Summary
本文介绍了内部程序构建一个潜伏期多模态影像（TM）质量保证（QA）肿瘤大小测量动物的成像方式，如超声（US），计算机断层扫描（CT）和磁材料制成的组织模仿磁共振成像（MRI）。
Abstract
工作组倡导标准化标准分别为实体瘤的影像学评估，在抗肿瘤的药物治疗，在20世纪80年代和90年代，世界卫生组织（WHO）和实体瘤疗效评价标准（RECIST）。 WHO标准测量实体肿瘤的两维，，而RECIST测量使用只有一个尺寸，被认为是更具有可重复性1，2，3,4,5。这些标准已被广泛地用于成像的生物标志物作为唯一的，经美国食品和药物管理局（FDA）的6。为了测量肿瘤的抗肿瘤药物的反应，准确的图像，因此，需要健全的质量保证（QA）的程序和相应的QA虚线。
为了满足这一需求，构建一个潜伏期的多模态（超声（US），计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI））幻象组织模仿（TM）材料的基础上数量有限的靶病变RECIST需要修改美国一个Gammex的商业幻象7。 Lee 等人的附录演示程序的幻像制作7。在本文中，所有的协议都在一步一步地开始准备的硅胶模具铸造肿瘤模拟试验对象在幻象，准备TM材料的多模态成像程序引入，终于建设临床前的多模态QA幻像。本文的主要目的是提供协议允许任何人感兴趣独立构建自己的项目幻象。肿瘤大小测量的质量保证程序，RECIST，世界卫生组织和体积测量结果，测试对象在多个机构，使用这样的QA虚线的详细示出在Lee 等人8。
Introduction
评估肿瘤大小的变化是一个重要的评价抗肿瘤的药物中的活性肿瘤收缩率和疾病的进展9，10的端点。世界卫生组织（WHO）和固体肿瘤疗效评价标准（RECIST）评估肿瘤病变的解剖成像方式，如超声（US），计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）的编纂方法。 WHO标准，计算肿瘤的最大直径和最大垂直直径为目标区域在横向平面的商品4。 RECIST标准，与此相反，在横向平面的最长直径为有限数目的目标病变的总和来计算。尽管在肿瘤的治疗反应评估的兴趣不断增长，一直没有潜伏期的质量保证（QA）幻影/成像生物标志物的质量保证程序。
内容“考虑到肿瘤的尺寸测量，根据世界卫生组织的标准和/或RECIST成像生物标志物是唯一的，由美国食品和药物管理局（FDA）批准，任何其他成像生物标志物，李某等人的QA作为一个起点。设计和构造UTHSCSA / Gammex马克和马克合作与公司Gammex 7测量肿瘤大小为QA幻影。马克1，一个美国商业Gammex的幻象，幻象的修订版，因此，尺寸过大，以适应动物CT和MR扫描仪。也有一些工具在马克1幻象是不必要的肿瘤大小测量马克2幻像基础上，的RECIST这是最近期FDA批准的成像生物标志物的设计，然而，马克2幻像的大小MR扫描仪，CT和MR图像质量的幻影仍然过大，是不能接受的准确测量肿瘤大小7。QA幻像形容他收服重新设计以克服以前的幻影和使用修改组织模仿（TM）材料，在我们的实验室开发的协议。本文描述了细节协议虚线建设：首先，制备用于浇铸肿瘤模拟测试对象所需的模具硅胶用于组装旋转体旋转，以防止一个幻象引力沉降方法进行介绍。其次，协议，准备修改D'Souza 等人的“美国，CT和磁共振成像TM材料描述11。的TM材料的物理性能进行了测试，以确保在每一种模式中，TM材料为代表的各种方式获得的图像中所观察到的人体软组织，但结果是这里没有显示。第三，虚线建设的协议进行说明。最后，美国，CT和MR图像的幻影结果。
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Protocol
1。幻影设计
的潜伏期的多模态的一个画图虚线示出在图1 7，8。假体的大小是直径为38毫米和115毫米的长度，以允许在各种动物扫描器扫描的幻像。幻象包含五个肿瘤的模拟试验对象放置在虚线内的深度为10毫米（直径：14，10，7，4和2毫米）。
2。模具硅胶建设
硅胶模具，准备在本节7投肿瘤模拟试验对象。制备的硅胶模具所需的所有压克力板和棒切割精度为25微米的机加工车间在圣安东尼（UTHSCSA）得克萨斯大学健康科学中心大学。
