Tissue response of radiation therapy assessed by electrical impedance spectroscopy (EIS) in subcutaneous tumours in rats.

• The present investigation aims to evaluate the possibility of using bio-impedance spectrometry to measure tumour and tissue response to radiation therapy. Bio -impedance measurements performed with CythorLab™ equipped with a signal generator with a known high output impedance and signal measuring device able to measure the voltage applied by the generator. The control unit triggers the signal generator that generates an MLS-sequence. The same control unit process the signal that simultaneously measured by the voltage-recording device. An FFT analysis performed to obtain the magnitude of the real and imaginary parts of the impedance spectrum. The effect of various numbers of fractions of radiation therapy (RT) on the impedance measured with surface plate electrodes investigated in male rats of the Fischer-344 strain with rat glioma N32 tumours implanted subcutaneously on the flank. Tumours produced by injecting 100 000 N32 tumour cells just below the skin. Tumours were treated about four weeks after injection when a solid tumour has developed with a diameter of 1-1.5 cm. Before treating the tumours, animals anaesthetised, and the fur over the tumour shaven and carefully to ensure good electrical contact between electrodes and skin. The electrical impedance dispersion of tissue modelled with an RC-equivalent circuit from which collective impedance parameters corresponding the cell membranes, Rm Cm intra -cellular resistance, Ri, and extra-cellular resistance R0.Impedance measurements performed over a tumour before irradiation to 5 Gy and every minute after the irradiation up to 8 minutes. A slight increase of impedance, and with a time constant of 10 minutes. The growth might be due to dry skin after irradiation or a decrease of tumour vascularity during the treatment. The capacitance of the cell membrane related to the characteristic frequency fc does not change significantly before and after radiation exposure. A special parameter, the "Loss Change Index" (LCI) which defined to vary between zero if there is no change in the phase angle and one if the phase angle after exposure approach zero. LCI reach an extreme at the characteristic frequency. The LCI value recorded at the characteristic frequency fc varied with the accumulated absorbed dose and fitted to a sigmoidal dose/response relationship.

• Föreliggande undersökning syftar till att utvärdera möjligheten att använda bioimpedansspektrometri för att mäta tumör- och vävnadsrespons på strålterapi. Bioimpedansmätningar utförda med CythorLab ™ utrustade med en signalgenerator med en känd högutgångsimpedans och signalmätanordning som kan mäta spänningen som appliceras av generatorn. Styrenheten utlöser signalgeneratorn som genererar en MLS-sekvens. Samma styrenhet behandlar signalen som samtidigt mätes av spänningsregistreringsenheten. En FFT-analys utfördes för att erhålla storleken på de verkliga och imaginära delarna av impedansspektret.Effekten av olika antal fraktioner av strålterapi (RT) på impedansen uppmätt med platt elektroder undersökta i han-råttor av Fischer-344-stammen med råttgliom N32-tumörer implanterade subkutant på flanken. Tumörer som produceras genom att injicera 100 000 N32-tumörceller strax under huden. Tumörer behandlades ungefär fyra veckor efter injektion när en fast tumör har utvecklats med en diameter på 1-1,5 cm. Innan du behandlar tumörerna bedövade djuren och pälsen över tumören rakades och försiktigt för att säkerställa god elektrisk kontakt mellan elektroder och hud.Den elektriska impedansdispersionen av vävnad modellerad med en RC-ekvivalent krets från vilken kollektiva impedansparametrar motsvarar cellmembranen, Rm Cm intracellulärt motstånd, Ri och extracellulärt motstånd R0.Impedansmätningar utförda över en tumör före bestrålning till 5 Gy och varje minut efter bestrålningen upp till 8 minuter. En liten ökning av impedansen och med en tidskonstant på 10 minuter. Tillväxten kan bero på torr hud efter bestrålning eller minskad tumö-vaskularitet under behandlingen. Kapacitansen hos cellmembranet relaterad till den karakteristiska frekvensen fc förändras inte signifikant före och efter strålningsexponering. En speciell parameter, "Loss Change Index" (LCI) som definierade att variera mellan noll om det inte finns någon förändring i fasvinkeln och en om fasvinkeln efter exponering närmar sig noll. LCI når en extremitet vid den karakteristiska frekvensen. LCI-värdet registrerat vid den karakteristiska frekvensen fc varierade med den ackumulerade absorberade dosen och anpassades till ett sigmoidalt dos vs responsförhållande.

Ämnesord

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Klinisk medicin -- Radiologi och bildbehandling (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Clinical Medicine -- Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging (hsv//eng)

Nyckelord

radiation therapy

bio-impedance spectrometry

tissue response

rat glioma, N32

N32 tumours

subcutaneous

60Co-gamma irradiation

RC-circuit model

cell membranes

dose vs /response relation.

Radiation therapy

Bio-impedance spectrometry

Tissue response

CythorLab

Rat glioma

N32 tumours

Subcutaneous

60Co-gamma irradiation

RC-circuit model

Cell membranes

Dose/response relation

Publikations- och innehållstyp

art (ämneskategori)

vet (ämneskategori)