Protocole d’imagerie et de caractérisation de Terahertz pour les tumeurs fraîchement excisées du cancer du sein

Ce protocole utilise l’imagerie térahertz et la spectroscopie pour évaluer les marges chirurgicales des tumeurs mammaires dans le but de réduire considérablement le besoin d’une deuxième chirurgie. L’imagerie térahertz peut être utilisée pour distinguer les tissus cancéreux des tissus non cancéreux en fonction de leurs propriétés optiques, d’une manière non ionisante et biologiquement sûre. Cette technique a été développée pour l’évaluation de marge de cancer du sein, mais elle est applicable à d’autres tumeurs pleines qui exigent l’excision chirurgicale et l’évaluation de marge.

Cette méthode permet l’imagerie de l’intérieur des blocs de tissu FFPE sans avoir besoin de tranchage physique, facilitant l’identification des marges tumorales à n’importe quelle profondeur précise. Ce protocole exige la performance d’étapes critiques telles que la manipulation des tissus et l’équilibrage des étapes qui peuvent être difficiles à comprendre sans démonstration visuelle. Avant de manipuler le tissu couvrir plateau en métal en acier inoxydable avec un sac de danger biologique et de placer tous les matériaux de laboratoire appropriés à portée de main du plateau couvert.

Ensuite, transférer l’échantillon de tumeur fraîche dans une boîte de Pétri sur le plateau et utiliser l’inspection brute pour sélectionner un côté de la tumeur qui est suffisamment plat et a peu de sang et peu de vaisseaux sanguins. Ensuite, placez le côté à l’image sur du papier filtre de première catégorie pour enlever tout milieu de demande excédentaire et pour dégager le tissu de liquide ou de sécrétions, repositionnant la tumeur à une tache sèche pendant que le papier sature. Tout en maintenant le séchage de la tumeur pendant cinq minutes, placez une plaque de polystyrène de 1,2 millimètre d’épaisseur sur la fenêtre de balayage dans un diamètre d’environ 37 millimètres et placez la fenêtre de balayage et la plaque de polystyrène sur le stade de l’échantillon de l’imageur Terahertz.

Dans la fenêtre principale, cliquez sur l’icône Fixed Point Scan pour activer les antennes Terahertz et pour commencer à envoyer et recevoir le signal Terahertz réfléchi à partir d’un seul point sur la plaque de polystyrène. Cliquez sur l’icône de dialogue Motor Stage. La fenêtre de contrôle moteur s’ouvrira.

Pour centrer l’impulsion réfléchie du polystyrène dans la fenêtre principale, cliquez sur les flèches optiques de l’axe de retard pour ajuster l’axe de retard optique. Cliquez sur le bouton Paramètres d’acquisition de données pour ouvrir la fenêtre Dialogue paramètres d’acquisition de données et modifier la valeur de retard optique de cinq à quatre volts. Ajustez la position verticale de l’étape de balayage avec l’échelle de micromètre, jusqu’à ce que le minimum de l’impulsion secondaire soit le plus fort et ajustez le retard optique de l’axe dans la fenêtre de commande moteur pour mettre la réflexion primaire en dehors de la portée du signal réfléchi mesuré.

Pour niveler l’étape de l’échantillon et enregistrer le signal de référence, cliquez sur le bouton de dialogue de commande moteur pour ouvrir la fenêtre de commande du moteur et repositionner le contrôle moteur et les fenêtres logicielles principales afin que le signal de domaine de temps soit visible tout en ajustant les positions du moteur. Pour niveler l’axe A à l’aide des étapes suivantes dans la fenêtre de commande moteur, modifiez la valeur de l’axe x de zéro à négatif 10 et appuyez sur Entrez. L’étape se déplacera vers la position moins 10 millimètres de l’axe A et un déplacement de la position du signal sera observé dans la fenêtre principale.

Utilisez l’échelle de micromètre réglable pour déplacer le pic minimum du signal vers la position verticale précédente et changer la valeur de l’axe A à plus 10. Cliquez sur Entrez. L’étape se déplacera vers la position plus 10 millimètres sur l’axe A et un changement dans le signal sera observé à nouveau.

Notez que la direction et la distance que le signal a déplacées de sa position précédente et de changer la valeur de l’axe A de retour à moins 10. Le signal revient à la position verticale d’origine. Faites pivoter la vis de nivellement sur l’axe A de l’étape de balayage et déplacez le signal pour doubler la distance dans la même direction, la scène déplacée de la position d’origine.

