Estimativa das propriedades ópticas do pâncreas suíno no 600

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 14300 (2022) Citar este artigo

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Este trabalho relata as propriedades ópticas do tecido pancreático suíno na ampla faixa de comprimento de onda de 600–1100 nm. Os coeficientes de absorção e dispersão reduzida (µa e µs') do pâncreas ex vivo foram obtidos por meio de Espectroscopia Óptica Difusa no Domínio do Tempo. Investigamos diferentes condições experimentais - incluindo compressão, reposicionamento, amostragem espacial, estabilidade temporal - o efeito do procedimento de congelamento (pâncreas fresco x congelado-descongelado) e, finalmente, a variabilidade entre amostras. Boa repetibilidade sob diferentes condições experimentais foi obtida (coeficiente de variação mediano inferior a 8% e ~ 16% para µa e µs′, respectivamente). O congelamento-descongelamento das amostras causou uma redução irreversível de três vezes em µs' e nenhum efeito em µa. A média dos espectros de absorção e dispersão reduzida em diferentes amostras estava na faixa de 0,12–0,74 cm−1 e 12–21 cm−1 com uma variação entre amostras de ~ 10% e ~ 40% para µa e µs′, respectivamente. O coeficiente de transporte efetivo calculado (µeff) para tecido pancreático fresco mostra que as regiões entre 800–900 nm e 1050–1100 nm são semelhantes e oferecem a menor atenuação de tecido na faixa considerada (ou seja, µeff variando de 2,4 a 2,7 cm−1) . Esses dados, descrevendo pela primeira vez interações específicas luz-pâncreas na janela óptica terapêutica, fornecem informações essenciais para o planejamento de termoterapias baseadas em luz (por exemplo, ablação a laser) e instrução de modelos de transporte de luz para aplicações biofotônicas envolvendo esse órgão.

O câncer de pâncreas é uma malignidade agressiva, responsável por mais de 466.000 mortes e 495.770 novos casos em 2020 em todo o mundo1. Nos EUA, o câncer de pâncreas representa atualmente a quarta principal causa de morte por câncer e, como o número de mortes devido a essa doença letal está aumentando rapidamente, estima-se que se torne a segunda principal causa de morte relacionada ao tumor em 20302.

Os possíveis tratamentos atualmente disponíveis normalmente incluem cirurgia, radioterapia e quimioterapia. No entanto, a maioria das terapias sistêmicas não conseguiu melhorar o prognóstico dos pacientes, mostrando benefícios clínicos limitados3. Atualmente, a ressecção cirúrgica, ou seja, a pancreatectomia, representa a única opção de tratamento amplamente aceita com potencial para aumentar a sobrevida em longo prazo. No entanto, apenas 20% dos pacientes são candidatos cirúrgicos adequados no momento do diagnóstico. Além disso, a complexidade e invasividade, bem como a estrita dependência do resultado geral da habilidade e experiência do operador restringem a aplicabilidade dessa abordagem de tratamento4. Portanto, novas estratégias terapêuticas estão surgindo5,6,7. Dentre eles, os procedimentos de termoablação demonstraram resultados animadores8: visam à redução do volume tumoral do câncer, para melhor controle local da doença, com o objetivo final de melhorar a sobrevida e a qualidade de vida9. A técnica de ablação a laser (LA), em particular, é um procedimento ablativo promissor à base de luz que se baseia no aumento da temperatura do tecido devido à conversão fototérmica da radiação do laser em calor. Os tecidos malignos, expostos à luz do laser, são, portanto, submetidos a um aumento de temperatura localizado e citotóxico, enquanto as estruturas saudáveis ​​circundantes são preservadas de danos térmicos10.

A taxa de eventos adversos para AL é menor do que com outras técnicas termais11,12 e, entre todas as modalidades de tratamento térmico, AL é o único que permite o uso de uma agulha mais fina (isto é, diâmetro < 1 mm10). De fato, o AL representa uma opção atraente para o tratamento de lesões focais em locais de alto risco, locais de difícil acesso ou nódulos múltiplos que diferem em tamanho. Essas vantagens estimulam a utilização do AL para o tratamento de órgãos com posições anatômicas delicadas, como o pâncreas, como testemunham estudos recentes sobre o AL guiado por ultrassom endoscópico em adenocarcinoma pancreático localmente avançado e irressecável13. No entanto, a aplicação clínica de AL para o tratamento do tecido pancreático ainda é dificultada pelo conhecimento limitado das propriedades físicas do pâncreas14,15 e pela necessidade de otimizar os parâmetros de configuração do procedimento4.