- 五孔（直径：14，10，7，4，2毫米）为试验对象，另有五孔（直径：6毫米），对准棒两个丙烯酸基地板（尺寸：4.2厘米×11.5厘米×0.9厘米）（ 图2）。
- 剪切间隔对高度7，5，3.5，2和1毫米（大小：1.0厘米×5.5厘米）（ 图2）。
- 准备钢球（直径：14，10，7，4和2毫米，精度：2.5微米）。
- 将两个间隔对高度7毫米，底板到薄亚克力板顺序，使用C型夹（ 图2 C）并拧紧。
- 插入钢球，直径14毫米到14毫米的孔的基片和胶使用：JB KWIK（ 图2）。重复球的其余部分（ 图2 D）的程序和其他基板。需要注意的是在两块基板粘的钢球作为镜像7。
- 到每个基地，如篱笆用胶带将四个高2.5厘米的亚克力板（尺寸：2.5厘米×11.5厘米的两个板块和2.5厘米×4.2厘米，另外两个板块）（
- 将顶板（大小：4.2厘米×11.5厘米，五个孔直径为0.8厘米的10孔直径为1.2厘米的）在一个基板组件插入五丙烯酸棒（直径：0.8厘米，长度：0.5厘米），带1毫米的技巧，并插入五个对准棒（直径：0.9厘米，长5.0厘米）和，倒入硅胶（ 图3 A）。
- 亚克力杆插入到0.8厘米的孔，在顶板一路顶部的钢球和胶水他们使用硅胶胶水。然后插入对应杆插入孔中，在基板通过在顶板的较大的孔（ 图3 A）。
- 混合部分A的硅橡胶化合物与B部分中的比例为10〜1（重量）。
- 倒入到装配体的硅橡胶化合物和装配在室温下干燥约24小时（ 图3 B）。
3。肩大会
T“>从PVC管和烤肉店电机转子准备。- 碾末的螺栓，以适应电烤架电动机的孔。
- 接地螺栓拧紧的PVC管（长度：270毫米，内径：75毫米）的端部，用螺母和垫圈。
- 弯曲金属板和胶水他们到一个塑料板，使用JB KWIK支持PVC管和调节高度的PVC管7。
4。 TM材料制备
准备TM材料的协议修改那些在威斯康星州麦迪逊大学的在欧内斯特·L.·马德森博士的实验室和更多的细节开发Lee 等人 8,11。
4.1背景TM材料的制备
- 通过商业全脂牛奶（200毫升），通过20微米和10微米网状过滤器。
- 在过滤牛奶（100毫升），溶解硫柳汞（0.2克）。
- 使用室内真空，气体乳溶液，在室温下持续30秒。
- 将无水琼脂糖（2克）溶解在去离子水（18MΩ）（100毫升），在室温下。
- 添加1 -丙醇（7.9毫升）和硫酸钡（1克）的琼脂糖溶液。
- 脱气琼脂糖溶液，然后在95℃水浴中加热，直到琼脂糖溶液清除。
- 虽然琼脂糖溶液清除，在95℃水浴，炼乳在55℃水浴加热。
- 将熔融的琼脂糖溶液，在55℃的水浴中冷却下来。
- 一旦双方的解决方案是在55℃下，混合的琼脂糖溶液（50毫升），炼乳（50毫升）的比例为50〜50（体积），并慢慢搅拌该混合物中，接着由气泡从表面上移除。
- 添加乙二胺四乙酸（0.103克）和CuCl 2·2H 2 O（0.06克）的混合物中，随后充分搅拌以确保均匀性琼脂糖牛奶。
- 最后，添加玻璃珠（15- 直径为60微米，平均直径35微米）（0.1克）和搅拌最终混合物反复。在使用之前，玻璃珠浸泡在浓硝酸中24小时，以除去任何杂质，然后冲洗掉酸。
4.2测试对象TM材料的制备
测试对象TM材料制备以类似的方式作为背景TM材料，除了下面的组成差异：
- 通过商业全脂牛奶（20毫升），通过20微米和10微米网状过滤器。
- 在过滤牛奶（10毫升），溶解硫柳汞（0.02克）。
- 将干燥的琼脂糖（0.60克）溶解在去离子水（10毫升）和1 - 丙醇（0.79毫升）的溶液中室温下。
- 脱气琼脂糖溶液，然后在95℃水浴中加热，直到琼脂糖溶液清除。
- 虽然琼脂糖溶液清除，在95℃水浴，炼乳在55℃水浴加热。
- 一旦双方的解决方案是在55℃下，用炼乳（5毫升）的琼脂糖溶液（5毫升）混合，并慢慢搅拌该混合物中，接着由气泡从表面上移除。
- 然后添加EDTA（0.0017克）和CuCl 2·2H 2 O（0.0010克）琼脂糖牛奶充分搅拌。
5。多模态幻影大会
使用硅胶模具，下面的步骤完成的构造的多模态幻像。
