Les tumeurs fraîchement excisées de cancer du sein humain sont caractérisées par la spectroscopie et l’imagerie de terahertz suivant des protocoles frais de manipulation de tissu. Le positionnement des tissus est pris en considération pour permettre une caractérisation efficace tout en fournissant une analyse en temps opportun pour les futures applications peropératoires.
Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.
Article de méthode
Protocole d’imagerie et de caractérisation de Terahertz pour les tumeurs fraîchement excisées du cancer du sein
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
Ce manuscrit présente un protocole pour manipuler, caractériser et imager les tumeurs mammaires humaines fraîchement excisées à l’aide de techniques d’imagerie et de spectroscopies pulsées de térahertz. Le protocole implique le mode de transmission terahertz à l’incidence normale et le mode de réflexion terahertz à un angle oblique de 30 degrés. Les données expérimentales recueillies représentent les impulsions de domaine temporel du champ électrique. Le signal de champ électrique terahertz transmis par un point fixe sur le tissu excisé est traité, par un modèle analytique, pour extraire l’index réfractiv et le coefficient d’absorption du tissu. Utilisant un scanner de moteur de stepper, l’impulsion émise de terahertz est réfléchie à partir de chaque pixel sur la tumeur fournissant une image planaire de différentes régions de tissu. L’image peut être présentée dans le domaine du temps ou de la fréquence. En outre, les données extraites de l’index réfractiv et le coefficient d’absorption à chaque pixel sont utilisés pour fournir une image tomographique terahertz de la tumeur. Le protocole démontre une différenciation claire entre les tissus cancéreux et les tissus sains. D’autre part, ne pas adhérer au protocole peut entraîner des images bruyantes ou inexactes en raison de la présence de bulles d’air et de restes fluides sur la surface tumorale. Le protocole fournit une méthode pour l’évaluation des marges chirurgicales des tumeurs mammaires.
Introduction
L’imagerie et la spectroscopie de Terahertz (THz) ont connu une croissance rapide au cours de la dernière décennie. Le développement continu d’émetteurs THz plus efficaces et plus cohérents de l’ordre de 0,1 à 4 THz a fait croître leurs applications de manière significativede 1. Un domaine où THz a montré la promesse et la croissance significative est le domaine biomédical2. Le rayonnement THz s’est avéré non ionisant et biologiquement sûr aux niveaux de puissance généralement utilisés pour analyser les tissus fixes3. En conséquence, l’imagerie et la spectroscopie THz a été utilisée pour classer e....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Protocole
Ce protocole suit toutes les exigences établies par le département de la santé et de la sécurité environnementales de l’Université de l’Arkansas.
1. Mettre en place la zone de manutention des tissus
- Prenez un plateau en métal en acier inoxydable et couvrez-le avec le sac biorisque comme le montre la figure 1. Toute manipulation des tissus biologiques sera effectuée dans la zone du plateau (c.-à-d. la zone de manipulation des tissus).
- Préparer des pinces de laboratoire, des lingettes de tissu, des essuie-tout, un pack de papier filtre, des bouteilles de teinture de tissu, une bouteille d’eau ....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Résultats
Les résultats d’imagerie de THz18 obtenus suivant le protocole susmentionné du spécimen humain de tumeur de cancer du sein #ND14139 reçus de la biobanque sont présentés dans la figure 9. Selon le rapport de pathologie, la tumeur #ND14139 était un carcinome canalaire infiltré de catégorie d’I/II (IDC) obtenu d’une femme de 49 ans par l’intermédiaire d’une procédure gauche de tumorectomie de sein. La photographie de la tumeur est montrée dans la fig.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Discussion
L’imagerie efficace de la réflexion THz des tissus frais dépend principalement de deux aspects critiques : 1) la bonne considération de la manipulation des tissus (sections 2 et 4.15); et 2) la configuration de la scène (principalement la section 4.11). Un séchage insuffisant du tissu peut entraîner une réflexion accrue et une incapacité à visualiser les régions en raison de réflexions élevées de la DMEM et d’autres fluides. Pendant ce temps, un mauvais contact tissulaire avec la fenêtre d’imagerie crée des anneaux ou de.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas de conflit d’intérêts.
