Name: Phantoms Tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 5 s
Description: Aprende a utilizar imágenes de fluorescencia en infrarrojo cercano para guiar la localización intraoperatoria de tumores en cirugía de cáncer de mama mediante phantoms tisulares. Esta técnica mejora la evaluación de márgenes quirúrgicos.

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Este trabajo fue apoyado por una beca de la fundación Jan Kornelis de Cock.

1. Crear Silicona Moldes para Inclusiones Tumor-simulando <ol><li> Recoge objetos sólidos de la forma deseada y el tamaño que puede servir de modelo para las inclusiones de tumores simular, por ejemplo, cuentas o bolitas. </li><li> Limpiar a fondo los modelos de tumores. Para asegurar una fácil extracción del molde de silicona, los modelos tumorales pueden ser rociadas con spray anti-adherente o cubiertas con una capa delgada de vaselina o cera de abejas. </li><li> Coloque cada modelo en una plaza amurallada delgada caja separada (plástico) con una superficie lisa. Si es necesario, fijar el modelo en la parte inferior de la caja para mantenerla en posición. Utilice una caja que es ligeramente más grande que el modelo de tumor en sí para evitar el desperdicio de cantidades excesivas de silicona. </li><li> Vierta la cantidad requerida de componente de silicona A en un bol y añadir el componente de silicona B en una proporción de 10: 1 en peso. Mezclar bien ambos componentes. Opcionalmente, una bomba de vacío se puede utilizar para eliminar las burbujas de aire de la mezcla de silicona. </li><li> Suavemente pour la mezcla de silicona en la caja de plástico para evitar que queden atrapadas burbujas de aire. La mezcla de silicona debe ser procesada dentro de 45 minutos para obtener resultados óptimos. </li><li> Deje que la mezcla de silicona solidifique durante al menos 6 horas antes de cortar el molde y retirar el modelo de tumor. Opcionalmente, el molde de silicona puede ser cortado en un patrón de zigzag para permitir que se ajuste de nuevo juntos limpiamente. La fuerza máxima de la silicona se obtiene después de 3 días. </li></ol> 2. Crear una Solución salina tamponada con Tris <ol><li> Crear una solución salina tamponada con Tris (TBS) mediante la adición de solución de 6,1 g (50 mM) y 8,8 g de Tris (150 mM) NaCl a 800 ml de agua desionizada. </li><li> Añadir 1,0 g (15 mmoles) de NaN 3 para bloquear la oxigenación de la hemoglobina (paso 3.3 y 4.4) y para inhibir el crecimiento bacteriano. PRECAUCIÓN: NaN 3 es un veneno grave. Puede ser fatal en contacto con la piel o por ingestión. La toxicidad de este compuesto es comparable a la de cianuros alcalinos solubles y la dosis letal para un humano adultoes de aproximadamente 0,7 g. Siempre siga las instrucciones de seguridad según lo previsto por el fabricante. </li><li> Ajustar el pH a 7,4 y llevar el volumen a 1000 ml con agua desionizada. </li></ol> 3. Crear fluorescentes Inclusiones <ol><li> Añadir 2 g de agarosa a 50 ml de TBS desde el paso 2. El punto de fusión más alto de agarosa en comparación con la gelatina (paso 4.2) impedirá que las inclusiones de la disolución y la fuga de colorante fluorescente cuando se coloca en gelatina fundida. Opcionalmente, la cantidad de agarosa añadido puede ser alterada para 1 o 3 g para obtener más blandos palpables o inclusiones tumorales, respectivamente. </li><li> Calentar la suspensión de agarosa usando un horno de microondas hasta que se alcanza el punto de ebullición. Mezcle bien hasta que la agarosa se disuelva completamente. </li><li> Añadir 1,1 g (17 mmol) de hemoglobina y 5 ml de Intralipid 20% disuelto en 50 ml de TBS a la mezcla de agarosa con agitación constante para asemejarse a las características ópticas del tejido circundante del pecho fantasma (paso 4). </li><li> Añadir 20,0 mg (250,8 mol) del colorante fluorescente verde de indocianina a 83,8 ml de agua desionizada. Asegúrese de que el colorante se disuelve completamente. </li><li> Pipetear 5,0 ml de esta solución y agregarla a la mezcla de agarosa para obtener una concentración final de 14 mM. Opcionalmente, otros tintes fluorescentes que ICG se pueden utilizar si se desea con su propio concentración óptima. </li><li> Llenar con cuidado los moldes de silicona creados en el paso 1 con la mezcla de agarosa caliente usando una jeringa (Figura 1A). Repita este proceso hasta que se hayan cubierto todos los moldes. </li><li> Deje