בנייה של פנטום multimodality Preclinical שימוש בחומרים רקמות-מחקים לאבטחת איכות במדידת גודל גידול
29 ביולי 2013
מאמר זה מתאר את ההליכים בתוך הבית של בניית multimodality פרה פנטום עשוי מרקמות חיקוי (TM) של חומרים להבטחת איכות (QA) של מדידת גודל גידול בשיטות הדמיה של בעלי חיים כגון אולטרסאונד (US), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) ומגנטיים דימות תהודה מגנטית (MRI).
המטרה הכוללת של הליך זה היא לבנות פנטום אבטחת איכות רב-מודאלי למדידה מדויקת של גודל הגידול. ראשית, הפוך את אובייקט הבדיקה לחומר המחקה רקמות ויצוק את חפצי הבדיקה באמצעות תבניות סיליקון. הרכיבו את חפצי הבדיקה במיכל חצי גלילי והדבקו אלומיניום דק שאינו מוליך.
לאחר מכן, הפוך את רקמת הרקע לחומר המחקה ושפך אותו למיכל. כעת אטמו את הפנטום בחוזקה וסובבו אותו במסובב. תוצאה זו היא פנטום רב-מודאלי עם פוטנציאל לדמות במדויק גידולים מידע טכני על בניית ה-qa הרב-מודאלי.
פנטום מוגבל. הבנייה מאתגרת ללמידה בגלל הדיוק הגבוה הנדרש בגודל אובייקטי הבדיקה המגרים גידול. סרטון זה מדגים את השלבים החשובים בבניית הפנטום.
ראשית, הוסף 20 מיליליטר חלב מלא מסחרי לכוס. לאחר מכן העבירו את החלב דרך פילטר של 20 מיקרומטר, ולאחר מכן דרך מסנן רשת של 10 מיקרומטר. לאחר מכן, ממיסים 0.02 גרם מריסול זה ב -10 מיליליטר מהחלב ומערבבים אותו לאט.
כעת באמצעות ואקום ביתי מסירים את תמיסת החלב למשך 30 שניות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, ממיסים 0.6 גרם ארוס יבש ב -10 מיליליטר מים נטולי יונים בטמפרטורת החדר, ומערבבים לאט. לאחר מכן הוסף 0.79 מיליליטר של פרופנול אחד.
לאחר הסרת תמיסת ה-ARO, מחממים אותה באמבט מים של 95 מעלות צלזיוס עד שתמיסת האגרו צלולה. בינתיים מחממים את החלב המרוכז באמבט מים של 55 מעלות צלזיוס. כאשר תמיסת ה-ARO נראית ברורה, העבירו את תמיסת ה-ARO המותכת לאמבט המים של 55 מעלות צלזיוס.
לאחר שיווי משקל ל-55 מעלות צלזיוס, שלבו חמישה מיליליטר תמיסת אגרו עם חמישה מיליליטר חלב מרוכז וערבבו לאט את התערובת. לאחר מכן הוסיפו 1.7 מיליגרם של EDTA ומיליגרם אחד של נחושת כלוריד לתערובת החלב של אגרוס וערבבו הומוגניות על תבנית הסיליקון ללא חורים של מילימטר אחד. חבר חוט ניילון לאורך מרכז הכדורים והדביק אותו בשני קצוות התבנית.
בעזרת מברשת רכה מורחים שומן סיליקון על פני שתי תבניות ומרכיבים שתי תבניות באמצעות מוטות יישור וגומיות. כעת, הזרקו לאט את רקמת אובייקט הבדיקה המחקה חומר דרך החורים המילימטריים של תבנית הסיליקון, באמצעות מחט בגודל 22 של מזרק כדי למנוע בועות אוויר. לאחר מכן יש לאחסן את התבניות במקרר למשך כ-30 דקות עד שאובייקט הבדיקה מתייצב.
לאחר מכן, פרקו את חפצי הבדיקה מהתבנית והעבירו את חוט הניילון דרך החורים המילימטריים בצד אחד של המיכל הגלילי. חזור על זה עבור הצד השני. לאחר מכן הרכיבו את חפצי הבדיקה במיכל באמצעות ריתוך סקוטש DP 100 וסרט דביק אלומיניום דק שאינו מוליך על המיכל האקרילי.