- 无1毫米的孔的模具硅胶，将尼龙线沿球体的中心，然后把它粘在模具使用硅胶胶水（ 甲图4）的两端。
- 使用软毛刷，两个模具的表面上涂抹硅脂（ 图4）和组装两个模具使用对齐棒。
- 准备测试对象TM节中描述的材料4.2倒1毫米的孔的硅胶模具，用22号针头的注射器。
- 以允许测试对象来设置，存储模具在冰箱（5℃）下进行30分钟。
- 在每一侧的半筒状容器（长度：115毫米，直径：38毫米），使假体表面的深度为10毫米的两个孔为1毫米，在为了安装与测试对象的尼龙线。作出额外孔6毫米倒背景TM材料。
- 卸载测试对象用尼龙线从模具中（ 图4），然后将它们安装在半圆柱形的容器（ 图4）。
- 使用3M思高焊接DP-100和3M胶带，坚持薄的非导电铝（厚度0.12毫米）的丙烯酸容器上。座1毫米的孔，在丙烯酸类容器中，使用相同的胶（ 图4）。
- 迅速准备背景TM材料，慢慢倒入容器6毫米的孔用一个小塑料漏斗。
- 去除任何气泡，胶水后6毫米的孔使用3M苏格兰焊DP-100。
- 一旦组装，2 rpm，以4至5小时，在室温下的旋转器的旋转的幻像。
- 取出材料在幻象完全变硬后TM尼龙线。
6。多模态成像
幻象扫描在临床前超声，CT和MRI图像三种方式收购。 Lee 等人7，图 8中详细描述的摄像协议。
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Representative Results
图3和图5示出两个有机硅模具铸造试验对象，与多模态虚线分别。长×宽×每个模具的深度为109毫米×37毫米×21毫米和两个模具是相同的镜像对称。一模有1毫米的小孔，可以使用细针插入TM材料。每个模具有一个额外的五孔对齐棒。长×宽×深度的幻影是115毫米×38毫米×24毫米，其初始质量101.02克。假体的大小是足够的，以适应临床前的扫描仪。
收购。US，CT和MRI的影像， 如图6所示。测试对象和背景之间的对比度足以区分测试对象和测量它们的大小。没有任何图像中观察到严重的文物，除了小混响在美国图像。
图1。设计一个潜伏期的多模态的幻像。幻象，直径2，4，7，10和14毫米，在假体表面10毫米下有五个肿瘤的模拟试验对象。
图2。准备 5孔为测试对象，另有五孔对齐棒铸造模具硅胶答底板。B.间隔对高度，7，5，3.5，2和1毫米。C.胶合钢球使用薄亚克力板，隔板，底板和C型夹，底板胶合五个钢球。
无花果由图3。铸造模具硅胶程序。A.建筑底板组件，然后浇注硅化合物。B.硅胶模具。
图4。使用硅胶模具铸造试验对象的程序。硅胶模具铸造试验对象使用尼龙线，硅脂和对齐棒A.前的准备。B.测试对象在卸载前的硅胶模具。C.安装测试对象在丙烯酸容器。
图5。 à组织模仿材料制成的多模态幻象，幻象成各种动物的合适的扫描仪在多个机构。
图6。 A.美国B. CT和C T2加权图像的幻影图像不显示严重的文物气泡。测试对象和背景之间的对比度足够的尺寸测量。
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Discussion
这篇文章的目的是TM材料的多模态成像和构建潜伏期的多模态幻影作为QA工具准确测量肿瘤的大小，用不同的方式在多个机构提供的方法。正如前面所提到的，TM材料最初被开发为多幻影成像模态前列腺在威斯康星州麦迪逊大学的由欧内斯特·L.·马德森博士的实验室。我们修改Madsen的博士的我们自己的目的TM材料协议，以便有足够的测试对象和背景之间的对比度，并代表在美国，CT和MR图像的软组织的物理性质。幻象建设的方法，用我们自己的TM材料协议简要介绍了由Lee 等人的第一次7，8。在本文中，TM材料和幻象建设协议进行了详细讲解。
此前TM物质准备硅胶模具和肩定制在我们的实验室。由于硅胶模具可以在干燥过程中收缩，重要的是选择合适的模具制备有机硅化合物。我们测得的模具中的每个对象使用NIST可追踪卡钳后硬化，以确保有收缩率极小的直径。旋转体是必要的，以防止重力沉降的背景材料中的玻璃珠。