que las inclusiones fluorescentes se solidifican a temperatura ambiente durante aproximadamente una hora. Proteja las inclusiones de luz cubriendo todo el molde con papel de aluminio. </li><li> Después de la solidificación, abrir suavemente el molde y presione a cabo la inclusión (Figura 1B). Opcionalmente, utilice la punta de la jeringa para aplicar pequeñas gotas de mezcla de agarosa fundida en la superficie de la inclusión. Al repetir este proceso varias veces en la misma ubicación, pequeña maespuelas mor se pueden crear para simular tumores infiltrantes. </li><li> Proteja las inclusiones de agarosa de la luz y la deshidratación envolviéndolos en papel de aluminio y almacenarlos en un contenedor de almacenamiento húmeda a 4 ° C. NOTA: El uso de concentraciones de colorante fluorescentes inferiores o superiores a la óptima concentración conocida voluntad tanto resultado de la intensidad de la señal fluorescente disminuida. La reducción aparentemente contradictorio en intensidad de la señal con el aumento de concentraciones de colorante por encima de la concentración de colorante fluorescente es óptima debido a un fenómeno conocido como enfriamiento brusco. Al evaluar la profundidad de penetración máxima de un tinte fluorescente en fantasmas, utilizando la concentración óptima es obligatorio. </li></ol> 4. Crear Phantoms mama <ol><li> Obtener un molde con forma de copa para crear fantasmas de mama del tamaño deseado y el volumen, por ejemplo, un recipiente de vidrio o plástico. El molde debe tener una superficie lisa para evitar la forma de gelatina se adhiere al molde. A volum moldee de 500 ml creará fantasmas de mama de tamaño suficiente. </li><li> Para crear un fantasma de mama con un volumen de 500 ml, añadir 50 g de gelatina 250 bloom a 500 ml de TBS (paso 2). Calentar la suspensión de gelatina a 50 ° C bajo agitación constante. </li><li> Una vez que la gelatina se disuelva por completo, dejar que la mezcla de la gelatina enfríe gradualmente y mantenerlo a una temperatura constante de 35 ° C usando un baño de agua caliente. </li><li> Bajo agitación constante, añadir 5,5 g (85 mmol) de hemoglobina bovina y 25 ml de Intralipid 20% para simular la absorción y la dispersión de los fotones en el tejido, respectivamente. </li><li> Preenfriado el molde en forma de copa a 4 ° C durante al menos 1 h. A continuación, se vierte la mezcla de la gelatina en el molde a un nivel que corresponde a la profundidad predefinida de la inclusión de tumores simulando de agarosa (Figura 1C). Deje que la mezcla de la gelatina solidificar a 4 ° C durante 30 minutos a una hora. </li><li> Después de la solidificación, posicionar un fluorescente inclusión de agarosa-simulando tumor en la superficie de<html> el fantasma y temporalmente fijan la inclusión con una pequeña aguja. Hasta un máximo de tres inclusiones fluorescentes tumorales de simulación se pueden incorporar en un solo fantasma mama. Espacio suficiente (por lo menos 5 cm) debe mantenerse entre inclusiones tumorales-simulando individuales (Figura 1D). </li><li> Verter el resto de la mezcla de gelatina caliente en el volumen restante del molde, lo que permite la adherencia de ambas capas sin crear artefactos de refracción. Marque la ubicación de las inclusiones de tumores simulando fluorescentes en el molde. Que el fantasma solidificar O / N a 4 ° C. </li><li> Una vez solidificado, retire las agujas usadas para la fijación temporal de las inclusiones y retire suavemente el fantasma del pecho de su molde (Figura 1E). Proteja el fantasma de mama de la luz y la deshidratación envolviéndolo en papel de aluminio y guárdelo en un recipiente de almacenamiento humidificada a 4 ° C. </li></ol><html> ure 1 &quot;fo: contenido-width =&quot; &quot;src =&quot; 5in / files / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Figura 1. etapas secuenciales de la creación de fantasmas de mama que contienen inclusiones de tumores simulando fluorescentes. Después de crear moldes de silicona de la forma y tamaño deseados, los moldes se llenan con la mezcla de agarosa derretida usando una jeringa (A). Inclusiones tumorales-simulando de diferente tamaño y forma se produjeron en el estudio actual (B). A continuación, una capa delgada de la mezcla de gelatina fundida se vierte en un molde de madera recubierto de mama personalizado (C). Después de la solidificación, las inclusiones de tumores simulando están