חסום את החורים של מילימטר אחד במיכל האקרילי באמצעות אותו דבק כדי להכין את החומר המחקה את רקמת הרקע. מסננים חלב מסחרי כמו קודם ואז ממיסים 0.2 גרם מריסול ב-100 מיליליטר מהחלב המסונן ומערבבים לאחר מכן דגה את תמיסת החלב למשך 30 שניות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, ממיסים שני גרם של ארוס יבש ב 100 מיליליטר מים נטולי יונים ב -7.9 מיליליטר של פרופנול אחד וגרם אחד של בריום גופרתי.
לאחר מכן מערבבים לאט לאחר הסרת הגז של תמיסת ה-ARO. מחממים אותו באמבט מים של 95 מעלות צלזיוס עד שתמיסת ה-ARO צלולה. בינתיים מחממים את החלב המרוכז באמבט מים של 55 מעלות צלזיוס.
העבירו את תמיסת האגרו המותכת לאמבט המים של 55 מעלות צלזיוס. לאחר שיווי משקל ל-55 מעלות צלזיוס, שלבו 50 מיליליטר תמיסת ARO עם 50 מיליליטר חלב מרוכז. מערבבים לאט את התערובת.
לאחר מכן הוסיפו לתערובת הארוס 103 מיליגרם של EDTA ו-60 מיליגרם של נחושת כלוריד, ולאחר מכן ערבוב מספיק. מוסיפים 0.1 גרם חרוזי זכוכית ומערבבים. ואז שופכים לאט את התערובת דרך חור שישה מילימטר של המיכל.
לאחר הסרת בועות אוויר, הדביקו את החור של שישה מילימטר באמצעות ריתוך סקוטש DP 100. לאחר ההרכבה, סובב את הפנטום בשני סל"ד במסובב למשך ארבע עד חמש שעות. בטמפרטורת החדר, הסר את חוט הניילון לאחר שהרקמה המחקה חומרים בפנטום מתקשה לחלוטין.
הפנטום נסרק כעת באולטרסאונד פרה-קליני, CT ו-MRI והתמונות נרכשות בשלוש אופנים. מוצגים כאן חפצי בדיקה בקוטר משתנה שנוצקו באמצעות תבניות סיליקון. אין בועות אוויר באף אובייקט בדיקה.
לפנטום הרב-מודאליות הפרה-קליני הזה יש חמישה אובייקטי בדיקה המדמים גידול. גודלו קטן מספיק כדי להתאים לכל שיטות הדמיה פרה-קליניות. להלן תמונות אולטרסאונד, CT ו-MR.
הניגודיות בין אובייקטי הבדיקה לרקע מספיקה כדי להבחין בין אובייקטי בדיקה ולמדוד את גודלם בכל שלושת האופנים. לא נצפו חפצים חמורים בתמונות כלשהן למעט הדהוד קטן בתמונות האולטרסאונד. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבנות qa מולטי-מודאלי, פנטום לאולטרסאונד CT ו-MRI, אני מאמין שישנן מספר דרכים לבנות פנטום בדיוק.
הדגמתי גישה אחת שניתן להתאים לבניית פנטום למטרות מחקר אחרות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מתאר את בנייתו של פנטום רב-מודאלי פרה-קליני העשוי מחומרים המדמים רקמה, לצורך הבטחת איכות של מדידת גודל גידול בשיטות דימות שונות. הפנטום תוכנן כדי לשפר את הדיוק באולטרסאונד, בטומוגרפיה ממוחשבת ובדימות תהודה מגנטית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- הנדסה ביו-רפואית
- טכניקות דימות
רקע
- בקרת איכות בדימות היא קריטית להערכה מדויקת של גידולים.
- חומרים מדמים רקמה חיוניים ליצירת פנטומים ריאליסטיים.
- דימות רב-מודאלי כולל טכניקות שונות כגון US, CT ו-MRI.
- פנטומים מסייעים בתיקוף של מערכות ופרוטוקולי דימות.
מטרת המחקר
- בניית פנטום לבקרת איכות רב-מודאליות.
- הבטחת מדידה מדויקת של גודל הגידול ב modalities דימות שונות.
- אספקת כלי מהימן למחקרי דימות פרה-קליניים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הכנת חומר המדמה רקמה באמצעות תבניות סיליקון.
- קיבוע של אובייקטי בדיקה בתוך מכל חצי-גלילי.
- הדבקת שכבת אלומיניום דקה שאינה מוליכה לאובייקטי הבדיקה.
