Designing and Evaluating a 109Cd based XRF System For Skin Iron Measurements: A Validation Study in Normal and Iron Overload Conditions
Notice bibliographique
Résumé
The health impact of iron (Fe) deficiency or excess on the human body can be severe. Existing clinical methods for assessing body Fe levels have limitations. This thesis focuses on the potential of measuring skin Fe concentrations using X-ray Fluorescence (XRF) to assess body Fe levels. A portable XRF instrument based on a silicon drift detector has been developed. The instrument was calibrated using water-based phantoms, achieving a minimum detection limit of 1.35 ± 0.35 ppm (Fe) with a measurement time of 1800 s and a radiation dose of 1.1 ± 0.1 mSv to the skin surface. The system accuracy was tested by measuring the skin Fe concentrations in 10 pig skin samples that were not loaded with Fe. The measured pig skin Fe ranged from approximately 8 to 14 ppm with an average value of 11 ppm. The XRF measurements were found to compare well with the results from Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy (ICP-MS) analysis of the same skin samples. The mean difference between the Fe levels as assessed by XRF and ICP-MS was not significant, measuring at 2.5 ± 4.6 ppm. Synchrotron µXRF mapping of 25 μm thick pig skin sections at a spatial resolution of 20 µm revealed Fe ‘hot spots’ through the skin, predominantly in the dermis, that were attributed to small blood vessels. The synchrotron map also showed that the Fe distribution in the skin peaks near the outer skin surface. Measurements by the system of this skin distribution were modelled using the Monte Carlo code EGS5 and indicated that if a highly elevated Fe layer is present at the surface, correction factors may be necessary for accurate estimation of skin surface Fe levels by the XRF system. The performance of the system was tested using rat skin samples obtained from animals dosed in vivo with varying amounts of Fe. The system was able to distinguish between skin samples from normal rats and rats dosed with 80 mg Fe2+ and between rats dosed with 80 mg Fe2+ and 160 mg Fe2+ (p = 0.001 and p=0.002, respectively). The instrument also exhibited a significant linear relationship between the measured rat skin Fe concentration and rat Fe dose (R2 = 0.84, p < 0.0001). Furthermore, the measurements were validated against a laboratory XRF system, a bulk tissue measurement system (R2 = 0.85, p < 0.0001). Overall, the work in this thesis highlights the promise of using portable XRF for precise and non-intrusive measurement of skin Fe levels in both Fe overload and Fe deficiency conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».