由于以下原因，7，11，12几种化学TM材料：牛奶作为人体组织具有相同的属性，牛奶中硫柳汞防止细菌入侵;网状过滤器去除任何杂质，可能已经采取在之前集中和商业包装牛奶;琼脂糖的接合材料和MR T2弛豫时间改性剂，去离子水不含有金属离子的自来水不同的弛豫时间降低，丙醇年末增加声音的速度r（下1484米/ s）的软组织（1,540米/秒）， 硫酸钡是CT造影增强的Cu 2 +的/ EDTA降低MR T1弛豫时间，玻璃珠是用于美国的对比度增强。在Lee 等人 8的图像中的对比度和物理性能进行了讨论。
TM材料测试对象应进行脱气，缓缓注入到1毫米的孔硅胶模具使用注射器，避免产生气泡在测试对象。一旦测试对象在硅胶模具铸造，应立即装入丙烯酸幻像和假体的顶部应覆盖并立即粘的测试对象，以防止脱水。
定期称重的幻影是必要的检查脱水。我们的研究结果表明，在我们的幻影8，这是可以接受的幻象应用是一个最大的1.68％在一年的减肥。这种损失可以纠正通过定期injectin的克整齐更换水。然而，在影像中的变化的减重效果，需要通过扫描的假体和周期性地测量测试对象的大小进行调查。同样重要的是在室温下，并远离湿气，以防止脱水，以保持幻像。
当前QA虚线不考虑典型的动物或人类肿瘤中观察到的形状的可变性。因此，幻象与不规则形状的测试对象，将需要建造和测试为我们未来的研究8。尽管如此，仍然可以使用的是当前的幻像用于其它目的， 例如，精确的成像系统的校准，测试的准确性，CT或MR系统的测量工具中，依此类推。它也可用于临床修改幻像大小。
对于肿瘤的大小测量QA使用幻象，小动物成像系统，有能力提供三维图像（宽度，长度和深度在图5）是必需的。准确的测量肿瘤大小，包括扫描幻影成像协议的质量保证程序已经开发8。对于图像质量的重现性，推荐使用，因为在相同的成像协议，包括本研究中使用的相同的MR线圈取决于成像造影成像参数。被称为成像协议的细节在我们以前的文章中7,8，它们都是基于小动物成像已使用UTHSCSA协议。本研究获得的美国，CT和MR图像有足够的对比度来测量测试对象的大小（ 图6）。然而，美国和CT图像的质量是不一样好，MR图像。在美国，更多的凝胶，应使用具有更好的幻像膜和换能器之间的接触的表面上。对于我们的图像的更好的对比度，在玻璃珠的量略有增加在背景TM编制的能可以使用，只要美国属性是对软组织的范围内。同样， 硫酸钡可以被添加到背景TM材料，以提高CT造影。另一种改善CT造影。将降低X射线管电压或管电流增加，但小动物的CT扫描仪用于修改这些管参数的选择有限。
RECIST，世界卫生组织和体积的测量结果这里没有显示的测试对象，因为它们是本文的范围。 Lee 等人简要介绍了实验数据的分析从三个独立的两个机构在美国，CT和MRI测量。三个测量值的测试对象的直径的标准偏差（SD）在UTHSCSA，范围从0至0.06毫米，0.01毫米至0.26毫米和0.01〜0.09毫米。US，CT和MRI，分别在三个相互垂直的方向，并在五个不同的直径。在UC丹佛，SDS介乎0.02至0.21毫米，0.01至0.31毫米，从0.06至0.29毫米，分别为美国，CT和MRI。进一步的信息显示在Lee 等 [7，8。另一个未来的研究将包括更多的观察员调查观察者间变异。
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Disclosures
没有利益冲突的声明。
Acknowledgments
作者感谢马德森博士在大学，威斯康星大学麦迪逊分校和CRISTEL梅雨在Gammex Inc TM材料上提供意见。马尔科姆·大卫·穆雷博士也感谢作者提供的方法来构造的幻影。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent/Material | |||
| PVC pipe | N/A | N/A | Home Depot |
| Bolt, nut, washer and metal plates | N/A | N/A | Home Depot |
| Acrylic plates and rods | N/A | N/A | Plastic supply in San Antonio, TX |
| Steel balls | Nordex, Inc. | AEC-M2-2, -4, -7, -10 and -14 | 2, 4, 7, 10 and 14 mm diameter |