- איטום וסיבוב של הפנטום להבטחת אחידות.
תוצאות עיקריות
- הפנטום שבנו מדמה גידולים באופן מדויק.
- הוא מתאים לבקרת איכות במספר שיטות דימות.
- המתודולוגיה מאפשרת ייצור הדיר של פנטומים.
- הפנטום יכול לשפר את מהימנות המדידות של הגידולים.
מסקנות
- הפנטום הרב-מודאלי הוא כלי בעל ערך למחקרי דימות.
- הוא משפר את הדיוק של מדידות גודל הגידול.
- ניתן להתאים גישה זו לטכנולוגיות דימות שונות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית ניהולית
מדידה סטנדרטית וניתנת לשחזור של גודל גידול היא קריטית למחקרי דימות פרה-קליניים התומכים בפיתוח תרופות אונקולוגיות. בניית פנטום רב-מודאלי באמצעות חומרים המדמים רקמה מאפשרת הבטחת איכות חסונה בפלטפורמות של אולטרסאונד, CT ו-MRI, ובכך נותנת מענה ישיר לדרישות רגולטוריות וטרנסלציוניות לאמינות של סממנים ביולוגיים בדימות. יכולת זו מחזקת את הביטחון החזוי בנקודות החלטה מרכזיות בתהליכי הגילוי ובמסלול הפרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר תיקוף קפדני של פרוטוקולים למדידת גידולים מבוססי דימות עבור מודלים פרה-קליניים.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי הבטחה שתוצרי ההדמיה משקפים שינויים ביולוגיים אמיתיים.
- מאפשר השוואה בין פלטפורמות שונות, ובכך מגביר את רמת הוודאות לגבי המטרה במחקרים מוקדמים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק רפרנס סטנדרטי לכיול בדיקות דימוי המשמשות לסריקת תרכובות.
- משפר את השחזוריות ואת הדיוק הכמותי של קריאות גודל הגידול על פני שיטות דימוי שונות.
- מאפשר פיתוח בדיקות ברמת קנה מידה רחב על ידי תמיכה בנהלי בקרת איכות (QA) עקביים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה את תוצרי ההדמיה הפרה-קלינית לקריטריונים קליניים, כגון תקני RECIST ו-WHO.
- מבטיח המשכיות של סממנים ביולוגיים של דימות, משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני.
- מפחית את הסיכון התרגומי באמצעות תמיכה בשיטות מדידה הרמוניות בין אתרים שונים.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
פנטום רב-מודאליות זה משתלב בתהליך העבודה של הדימות הפרה-קליני, ומגשרי בין שלבי הגילוי המוקדם, זיהוי המועמדים (lead identification) ושלבי המחקר התרגומי.
- ביולוגיה של הגילוי: תומכת בבדיקת היפותזות על ידי אספקת מדדי ייחוס (benchmarks) מאושרים של דימות לתגובה גידולית.
- סריקה: מספקת סטנדרטים הניתנים לשחזור ומוכנים לבדיקה לצורך הערכת תרכובות מבוססת דימות.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה כמותית של מדידות גידולים בין פלטפורמות דימות ומחקרים שונים.
- מחקר תרגומי: מסייעת בהלימה עם נקודות קצה של דימות קליני, ובכך תומכת ברציפות של סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה כלי בקרת איכות (QA) בר-שימוש חוזר, הניתן להתאמה לטכנולוגיות ולפרוטוקולים משתנים של דימות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית את השונות במדידות בהערכת גידולים.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה לבקרת איכות (QA) של הדימות, ובכך משפר את השחזוריות והיכולת להרחבה (scalability) בין מחקרים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת לגבי המשך או הפסקת הפרויקט (go/no-go) על ידי הבטחת נתוני דימות מהימנים לקידום הפורטפוליו.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים על ידי מזעור אי-ודאויות בדימות בשלבים מאוחרים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בהכנת חומרים דמויי רקמה ובבניית פנטומים.
- נדרשת גישה לפלטפורמות דימות פרה-קליניות (US, CT, MRI) ולתשתית בקרת איכות (QA).
- דורש סטנדרטיזציה של פרוטוקולי דימות וקריטריוני מדידה בין צוותים שונים.
- ניתן להתאמה למודלים שונים של גידולים ולמפרטים של מערכות דימות שונות.
- דיוק בייצור אובייקט הבדיקה חיוני לשמירה על דיוק המדידה.