Remerciements
Ces travaux ont été financés par le Prix des National Institutes of Health (NIH) - R15CA208798 et en partie par le Prix de la National Science Foundation (NSF) no 1408007. Le financement du système THz pulsé a été obtenu par l’entremise du Prix NSF/IRM no 1228958. Nous reconnaissons l’utilisation de tissus achetés par l’Échangeur national de recherche sur les maladies (NDRI) avec le soutien de la subvention U42OD11158 des NIH. Nous reconnaissons également la collaboration avec l’Oklahoma Animal Disease Diagnostic Laboratory à l’Université d’État de l’Oklahoma pour la conduite de la procédure d’histopathologie sur tous les tissus manipulés dans ce travail.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 70 % d’alcool isopropylique | VWR | 89108-162 | Contient 70 % d’isopropanol de qualité USP et 30 % d’eau déminéralisée de qualité USP |
| Détergent en poudre Alconox | VWR | 21835-032 | Détergent concentré pour éliminer les contaminants organiques du verre, du métal, de l’acier inoxydable, de la porcelaine, de la céramique, du plastique, du caoutchouc et de la fibre de verre |
| Sacs à risque biologique | Fisher Scientific | 19-033-712 | Sacs de remplacement pour conteneurs de déchets contaminés approuvés par Justrite FM |
| Porte-carton | N/A | N/A | Scrap de carton pour garder intact le visage d’imagerie tissulaire lorsqu’il est immergé dans du formol |
| Tubes à centrifuger | VWR | 10026-078 | Tubes à centrifuger avec capuchons plats, à fond conique, en polypropylène, stériles, |
| Écouvillons en coton | Walmart | 551398298 | Q-tips Cotons-tiges originaux utilisés pour teindre le |
| tissu Alcool éthylique | VWR | 71002-426 | KOPTECH Alcool éthylique anhydre pur (non dénaturé) (200 proof/100 %) |
| Lunettes de protection oculaire | VWR | 89130-918 | Kimberly-clark lunettes de sécurité professionnelles |
| Masque facial | VWR | 95041-774 | DUKAL Corporation masques chirurgicaux |
| Papier filtre | Sigma Aldrich | Z240087 | Whatman grade 1 filtres en cellulose |
| Solution de formol | Sigma Aldrich | HT501128-4L | 10 % de formol tamponné neutre |
| Tumeurs humaines fraîchement excisées (carcinome canalaire filtrant (IDC))Échange | national de recherche sur les maladies (biobanque NDRI | N/A | Un protocole est signé avec le NDRI pour le type de tumeurs requis |
| IRADECON Solution d’eau de Javel | VWR | 89234-816 | Solution d’eau de Javel d’hypochlorite de sodium pré-diluée |
| Lingettes KIMTECH SCIENCE | VWR | 21905-026 | Kimberly-clark professional Kim wipes |
| Blouse de laboratoire | VWR | 10141-342 | Ce numéro de catalogue concerne les pelages de taille moyenne |
| Pince à épiler de laboratoire/pince | VWR | 82027-388 | Toute pince à épiler de laboratoire peut être utilisée tant qu’elle n’endommage pas le tissu |
| Porte-échantillon liquide (deux fenêtres en quartz avec une entretoise en téflon de 0,1 mm) | TeraView, Ltd | N/A | Fenêtres en quartz de 1 » de diamètre et 0,1452 » d’épaisseur |
| Gants de main en nitrile | VWR | 82026-426 | Ce numéro de catalogue concerne les gants de taille moyenne |
| Bouteille d’azote | Airgas | NI UHP300 | AZOTE UHP GR 5.0 TAILLE 300 |
| Essuie-tout | VWR | 14222-321 | Feuilles de 11 » x 8,78 », 1 pli |
| Parafilm | VWR | 52858-076 | Thermoplastique flexible. Feuille roulée et imperméable enroulée avec du papier pour éviter l’auto-adhérence. |
| Boîte de Pétri | VWR | 470210-568 | VWR Boîte de Pétri, glissante, Mono Plaque (fond non divisé) |
| Plaque de polystyrène | Home Depot | 1S11143A | ~ Pièce carrée de 10 cm x 10 cm découpée à partir d’une feuille de styrène non éblouissante de 11 » x 14 » x 0,05 |
| Logiciel ScanAcquire Logiciel | TeraView, Ltd | N/A | Logiciel système pour les mesures d’imagerie par réflexion THz |
| Lame à profil bas en acier inoxydable (#4689) | VWR | 25608-964 | Tissue-Tek Accu-Edge Lames de microtome jetables |
| Plateau en métal en acier inoxydable | Quick Medical | 10F | Polar Ware Plateaux d’instruments médicaux en acier inoxydable Colorants |
| marquage tissulaire | Ted Pella, Inc | Colorant jaune #27213-1 Colorant rouge #27213-2 Colorant bleu #27213-4 | Utilisé pour orienter les échantillons de tissus excisés envoyés au laboratoire d’histopathologie |
| TPS Spectra 3000 | TeraView, Ltd | N/A | Système d’imagerie et de spectroscopie THz |
| TPS Logiciel Spectra | TeraView, Ltd | N/A | Logiciel système pour les mesures de spectroscopie de transmission THz |
Références
- Burford, N. M., El-Shenawee, M. O. Review of terahertz photoconductive antenna technology. Optical Engineering. 56 (1), 010901(2017).
- Sun, Q., et al. Recent advances in terahertz technology for biomedical applications. Quantitative Imaging ....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Réimpressions et autorisations