| C-clamps | Adjustable Clamp | 1420-C | 2 inch length |
| Masking tape | 3M Industrial Adhesives and Tapes | 2600 | |
| Duct tape | 3M Industrial Adhesives and Tapes | S-3763SIL | |
| J-B KWIK | J-B WELD Co. | 380238 | |
| 3M Scotch-Weld Epoxy Adhesive | 3M Industrial Adhesives and Tapes | DP-100 | |
| Silicone grease | Permatex, Inc. | 22058 | |
| Silicone glue | DAP, Inc. | 688 | |
| Silicone rubber compound | Smooth-ON, Inc. | Smooth-SilTM950 Part A and B | A:B mix ratio = 10:1 by weight |
| Brush | N/A | N/A | Hobby Lobby |
| Syringe | Becton Dickinson | 309604 | 10 ml |
| Needle | Becton Dickinson | 305156 | 22-gauge 1.5 inch length |
| Funnel | N/A | N/A | |
| Mesh filters | Small parts, Inc. | CMN-0010-C and CMN-0020-C | 10 and 20 μm |
| Whole milk | N/A | N/A | HEB in San Antonio, TX |
| Thimerosal | Sigma-Aldrich Co. | T5125 | |
| Propanol | Sigma-Aldrich Co. | 33538 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich Co. | 431788 | |
| CuCl2 | Sigma-Aldrich Co. | 459097 | |
| Agarose | Sigma-Aldrich Co. | A0169 | |
| BaSO4 | Sigma-Aldrich Co. | B8675 | |
| Glass beads | Potters Industries, Inc. | 3000E | |
| PET/AL/LLDPE* | Pechiney Plastic Packaging, Inc. | Pechiney Spec 151 | Phantom cover material |
| *Polyethylene terephthalate/aluminum/linear low density polyethylene | |||
| Equipment | |||
| Rotisserie motor | Brinkmann | 812-7103-S | Home Depot |
| Water bath 1 | Precision, Inc. | Model: 282, Serial #: 601091552 | |
| Water bath 2 | VWR, Inc. | Model: 1212, Serial #: 08119606 | |
| Ultrasound | Visualsonics | Serial #: 770/120-259 | |
| CT | Gamma Medica-Ideas | Serial #: GR 0050 | |
| MRI | Bruker | Part #: W3301390, Serial #: 0030 |
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