posicionados, fijada temporalmente, y se cubren con otra capa de la mezcla de gelatina fundida (D). Después de la solidificación, el fantasma de mama se retira suavemente de su molde (E). El fantasma se puede aplicar para la simulación de diferentes aplicaciones de imagen NIRF (F).ref = &quot;archivos / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg /&quot; target = &quot;_blank&quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 5. Ajuste el sistema de cámara NIRF <ol><li> Se requiere un sistema de cámaras de NIRF para la aplicación intraoperatoria para la simulación de imágenes NIRF apuntado en la cirugía del cáncer de mama. Varios sistemas de imágenes NIRF para imágenes NIRF intraoperatoria en tiempo real están disponibles actualmente para su uso en investigación. Aunque existen algunas diferencias entre estos dispositivos, todos ellos contienen una fuente de luz de excitación (para la excitación de las inclusiones fluorescentes tumorales) y un dispositivo de formación de imágenes de alta sensibilidad para la detección de fotones emitidos. </li><li> Asegúrese de utilizar una fuente de luz de excitación de una longitud de onda suficiente. Para inclusiones de tumores que contienen la simulación de ICG, utilizar una fuente de luz de excitación (por ejemplo, láser) que emite fotones entre 750 y 800 nm. Si se usa un colorante fluorescente alternativa, la longitud de onda de excitación se debe ajustar conforman la ma<html> instrucciones del nufacturer. </li><li> En caso de que el sistema de cámaras de NIRF contiene un filtro de emisión para filtrar las señales de fondo no deseados, asegúrese de que se utiliza el filtro correcto. Para inclusiones tumorales-simulando que contienen ICG, utilice un filtro de emisión entre 800 y 850 nm. Colorantes fluorescentes alternativas pueden requerir diferentes filtros de emisión, dependiendo de las instrucciones de los fabricantes. NOTA: Asegúrese de que no es cero superposición entre la excitación y las longitudes de onda de emisión para evitar imágenes sobresaturadas. Además, el tiempo de adquisición de la imagen podría tener que ser ajustada para obtener imágenes fluorescentes óptimos. En el caso de inclusiones fluorescentes profundamente arraigadas o señales fluorescentes débiles, tiempo de adquisición de la imagen se puede aumentar hasta varios segundos a min. En el caso de inclusiones superficiales o señales fluorescentes fuertes, el tiempo de adquisición se puede disminuir hasta varios milisegundos para permitir la formación de imágenes de fluorescencia de velocidad de vídeo en tiempo real. </li></ol>e &quot;&gt; 6. Simulación de Aplicaciones NIRF de imagen en la cirugía del cáncer de mama <ol><li> Tome el fantasma de mama con simulación de tejidos de su recipiente y colocarlo en una superficie plana no fluorescente. A continuación, coloque el dispositivo de imágenes NIRF encima del fantasma del pecho, dejando una distancia de trabajo suficiente para la escisión de las inclusiones de tumores simulando. </li><li> Localizar la inclusión fluorescente tumor-que simula el uso de imágenes y / o la palpación de la mama fantasma NIRF. En caso de no señal fluorescente se puede detectar, la inclusión se coloca ya sea demasiado profunda en el espectro para la detección o el tiempo de adquisición de la imagen se debe aumentar. </li><li> Una vez que la inclusión se localiza, una incisión en la mama fantasma y eliminar la inclusión tumor-simulando en tiempo real NIRF-orientación mediante instrumentos quirúrgicos convencionales. Por otra parte, la inclusión puede ser extirpado conducida sólo por inspección visual y palpación de la mama fantasma para simular el estándar de atención. </li><li> Directamente después de la eliminaciónla inclusión de tumor-simulando, la imagen de la cavidad quirúrgica para cualquier actividad fluorescente restante indicando la escisión inadecuada. </li><li> En caso de cualquier actividad fluorescente restante, cortar el remanente inclusión bajo la guía directa NIRF hasta que no quede ninguna señal fluorescente. </li><li> Imagen de los fragmentos extirpados fantasma para simular la evaluación del estado margen macroscópico guiada por NIRF. A este fin, cortar el tejido fantasma en 3 - 5 placas mm y la imagen de las placas en consecuencia. La señal de fluorescencia que alcanza en los márgenes quirúrgicos indica la existencia de márgenes quirúrgicos positivos. </li></ol>

