Misurazione spaziale della pressione del fluido interstiziale tumorale: un metodo per misurare la pressione del fluido interstiziale

Abstract

Fonte: Stapleton et. al., Misurazioni della perfusione, della pressione del fluido interstiziale e dell'accumulo di liposomi nei tumori solidi. J. Vis. Exp. (2016).

Questo video descrive una tecnica per misurare la pressione del fluido interstiziale all'interno di un tumore mediante imaging di perfusione utilizzando un sistema robotico guidato da immagini. Le misurazioni sono confrontate con l'accumulo intra-tumorale di liposomi, all'interno di un tumore solido.

Protocollo

1. Misurazioni spaziali della pressione del fluido interstiziale tumorale

1. Per misurare l'IFP collegare l'ago spinale da 25 G al trasduttore di pressione e al sistema di acquisizione IFP attraverso 50 cm di tubo in polietilene PE20. Lavare l'intero sistema con una soluzione salina di eparina solfato (1:10). Sterilizzare l'ago con isopropilico al 70% prima dell'uso.
2. Accendere il sistema di acquisizione e avviare il software di acquisizione IFP e caricare i file di impostazioni per calibrare il sistema per acquisire misure IFP in mmHg. Fare clic sul pulsante di acquisizione per raccogliere continuamente i dati IFP.
3. Eseguire le misurazioni dell'IFP tra le 48 e le 72 ore dopo l'iniezione dei liposomi CT (questo corrisponde al tempo approssimativo di picco di accumulo dei liposomi CT nel tumore), utilizzando il metodo descritto.
   1. Utilizzare la pompa a siringa per iniettare un bolo di liposomi CT a una concentrazione di 400 mg di iodio ^kg-1. Impostare la pompa in modo che inietti un volume di circa 150 μl (supponendo un mouse da 25 g). Premere il pulsante "start" sulla pompa per iniettare. Lavare manualmente il catetere con 50 μl di soluzione fisiologica (il doppio del volume del catetere) per assicurarsi che l'intera quantità di agente sia stata iniettata e che il catetere sia trasparente.
      Collegare l'ago IFP al robot CT-IFP.
4. Esegui scansioni di calibrazione per allineare i sistemi di coordinate per il robot CT-IFP e lo scanner CT. Aggiungi l'attacco del fiducial marker al robot CT-IFP ed esegui una scansione TC a quattro volumi con il fiducial marker in quattro diverse posizioni.
   1. Avvia il software del controller del robot CT-IFP, inizializza il robot e sposta il robot nelle tre posizioni inserendo le posizioni di targeting x, y, z e facendo clic sul pulsante "vai".
   2. Eseguire una TAC alle seguenti coordinate x,y,z: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; e (4) 0,0,10. Selezionare una scansione di 90 kV, 10 mA, 16 sec utilizzando il software dello scanner CT e premere "Start" per avviare la scansione. Ricostruire la scansione come descritto. Eseguire una scansione DCE-CT impostando la pompa a siringa per iniettare un volume di 100 μl di ioesolo libero miscelato con soluzione fisiologica (rapporto 9:1 in volume).
      1. Sulla console dello scanner CT selezionare la scansione dinamica di 5 minuti che utilizza un'impostazione dell'energia dei raggi X di 80 kV, un'energia del tubo di 90 mA e acquisisce 416 proiezioni di immagini ogni secondo per i primi 30 secondi e seguita da un'acquisizione ogni 10 secondi. Acquisire 5 secondi di dati DCE-CT e quindi premere il pulsante di avvio sulla pompa di iniezione.
      2. Dopo la scansione DCE-CT eseguire una micro-TC anatomica volumetrica.
5. Avviare il software di allineamento del robot CT-IFP. Fare clic sul pulsante 'aggiungi' caricato nella regione 'Dati di registrazione' e selezionare le quattro scansioni di registrazione ricostruite ottenute in 1.3, quindi fare clic su 'apri'.
   nota: La posizione dei pixel del fiducial marker verrà inserita automaticamente nel software.
