Objective: Monitoring dynamic changes during vascular targeted photodynamic therapy (V-PDT) for port-wine stains (PWS) is crucial for achieving an optimal therapeutic outcome. The present investigation is a preliminary research study designed to quantify and monitor the vascular parameters, e.g., blood volume fraction (BVF) and oxygen saturation (StO 2 ), of a PWS lesion by using diffuse reflectance spectroscopy (DRS) before and during V-PDT. Material and methods: A portable DRS detection system was developed with an appropriate source-detector distance of 520 μm for fiber-optic probe. The diffuse reflectance spectra from 450 to 800 nm in specific regions of interest (ROIs) within a PWS lesion were recorded before and 3, 5, 10, 15, and 20 min during V-PDT. In order to extract the optical properties and vascular parameters of the PWS lesion, a modified well-known diffusion theory model with a correction factor for the vessel package effect was employed to analyze the steady state-diffuse reflectance spectra. Results: The corrected reflectance spectra of the PWS lesion can be fitted very well with the modified diffusion theory model. Differences in pretreatment values of BVF and StO 2 as well as changes in these parameters were observed between two ROIs during V-PDT. Conclusion: The ability of using DRS for quantifying and monitoring the BVF and StO 2 of a PWS lesion has been assessed. The preliminary data suggest that the clinical V-PDT efficiency is affected by the heterogeneity of the PWS lesion. DRS may have the potential to characterize the PWS lesion and to monitor V-PDT response.
ZusammenfassungZiel: Die Überwachung dynamischer Veränderungen wäh-rend der gezielt-vaskulären photodynamischen Therapie (vascular targeted photodynamic therapy, V-PDT) von Feuermalen ist für das Erreichen eines optimalen Therapieerfolgs von entscheidender Bedeutung. Die vorliegende Untersuchung ist eine vorläufige Forschungsstudie zur Quantifizierung und Überwachung von Gefäßparame-tern, wie z. B. Blutvolumenanteil (BVF) und Sauerstoffsät-tigung (StO 2 ), mittels diffuser Reflexionsspektroskopie (DRS) vor und während der V-PDT von Feuermalen. Material und Methoden: Es wurde ein tragbares DRSMesssystem mit faseroptischer Sonde und geeignetem Quelle-Detektor-Abstand von 520 μm entwickelt. Im Wellenlängenbereich von 450 bis 800 nm wurden für spezifische Bereiche (regions of interest, ROIs) innerhalb eines Feuermals diffuse Reflexionsspektren vor sowie 3, 5, 10, 15 und 20 min während der V-PDT aufgezeichnet. Um die stationären diffusen Reflexionsspektren zu analysieren und daraus die optischen Eigenschaften und Gefäß-parameter des untersuchten Feuermals extrahieren zu Brought to you by | New York University Bobst Library Technical Services Authenticated Download Date | 7/4/15 4:33 AM 274 Z. Qiu et al.: Monitoring V-PDT for port-wine stains with DRS können, wurde das bekannte Diffusionstheoriemodell mit einem Korrekturfaktor für den Gefäßüberlagerungseffekt modifiziert. Ergebnisse: Die korrigierten Reflexionsspektren des untersuchten Fe...