<ol><li>Bellon, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ACR+Appropriateness+Criteria%C2%AE+Conservative+Surgery+and+Radiation+-+Stage+I+and+II+Breast+Carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22The+Breast+Journal%22%5BJournal%5D)">ACR Appropriateness Criteria® Conservative Surgery and Radiation - Stage I and II Breast Carcinoma.</a> The Breast Journal. 17 (5), 448-455 (2011).</li>
<li>Kaufmann, M., Morrow, M., Von Minckwitz, G., Harris, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Biedenkopf+Expert+Panel+Members.+Locoregional+treatment+of+primary+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer%22%5BJournal%5D)">The Biedenkopf Expert Panel Members. Locoregional treatment of primary breast cancer.</a> Cancer. 116, 1184-1191 (2010).</li>
<li>Pleijhuis, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Obtaining+adequate+surgical+margins+in+breast-conserving+therapy+for+patients+with+early-stage+breast+cancer%3A+current+modalities+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22The+Annals+of+Surgical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Obtaining adequate surgical margins in breast-conserving therapy for patients with early-stage breast cancer: current modalities and future directions.</a> The Annals of Surgical Oncology. 16, 2717-2730 (2009).</li>
<li>Singletary, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+margins+in+patients+with+early-stage+breast+cancer+treated+with+breast+conservation+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Surgical margins in patients with early-stage breast cancer treated with breast conservation therapy.</a> American Journal of Surgery. 184 (5), 383-393 (2002).</li>
<li>Jacobs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive+margins%3A+the+challenge+continues+for+breast+surgeons%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Positive margins: the challenge continues for breast surgeons.</a> Annals of Surgical Oncology. 15 (5), 1271-1272 (2008).</li>
<li>Krekel, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excessive+resections+in+breast-conserving+surgery+a+retrospective+multicentre+study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Breast+Journal%22%5BJournal%5D)">Excessive resections in breast-conserving surgery a retrospective multicentre study.</a> The Breast Journal. 17 (6), 602-609 (2011).</li>
<li>Wood, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Close%2Fpositive+margins+after+breast-conserving+therapy%3A+additional+resection+or+no+resection%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Breast%22%5BJournal%5D)">Close/positive margins after breast-conserving therapy: additional resection or no resection?</a> Breast. 22, 115-117 (2013).</li>
<li>Van Dam, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+tumor-specific+fluorescence+imaging+in+ovarian+cancer+by+folate+receptor-%CE%B1+targeting%3A+first+in-human+results%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Intraoperative tumor-specific fluorescence imaging in ovarian cancer by folate receptor-α targeting: first in-human results.</a> Nature Medicine. 17 (10), 1315-1319 (2011).</li>
<li>Pleijhuis, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+fluorescence+%28NIRF%29+imaging+in+breast-conserving+surgery%3A+assessing+intraoperative+techniques+in+tissue-simulating+breast+phantoms%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Surgical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Near-infrared fluorescence (NIRF) imaging in breast-conserving surgery: assessing intraoperative techniques in tissue-simulating breast phantoms.</a> European Journal of Surgical Oncology. 37 (1), 32-39 (2011).</li>
<li>Baeten, J., Niedre, M., Dunham, J., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+fluorescent+materials+for+Diffuse+Fluorescence+Tomography+standards+and+phantoms%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Development of fluorescent materials for Diffuse Fluorescence Tomography standards and phantoms.</a> Optics Express. 15 (14), 8681-8694 (2007).</li>
<li>Luker, G. D., Luker, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging%3A+current+applications+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Optical imaging: current applications and future directions.</a> Journal of Nuclear Medicine. 49 (1), 1-4 (2007).</li>
<li>Keereweer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+image-guided+surgery+-+Where+do+we+stand%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical image-guided surgery - Where do we stand?</a> Molecular Imaging Biology. 13 (2), 199-207 (2011).</li>
<li>Themelis, G., Yoo, J. S., Soh, K. S., Shulz, R., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+intraoperative+fluorescence+imaging+system+using+light-absorption+correction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Real-time intraoperative fluorescence imaging system using light-absorption correction.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (6), 064012(2009).</li>
<li>Themelis, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+surgical+vision+by+using+real-time+imaging+of+%CE%B1v%CE%B23-integrin+targeted+near-infrared+fluorescent+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Enhancing surgical vision by using real-time imaging of αvβ3-integrin targeted near-infrared fluorescent agent.</a> Annals of Surgical Oncology. 18 (12), 3506-3513 (2011).</li>
<li>De Grand, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-like+phantoms+for+near-infrared+fluorescence+imaging+system+assessment+and+the+training+of+surgeons%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Tissue-like phantoms for near-infrared fluorescence imaging system assessment and the training of surgeons.</a> Journal of Biomedical Optics. 11 (1), 014007(2006).</li>
<li>Intes, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-domain+optical+mammography+SoftScan%3A+initial+results%5BTitle%5D)+AND+%22Academic+Radiology%22%5BJournal%5D)">Time-domain optical mammography SoftScan: initial results.</a> Academic Radiology. 12 (10), 934-947 (2005).</li>
<li>Kirsch, D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spatially+and+temporally+restricted+mouse+model+of+soft+tissue+sarcoma%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">A spatially and temporally restricted mouse model of soft tissue sarcoma.</a> Nature Medicine. 13 (8), 992-997 (2007).</li>
<li>Tafreshi, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+detection+of+breast+cancer+lymph+node+metastasis+using+carbonic+anhydrases+IX+and+XII+targeted+imaging+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Noninvasive detection of breast cancer lymph node metastasis using carbonic anhydrases IX and XII targeted imaging probes.</a> Clinical Cancer Research. 18 (1), 207-219 (2012).</li>
<li>Nguyen, Q. T., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence-guided+surgery+with+live+molecular+navigation+-+a+new+cutting+edge%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cancer%22%5BJournal%5D)">Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation - a new cutting edge.</a> Nature Reviews Cancer. 13 (9), 653-662 (2013).</li>
<li>Orosco, R. K., Tsien, R. Y., Nguyen, Q. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+imaging+in+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Reviews+in+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Fluorescence imaging in surgery.</a> IEEE Reviews in Biomedical Engineering. 6, 178-187 (2013).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Hemos simulado potenciales aplicaciones clínicas de BCS guiadas-NIRF a través de la utilización de fantasmas de mama en forma de inclusiones con tumores simulando integrados. Localización intraoperatoria del tumor, la resección tumoral guiada por NIRF, la evaluación de la extensión de la cirugía, y la evaluación postoperatoria de los márgenes quirúrgicos fueron encontrados factible el uso de un sistema de cámaras de NIRF costumbre-construir. La detección no invasiva de inclusiones fluorescentes simulando tumor era sólo ...