   1. Fai clic sul pulsante "Calcola trasformazione", quindi fai clic sul pulsante "Applica trasformazione". In questo modo vengono generati i dati di allineamento che verranno utilizzati per convertire il sistema di coordinate del robot CT-IFP nel sistema di coordinate dello scanner CT. Al termine della calibrazione, collegare la piattaforma per animali al robot CT-IFP.
6. Anestetizzare ogni topo usando isoflurano al 2% mescolato con aria medica o ossigeno e confermare pizzicando l'alluce e non osservando alcuna reazione. Immobilizzare l'animale sulla piattaforma robotica CT-IFP e posizionare il mouse in modo che il tumore sia accessibile al sistema robotico CT-IFP. Immobilizzare il tumore utilizzando del nastro adesivo in modo che non si muova durante l'inserimento dell'ago IFP.
7. Eseguire una micro-TAC anatomica prima di inserire l'ago IFP. Ricostruire i dati TC utilizzando i passaggi descritti in 1.2.
8. Caricare i dati CT pre-inserimento dell'ago nel software di allineamento del robot CT-IFP. Regola la finestra e il livello per visualizzare il tumore. Fare clic sul bordo del tumore in qualsiasi immagine, quindi fare clic su una seconda posizione del bordo.
   nota: Il software calcolerà una serie di posizioni lungo una linea lineare tra le due posizioni. Prendi nota delle coordinate x, y e z per una serie di 5-8 posizioni equidistanti dall'elenco.
9. Preparare il sistema IFP lavando l'ago con una soluzione salina di eparina prima dell'inserimento.
10. Inserire le prime posizioni predeterminate dell'ago in x, y, z, nel software di controllo del robot CT-IFP e premere il pulsante "vai" per spostare il robot nella posizione desiderata. Fare clic sul pulsante "Inserisci ago" per inserire l'ago nel fazzoletto.
    1. Dopo aver inserito l'ago, garantire una buona comunicazione del fluido tra l'ago IFP e il tessuto pizzicando e rilasciando il tubo PE20, notando che la misurazione IFP aumenta e ritorna al valore pre-pizzicamento sul software di acquisizione IFP. Rifiuta le misurazioni che non tornano alla linea di base.
11. Acquisisci una TAC anatomica con l'ago inserito, quindi fai clic sul pulsante "Ritrai ago" sul software di controllo del robot CT-IFP per ritrarre l'ago dal tessuto. Rifiutare qualsiasi misurazione IFP in cui il valore IFP non ritorna al valore precedente all'inserimento dell'ago dopo il ritiro dell'ago. Ciò significa che l'ago potrebbe essere stato ostruito durante la misurazione. Ripetere i passaggi da 1.8 a 1.10 per ogni posizione dell'ago.
12. Determinare la posizione dell'ago all'interno del volume tumorale calcolando le posizioni x, y e z della porta dell'ago rispetto al centro di massa del volume tumorale come identificato nella TAC volumetrica post-inserimento dell'ago.
13. Rimetti gli animali nella loro gabbia dopo che tutte le misurazioni sono state completate. Non lasciare gli animali incustoditi e fare attenzione a osservarli fino a quando non hanno ripreso conoscenza e sono in grado di mantenere la decubito sternale.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Omnipaque (Iohexol) 300 mg di iodio/ml	GE Sanità, CA
Sistema eXplore Locus Ultra micro-CT	GE Sanità, CA		Manipolato con il software CT-Console
Catetere da 27 g Set per infusione alato SURFLO	Terumo Medical Products, Stati Uniti	SV*27EL
Tubo in polietiletilene PE20	Becton Dickinson, Stati Uniti	427406
Punta della penna 25 G × 3,5'' Ago spinale Whitacre	Becton Dickinson, Stati Uniti	Numero 405140	Ago IFP
Trasduttore di pressione P23XL	Apparato di Harvard, CA	P23XL
PowerLab 4/35, amplificatore a ponte, con LabChart Pro 7.0	ADInstruments Pty Ltd., Stati Uniti	PL3504, FE221	Sistema di acquisizione IFP e software di acquisizione
Sistema di intervento CT-Sabre per piccoli animali (CT-IFP Robot)	Innovazioni di parallasse, CA		Manipolato con il software di controllo del robot CT-IFP
Software per l'allineamento di robot CT-IFP Software Matlab personalizzato
Software di analisi DCE-CT			Software Matlab personalizzato