Utilisez le micromètre sur l’étape de balayage pour déplacer le signal vers la position d’origine et répéter l’ajustement jusqu’à ce que le signal à plus 10 et moins 10 sont égaux dans le pic pour les deux positions est concentré à la position d’origine. Une fois que le nivellement de l’axe A a été atteint, changez la valeur de l’axe A à zéro et répétez la même procédure pour l’axe B. Une fois que les deux axes ont été nivelés, remettre les axes A et B à zéro millimètre, enfermer la fenêtre de commande moteur, puis vérifier que le signal est dans sa position d’origine au cas où il s’est déplacé un peu.

Pour enregistrer ce signal comme référence dans la fenêtre Propriétés d’acquisition de données, modifiez la valeur moyenne à cinq et laissez tous les autres paramètres à leurs paramètres par défaut. Cliquez ensuite sur nouvelle référence. Le compteur moyen comptera de zéro à 20.

Une fois que le compteur atteint 20, changer la valeur moyenne en un seul et cliquez sur OK. Le signal réfléchi du polystyrène sera enregistré comme référence pour toutes les analyses ultérieures. Lorsque tous les paramètres ont été définis, transférez la fenêtre d’imagerie du stade de balayage à la zone de manipulation des tissus et montez la tumeur sur la plaque de polystyrène. Enlevez les bulles d’air dans la tumeur avec des pinces à épiler ou roulez doucement l’échantillon sur le polystyrène jusqu’à ce que les lacunes d’air soient réduites au minimum.

Placez les espaceurs absorptives à intervalles réguliers autour de l’échantillon d’essai et placez une autre plaque de polystyrène au-dessus de la tumeur. Appuyez doucement sur la surface de la tumeur aussi plat que possible et ruban adhésif sur la tumeur et l’arrangement de plaque de polystyrène dans la fenêtre de l’échantillon. Une surface plate de tissu et un bon contact avec la plaque de polystyrène sont essentiels car les bulles d’air, l’excès de fluide et une surface inégale peuvent ruiner l’imagerie de tissu de tumeur.

Retournez la fenêtre de l’échantillon et prenez des photos de la tumeur pour garder un enregistrement de son orientation. Retournez la fenêtre de l’échantillon à l’étape de numérisation et cliquez sur le bouton de dialogue des paramètres d’image pour ouvrir la fenêtre paramètres d’acquisition d’image. Définissez les valeurs de l’axe un minimum, de l’axe un maximum, de l’axe deux minimum et de l’axe deux maximum pour enfermer complètement la position de la tumeur dans la fenêtre d’imagerie.

Réglez l’axe un pas et l’axe deux étapes à 0,2 millimètres pour l’analyse d’imagerie. Ensuite, sous le menu Mesurez, sélectionnez l’analyse Flyback 2D et créez un dossier et un nom de fichier sous lesquels enregistrer les données d’analyse dans la fenêtre pop up. Dans cette analyse, un carcinome ductal infiltrant de catégorie un à deux obtenu d’une femme de 49 ans par l’intermédiaire de la procédure gauche de chirurgie de lumpectomy de sein a été évalué.

En corrélant l’image de Terahertz avec l’image pathologique, il était clair que la région cancérologique présentait une réflexion plus élevée que la région grasse. L’imagerie tomographique a révélé qu’à mesure que la fréquence augmentait les valeurs calculées du coefficient d’absorption du cancer dans les pixels gras augmentait, les pixels cancéraux montrant des valeurs plus élevées que la graisse aux deux fréquences. En revanche, l’indice réfractif des deux tissus a diminué à mesure que la fréquence augmentait.

L’analyse de spectroscopie de transmission de la même tumeur indique un bon accord pour la gamme de fréquence du coefficient d’absorption extrait et de l’index réfractif pour les deux sections extraites de la tumeur. Notez qu’une manipulation insuffisante du tissu peut conduire à des résultats d’imagerie trompeurs, résultant par exemple en suggérant une plus grande présence de cancer dans la tumeur en raison de la présence d’excès de liquide dans l’échantillon de tumeur non séchée. Une caractérisation supplémentaire peut être effectuée sur les données d’image de Terahertz afin d’obtenir des informations sur les propriétés dépendantes de la fréquence du tissu et une analyse statistique peut être effectuée pour la segmentation automatisée de l’image.

Cette technique a mené au développement des algorithmes d’imagerie et de spectroscopie pour étudier les signatures du carcinome ductal in situ, pour différencier des tumeurs de qualité inférieure des tumeurs mortelles de qualité élevée. Rappelez-vous, pour manipuler les tissus cancéreux et la solution formaline avec prudence et que tous les éléments du système ou des outils qui contactent le tissu tumoral doivent être nettoyés ou jetés de façon appropriée.