La cirugía conservadora de la mama (BCS) seguida de radioterapia es el tratamiento estándar para los pacientes con cáncer de mama T1-2 carcinoma de mama 1,2. Las imprecisiones en la evaluación intraoperatoria de la medida de resultado de la cirugía en los márgenes quirúrgicos positivos en 20 a 40% de los pacientes que se sometieron a BCS, necesitando intervención quirúrgica adicional o 3,4,5 radioterapia. Aunque la resección extensa del tejido mamario sano adyacente podría reducir la frecuencia de los márgenes quirúrgicos positivos, esto también obstaculizará resultado cosmético y aumentar 6,7 comorbilidad. Por lo tanto, se necesitan nuevas técnicas que proporcionan retroalimentación intraoperatoria en la localización del tumor primario y la extensión de la cirugía. Imágenes ópticas, en particular, la fluorescencia de infrarrojo cercano de imágenes (NIRF), podría reducir la frecuencia de los márgenes quirúrgicos positivos siguientes BCS, proporcionando al cirujano una herramienta para la localización de tumores pre e intraoperatoria en rtiempo eal. Recientemente, nuestro grupo informó sobre la primera prueba en humanos de imágenes de fluorescencia tumor-específica en pacientes con cáncer de ovario, que muestra la viabilidad de esta técnica para detectar tumores primarios y metástasis intraperitoneales con alta sensibilidad 8. Antes de proceder a los estudios clínicos en pacientes con cáncer de mama, sin embargo, la viabilidad de las diversas aplicaciones de imágenes NIRF tumorales orientada en BCS puede ya ser evaluado preclínicamente utilizando fantasmas. El siguiente protocolo de investigación describe el uso de imágenes NIRF en fantasmas de mama con simulación de tejidos que contienen inclusiones de tumores simulando fluorescentes 9. Los fantasmas proporcionan una herramienta barata y versátil para simular la resección localización del tumor antes y intraoperatoria, en tiempo real guiado-NIRF tumor, la evaluación del estado de los márgenes quirúrgicos, y la detección de la enfermedad residual. Los fantasmas gelatinosos tienen propiedades elásticas similares a los tejidos humanos y se pueden cortar usando s convencionalinstrumentos urgical. Durante el procedimiento quirúrgico simulado, el cirujano se guía por la información táctil (en el caso de inclusiones palpables) y la inspección visual del campo operatorio. Además, se aplica de imágenes NIRF para proporcionar al cirujano retroalimentación en tiempo real intraoperatoria de la extensión de la cirugía. Debe hacerse hincapié en que la imagen NIRF requiere el uso de colorantes fluorescentes. Idealmente, los colorantes fluorescentes se deben utilizar que emiten fotones en el rango espectral del infrarrojo cercano (650 a 900 nm) para minimizar la absorción y la dispersión de fotones por moléculas fisiológicamente abundantes en el tejido (por ejemplo, hemoglobina, lípidos, elastina, colágeno, y agua) 10,11. Por otra parte, la autofluorescencia (es decir, la actividad de fluorescencia intrínseca en los tejidos debido a las reacciones bioquímicas en las células vivas) se reduce al mínimo en el rango espectral del infrarrojo cercano, resultando en óptimas proporciones tumor a fondo 11. Conjugando NIRF tiñe de tumor-targerestos TED (por ejemplo, anticuerpos monoclonales), la administración dirigida de los tintes fluorescentes se pueden obtener para aplicaciones de imágenes intraoperatorias. Como el ojo humano es insensible a la luz en el rango espectral del infrarrojo cercano, se requiere un dispositivo de cámara altamente sensible para la formación de imágenes NIRF. Varios sistemas de imágenes NIRF para uso intraoperatorio se han desarrollado hasta el momento 12. En el presente estudio, se utilizó un sistema de imagen de generación personalizada NIRF que fue desarrollado para la aplicación intraoperatoria en colaboración con la Universidad Técnica de Munich. El sistema permite la adquisición simultánea de imágenes en color e imágenes de fluorescencia. Para mejorar la exactitud de las imágenes de fluorescencia, un esquema de corrección se aplica para las variaciones en la intensidad de la luz en el tejido. Una descripción detallada se proporciona por Themelis et al. 13

