditis, which is induced by the intratracheal diphtheria toxin treatment of CD11c.DTR mice.

Bir Fulminan Miyokardit Modelinde Işık Yeri Mikroskopisi İle Lökosit İnfiltrasyonunun Nicel Görselleştirilmesi

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Quantitative Micro-CT Analysis of Aortopathy in a Mouse Model of &#946;-aminopropionitrile-induced Aortic Aneurysm and Dissection

Aortic aneurysm and dissection is associated with significant morbidity and mortality in the population and can be highly lethal. While animal models of aortic disease exist, in vivo imaging of the vasculature has been limited. In recent years, micro-computerized tomography (micro-CT) has emerged as a preferred modality for imaging both large and small vessels both in vivo and ex vivo. In conjunction with a method of vascular casting, we have successfully used micro-CT to characterize the frequency and distribution of aortic pathology in &#946;-aminopropionitrile-treated C57/Bl6 mice. Technical limitations of this method include variations in the quality of the perfusion introduced by poor animal preparation, the application of proper methodologies for vessel size quantification, and the non-survivability of this procedure. This article details a methodology for the intravascular perfusion of a lead-based radiopaque silicone rubber for the quantitative characterization of aortopathy in a mouse model of aneurysm and dissection. In addition to visualizing aortic pathology, this method may be used for examining other vascular beds in vivo or vascular beds removed post-mortem.

This article describes a detailed methodology of using a radiopaque lead-based silicone rubber to perfuse the murine vasculature for aortic diameter quantification in a mouse model of aortic aneurysm and dissection.

Aortopathy aort anevrizması β-aminopropionitrile-indüklenen ve diseksiyon, fare modeli nicel mikro-CT Analizi

Aortic aneurysm and dissection is associated with significant morbidity and mortality in the population and can be highly lethal. While animal models of ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

İzometrik Contractility ölçüm tel Myography kullanarak fare mezenterik arter

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...