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2015 conference-paper

An empirical approach to estimate near-infra-red photon propagation and optically induced drug release in brain tissues

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3Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The purpose of this study is to develop an alternate empirical approach to estimate near-infra-red (NIR) photon propagation and quantify optically induced drug release in brain metastasis, without relying on computationally expensive Monte Carlo techniques (gold standard). Targeted drug delivery with optically induced drug release is a noninvasive means to treat cancers and metastasis. This study is part of a larger project to treat brain metastasis by delivering lapatinib-drug-nanocomplexes and activating NIR-induced drug release. The empirical model was developed using a weighted approach to estimate photon scattering in tissues and calibrated using a GPU based 3D Monte Carlo. The empirical model was developed and tested against Monte Carlo in optical brain phantoms for pencil beams (width 1mm) and broad beams (width 10mm). The empirical algorithm was tested against the Monte Carlo for different albedos along with diffusion equation and in simulated brain phantoms resembling white-matter (μs’=8.25mm-1, μa=0.005mm-1) and gray-matter (μs’=2.45mm-1, μa=0.035mm-1) at wavelength 800nm. The goodness of fit between the two models was determined using coefficient of determination (R-squared analysis). Preliminary results show the Empirical algorithm matches Monte Carlo simulated fluence over a wide range of albedo (0.7 to 0.99), while the diffusion equation fails for lower albedo. The photon fluence generated by empirical code matched the Monte Carlo in homogeneous phantoms (R2=0.99). While GPU based Monte Carlo achieved 300X acceleration compared to earlier CPU based models, the empirical code is 700X faster than the Monte Carlo for a typical super-Gaussian laser beam.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
An empirical approach to estimate near-infra-red photon propagation and optically induced drug release in brain tissues
Date Crossref
02/03/2015
Éditeur
SPIE
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Purdue University West Lafayette pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Harvard University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Northwestern University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Purdue Univ. School of Health Sciences (United States) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Martinos Ctr. for Biomedical Imaging pays non établi dans la notice
    Institution
  • Feinberg School of Medicine pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Purdue University West Lafayette, Harvard University et Northwestern University, avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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