<table><tbody><tr><td>Hemoglobina bovina</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>H2500</td><td>Simula la absorción de fotones en el tejido&nbsp;</td></tr><tr><td>Intralipid 20%</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>I141</td><td>Simula la dispersión de fotones en el tejido</td></tr><tr><td>Silicona A translúcida 40 (silicona de poliadición de 2 componentes)</td><td>NedForm, Geleen, Países Bajos</td><td></td><td>El paquete consta de componentes A y B, que deben mezclarse uno a uno (A:B=10:1).&nbsp; Enlace a la página del fabricante: http://tinyurl.com/ncjq7jx Gelatina</td></tr><tr><td>250 Bloom</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>48724</td><td>Construcción de maniquíes en forma de mama</td></tr><tr><td>Agarosa</td><td>Hispanagar, Burgos, España</td><td></td><td>Construcción de inclusiones simuladoras de tumores</td></tr><tr><td>Tris</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>T1503&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>258148</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países Bajos</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>NaN3</td><td>Merck, Darmstadt, Alemania</td><td>822335</td><td>ATENCIÓN: envenenamiento grave. La toxicidad de este compuesto es comparable a la de los cianuros alcalinos solubles y la dosis letal para un humano adulto es de aproximadamente 0,7 gramos.</td></tr><tr><td>Ejemplos de dispositivos de imagen NIRF para aplicaciones intraoperatorias:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plataforma de imágenes T2 NIRF&nbsp;</td><td>SurgVision BV, Heerenveen, Países Bajos</td><td></td><td>Sistema de imágenes NIRF personalizado utilizado en el estudio actual. Más detalles disponibles en www.surgvision.com</td></tr><tr><td>Ojo fotodinámico</td><td>Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH, Herrsching am Ammersee, Alemania</td><td>PC6100</td><td>www.iht-ltd.com</td></tr><tr><td>Kit de sistema de imagen FLARE</td><td>The FLARE Foundation Inc, Wayland, MA, EE. UU.</td><td></td><td>www.theflarefoundation.org</td></tr><tr><td>Fluobeam</td><td>Fluoptics, Grenoble, Francia</td><td></td><td>www.fluoptics.com</td></tr><tr><td>Cámara</td> <td>de mano ArtemisQuest Medical Imaging BV, Middenmeer, Países Bajos</td><td></td><td>www.quest-mi.com</td></tr><tr><td>Ejemplos de tintes fluorescentes NIRF para aplicación intraoperatoria:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Verde de indocianina</td><td>ICG-PULSION,&nbsp; Feldkirchen, Alemania</td><td>PICG0025DE&nbsp; &nbsp;</td><td>Tinte fluorescente de grado clínico para imágenes NIRF utilizado en el presente estudio. Más detalles disponibles en</td></tr><tr><td>www.pulsion.com IRDye 800CW NHS Ester</td><td>LI-COR Biosciences, Lincoln, NE, USA</td><td>929-70021</td><td>www.licor.com</td></tr></tbody></table>

