בנייה של פנטום multimodality Preclinical שימוש בחומרים רקמות-מחקים לאבטחת איכות במדידת גודל גידול
July 29th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
מאמר זה מתאר את בנייתו של פנטום קדם-קליני רב-ממדי העשוי מחומרים מחקים רקמות לביטחון איכות במדידת גודל הגידול בטכניקות הדמיה. הפנטום נועד להגדיל את הדיוק באולטרסאונד, טומוגרפיה ממוחשבת והדמיה תהודה מגנטית.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- הנדסה ביו-רפואית
- טכניקות הדמיה
רקע
- ביטחון איכות בהדמיה חיוני להערכת גידולים מדויקת.
- חומרים מחקים רקמות חיוניים ליצירת פנטומים ריאליסטיים.
- הדמיה רב-ממדית כוללת טכניקות שונות כמו US, CT ו-MRI.
- פנטומים עוזרים באימות מערכות והדמיה ופרוטוקולים.
מטרת המחקר
- לבנות פנטום רב-ממדי לביטחון איכות.
- להבטיח מדידת גודל גידול מדויקת על פני טכניקות הדמיה שונות.
- לספק כלי אמין למחקרי הדמיה קדם-קליניים.
שיטות ששימשו
- הכנת חומר מחקה רקמות באמצעות תבניות סיליקון.
- הרכבת עצמים לבדיקה במיכל חצי גלילי.
- הדבקת אלומיניום דק לא מוליך לעצמים לבדיקה.
- איטום וסיבוב הפנטום להבטחת אחידות.
תוצאות עיקריות
- הפנטום שנבנה מדמה באופן מדויק גידולים.
- הוא מתאים לביטחון איכות במספר טכניקות הדמיה.
- המתודולוגיה מאפשרת ייצור פנטום חוזר ונשנה.
- הפנטום יכול לשפר את האמינות של מדידות הגידול.
מסקנות
- הפנטום הרב-ממדי הוא כלי חשוב למחקר הדמיה.
- הוא משפר את הדיוק של מדידות גודל הגידול.
- גישה זו ניתנת להתאמה לטכנולוגיות הדמיה שונות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Standardized, reproducible tumor size measurement is critical for preclinical imaging studies supporting oncology drug development. The construction of a multimodality phantom using tissue-mimicking materials enables robust quality assurance across ultrasound, CT, and MRI platforms, directly addressing regulatory and translational demands for imaging biomarker reliability. This capability strengthens predictive confidence at key decision points in the discovery and preclinical pipeline.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous validation of imaging-based tumor measurement protocols for preclinical models.
- Supports mechanistic de-risking by ensuring imaging outputs reflect true biological changes.
- Facilitates cross-platform comparability, enhancing target confidence in early studies.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized reference for calibrating imaging assays used in compound screening.
- Improves reproducibility and quantitative accuracy of tumor size readouts across modalities.
- Enables scalable assay development by supporting consistent QA procedures.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical imaging outputs with clinical criteria such as RECIST and WHO standards.
- Ensures continuity of imaging biomarkers from discovery through preclinical validation.
- Reduces translational risk by supporting harmonized measurement practices across sites.
Pipeline & Workflow Integration
This multimodality phantom integrates into the preclinical imaging workflow, bridging early discovery, lead identification, and translational research phases.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by providing validated imaging benchmarks for tumor response.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible standards for imaging-based compound evaluation.
- Analytics: Enables quantitative comparison of tumor measurements across imaging platforms and studies.
- Translational Research: Facilitates alignment with clinical imaging endpoints, supporting biomarker continuity.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable QA tool adaptable to evolving imaging technologies and protocols.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces measurement variability in tumor assessment.
- Operational Value: Standardizes imaging QA, improving reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions by ensuring reliable imaging data for portfolio advancement.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by minimizing late-stage imaging uncertainties.
Implementation Considerations
- Requires expertise in tissue-mimicking material preparation and phantom construction.
- Needs access to preclinical imaging platforms (US, CT, MRI) and QA infrastructure.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and measurement criteria.
- Adaptable to various tumor models and imaging system specifications.
- Precision in test object fabrication is essential to maintain measurement accuracy.