phantoms tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

Las imprecisiones en la localización tumoral intraoperatoria y la evaluación de resultado quirúrgico estado de los márgenes en el resultado subóptimo de la cirugía conservadora de la mama (BCS). Imágenes ópticas, en particular, imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIRF), podría reducir la frecuencia de los márgenes quirúrgicos positivos siguiente BCS, proporcionando al cirujano una herramienta para la localización de tumores pre e intraoperatoria en tiempo real. En el estudio actual, el potencial de BCS guiada por NIRF se evalúa usando fantasmas en periodo de simulación de tejidos por razones de fines de normalización y formación. Fantasmas de mama con características ópticas comparables a los de los tejidos normales de mama se utilizan para simular la cirugía conservadora de la mama. Se incorporaron Tumor-simulando inclusiones que contienen el colorante fluorescente verde de indocianina (ICG) en los fantasmas en ubicaciones predefinidas y la imagen de la localización del tumor antes y intraoperatoria, la resección del tumor guiada por NIRF en tiempo real, guiada por NIRFEvaluación de la extensión de la cirugía, y la evaluación postoperatoria de los márgenes quirúrgicos. Una cámara NIRF personalizada se utilizó como un prototipo clínica para los propósitos de formación de imágenes. Fantasmas mamarios que contienen inclusiones de tumores simulando ofrecen una herramienta sencilla, barata y versátil para simular y evaluar imágenes de tumores intraoperatoria. Los fantasmas gelatinosos tienen propiedades elásticas similares a los tejidos humanos y se pueden cortar usando instrumentos quirúrgicos convencionales. Además, los fantasmas contienen hemoglobina y Intralipid para imitar la absorción y la dispersión de los fotones, respectivamente, creando propiedades ópticas uniformes similares a tejido mamario humano. El principal inconveniente de formación de imágenes NIRF es la profundidad de penetración limitada de los fotones cuando se propaga a través del tejido, lo que dificulta (no invasivo) de formación de imágenes de tumores profundos con las estrategias de epi-iluminación.

Los resultados de este estudio han sido reportados previamente en otro lugar 9. Nuestros datos muestran que la imagen NIRF se puede aplicar para detectar inclusiones tumorales-simulando fluorescentes en fantasmas en periodo de simulación de tejidos, la simulación de la cirugía conservadora de la mama guiada por NIRF en pacientes con cáncer de mama. Usando nuestro modelo fantasma, encontramos localización intraoperatoria del tumor, la resección del tumor guiada por NIRF, la evaluac...

Las imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano (NIRF) pueden mejorar el resultado terapéutico de la cirugía de cáncer de mama al permitir la localización intraoperatoria del tumor y la evaluación del estado del margen quirúrgico. Mediante el uso de maniquíes de mama que simulan tejidos que contienen inclusiones fluorescentes que simulan tumores, se pueden evaluar las posibles aplicaciones clínicas de las imágenes NIRF en pacientes con cáncer de mama con fines de estandarización y capacitación.

Phantoms Tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

El objetivo general de este procedimiento es simular las aplicaciones de imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano en la cirugía conservadora de la mama utilizando tejido como los maniquíes mamarios. Esto se logra creando primero inclusiones fluorescentes similares a tumores de diferente tamaño y forma. El segundo paso es integrar las inclusiones fluorescentes en maniquíes con forma de mama con características ópticas similares al tejido mamario humano.A continuación, se aplica el sistema de imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano para guiar al cirujano intraoperatoriamente en la localización y extirpación de la inclusión similar al tumor fluorescente. El paso final es explorar el margen de la cavidad quirúrgica para detectar la presencia de enfermedad residual después de la extirpación de la inclusión similar al tumor fluorescente. Si corresponde, el cirujano puede extirpar el tejido tumoral restante guiado por el sistema de imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano.La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes como el TAC de cama o la RM, es que la fluorescencia en el infrarrojo cercano. Las imágenes ópticas proporcionan imágenes de alt

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La tomografía de fluorescencia difusa ofrece un enfoque relativamente de bajo costo y alto potencial de toda la...

Guiada por tomografía computarizada dominio del tiempo de fluorescencia difusa tomografía en pequeños animales para la localización de biomarcadores de cáncer

Este documento describe los procedimientos internos de la construcción de una multimodalidad preclínica fantasma hecho de tejido que imita (TM) materiales para la garantía de calidad (QA) de la medida del tamaño del tumor en las modalidades de imágenes de animales como la ecografía (EE.UU.), la tomografía computarizada (CT) y magnético resonancia magnética (MRI).

Construcción de un Phantom multimodalidad preclínicos Utilización de los materiales de tejidos que imitan para la Garantía de la Calidad en la medida del tamaño del tumor

Fantasmas de tejido óptico son herramientas esenciales para la calibración y caracterización de sistemas de proyección de imagen ópticos y validación de modelos teóricos. Este artículo detalla un método para la fabricación de fantasma que incluye replicación de propiedades ópticas del tejido y estructura tridimensional del tejido.

Fabricación y caracterización de tejido óptico fantasmas que contiene macroestructura

Ortotópico inyección intracraneal de células del tumor se ha utilizado en la investigación del cáncer para el estudio de la biología del tumor de cerebro, evolución, evolución y respuesta terapéutica. Presentamos la tomografía molecular fluorescencia de xenoinjertos tumorales, que proporciona en tiempo real imágenes intravital y cuantificación de un tumor masivo en modelos preclínicos de glioblastoma.

Tomografía Molecular de la fluorescencia para obtener imágenes In Vivo de xenoinjertos de Glioblastoma

Aquí, demostramos cómo fantasmas ópticos imitan tejido basado en la agarosa se hacen y cómo sus propiedades ópticas se determinan usando un sistema óptico convencional con una esfera de Ulbricht.

Basado en la agarosa tejido imitando fantasmas ópticos para espectroscopia de reflectancia difusa

Este trabajo preestablece un protocolo avanzado para evaluar con precisión la carga del tumor mediante la detección de señales de proteína fluorescente verde y bioluminiscencia, así como la integración de la técnica de detección molecular cuantitativa.

Estudio del triple cáncer de mama negativo con el modelo de cáncer de mama ortotópico

El recubrimiento de espín, la impresión de polirreactores y el modelado de deposición fundida están integrados para producir fantasmas heterogéneos multicapa que simulan las propiedades estructurales y funcionales del tejido biológico.

Impresión 3D multimodal de fantasmas para simular tejido biológico

Los tumores de cáncer de mama humanorecién exhalados se caracterizan por espectroscopia de terahercios e imágenes siguiendo protocolos de manejo de tejidofresco. El posicionamiento del tejido se tiene en cuenta para permitir una caracterización eficaz, al tiempo que se proporciona un análisis de manera oportuna para futuras aplicaciones intraoperatorias.

Protocolo de imágenes y caracterización de Terahertz para tumores de cáncer de mama recién extirpados

Este protocolo describe la fabricación de un cráneo específico del paciente, cerebro y fantasma tumoral. Utiliza la impresión 3D para crear moldes, y el alcohol polivinílico (PVA-c) se utiliza como material de imitación de tejido.

Fabricación fantasma de alcohol polivinílico específica del paciente con ultrasonido y contraste de rayos X para la planificación de la cirugía de tumor cerebral

En este artículo se presenta el protocolo para la preparación de maniquíes de tejido tumoral que replican propiedades ópticas para la terapia fototérmica plasmónica. En él se detalla la preparación de maniquíes, las evaluaciones fototérmicas y la validación del modelo numérico desarrollado basado en mediciones de temperatura fototérmica para evaluar parámetros terapéuticos, ofreciendo una alternativa ética y rentable a los estudios in vivo para las pruebas preliminares.

Terapia fototérmica plasmónica contra el cáncer: fantasmas que imitan el tejido tumoral incrustados en nanopartículas para visualizar la distribución de la temperatura fototérmica

Aprende a utilizar imágenes de fluorescencia en infrarrojo cercano para guiar la localización intraoperatoria de tumores en cirugía de cáncer de mama mediante phantoms tisulares. Esta técnica mejora la evaluación de márgenes quirúrgicos.

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Phantoms Tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama

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