腫瘍サイズ測定における品質保証のために組織模倣材料を用いた前臨床マルチモダリティファントムの構築
2013年7月29日
本論文では、ファントムは、このような超音波（米国）、コンピュータ断層撮影（CT）や磁気などの動物の画像診断法における腫瘍サイズ測定の品質保証（QA）のための（TM）材料組織模倣で作られた前臨床マルチモダリティを構築する社内手順について説明します共鳴イメージング（MRI）。
この手順の全体的な目標は、正確な腫瘍サイズ測定のためのマルチモダリティ品質保証ファントムを構築することです。まず、試験対象物を模倣した組織を作成し、シリコーン型を使用して試験対象物を鋳造します。試験対象物を半円筒形の容器に取り付け、薄い非導電性アルミニウムを接着します。
次に、背景組織を模倣した材料を作成し、容器に注ぎます。次に、ファントムをしっかりと密封し、ローテーターで回転させます。この結果は、腫瘍を正確にシミュレートする可能性を秘めたマルチモダリティファントムです マルチモダリティqaの構築に関する技術情報。
ファントムは限られています。腫瘍刺激試験対象物のサイズに高い精度が求められるため、構造を学ぶのは困難です。このビデオでは、ファントムの組み立てにおける重要なステップを説明しています。
まず、ビーカーに20ミリリットルの市販の全乳を加えます。次に、ミルクを20マイクロメートルのフィルターに通し、次に10マイクロメートルのメッシュフィルターに通します。次に、0.02グラムのマリゾールを10ミリリットルのミルクに溶かし、ゆっくりとかき混ぜます。
次に、家庭用真空を使用して、ミルク溶液を室温で30秒間脱気します。次に、0.6グラムの乾燥アロスを室温で10ミリリットルの脱イオン水に溶かし、ゆっくりと攪拌します。次に、0.79ミリリットルのプロパノールを1つ追加します。
ARO溶液を洗浄した後、アグロ溶液が透明になるまで摂氏95度のウォーターバスで加熱します。その間、コンデンスミルクを摂氏55度の水浴で加熱します。ARO溶液が透明に見える場合は、溶融したARO溶液を摂氏55度のウォーターバスに移します。
摂氏55度に平衡化したら、5ミリリットルのアガロ溶液と5ミリリットルのコンデンスミルクを混ぜ合わせ、混合物をゆっくりと攪拌します。次に、1.7ミリグラムのEDTAと1ミリグラムの塩化銅をアグロスミルク混合物に加え、1ミリメートルの穴が開かずにシリコーン型に均一性をかき混ぜます。球体の中心に沿ってナイロン糸を取り付け、型の両端に接着します。
柔らかいブラシを使用して、2つの型の表面にシリコーングリースを塗布し、位置合わせロッドと輪ゴムを使用して2つの型を組み立てます。次に、気泡を避けるために注射器の22ゲージの針を使用して、シリコーン型の1ミリメートルの穴から材料を模倣した試験対象組織をゆっくりと注入します。次に、テスト対象物がセットされるまで、金型を冷蔵庫に約30分間保管します。
次に、試験対象物を金型から降ろし、円筒形容器の片側にある1ミリメートルの穴にナイロン糸を通します。反対側についてもこれを繰り返します。次に、スコッチウェルドDP100を使用して試験対象物をコンテナに取り付け、ダクトテープで薄い非導電性アルミニウムをアクリルコンテナに接着します。
同じ接着剤を使用してアクリル容器の1ミリメートルの穴を塞ぎ、背景組織模倣材料を準備します。以前と同じように市販の牛乳をろ過し、ろ過した牛乳の100ミリリットルに0.2グラムのマリゾールを溶解し、これに続いて牛乳溶液を室温で30秒間攪拌します。次に、2グラムの乾燥アロスを100ミリリットルの脱イオン水に7.9ミリリットルの1つのプロパノールと1グラムの硫酸バリウムで溶解します。
その後、ARO溶液を脱気した後、ゆっくりと攪拌します。ARO溶液が透明になるまで、摂氏95度のウォーターバスで加熱します。その間、コンデンスミルクを摂氏55度の水浴で加熱します。
溶融したアグロ溶液を摂氏55度の水浴に移します。摂氏55度に平衡化したら、50ミリリットルのARO溶液と50ミリリットルのコンデンスミルクを混ぜ合わせます。混合物をゆっくりと攪拌します。
次に、103ミリグラムのEDTAと60ミリグラムの塩化銅をアロス混合物に加え、続いて十分に攪拌します。0.1グラムのガラスビーズを加えてかき混ぜます。次に、容器の6ミリメートルの穴に混合物をゆっくりと注ぎます。
気泡を取り除いた後、スコッチ溶接DP100を使用して6ミリメートルの穴を接着します。組み立てたら、ファントムをローテーターで2RPMで4〜5時間回転させます。室温で、ファントム内の組織模倣材料が完全に固まった後、ナイロン糸を取り外してください。
ファントムは現在、前臨床の超音波、CT、MRIでスキャンされ、画像は3つのモダリティで取得されます。ここに示されているのは、シリコーン型を使用して鋳造されたさまざまな直径の試験対象物です。どの試験対象物にも気泡はありません。
この前臨床マルチモダリティファントムには、5つの腫瘍シミュレーション試験対象物があります。そのサイズは、あらゆる前臨床イメージングモダリティに収まるほど小さいです。超音波、CT、MRの画像です。
テストオブジェクトと背景のコントラストは、テストオブジェクトを区別し、3つのモダリティすべてでそのサイズを測定するのに十分です。超音波画像の小さな残響を除いて、どの画像にも深刻なアーティファクトは観察されません。このビデオを見た後、マルチモーダリティqa、ファントムの構築方法をよく理解しているはずです 超音波CTおよびMRIの場合、ファントムを正確に構築する方法はいくつかあると思います。
私は、他の研究目的でファントムを構築するために適応できる1つのアプローチを示しました。
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概要
本論文では、画像診断における腫瘍サイズの測定に関する品質保証を目的とした、組織模倣材料を用いた前臨床マルチモーダルファントムの作製について記述します。このファントムは、超音波診断装置、コンピューター断層撮影（CT）、および磁気共鳴画像法（MRI）における精度の向上を目的として設計されています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 生物医学工学
- イメージング技術
背景
- 画像診断における品質保証は、正確な腫瘍評価に不可欠です。
- 組織模倣材料は、現実的なファントムを作成するために不可欠です。
- マルチモダリティイメージングには、US、CT、MRIなどの様々な手法が含まれます。
- ファントムは、画像診断システムおよびプロトコルの検証に役立ちます。
研究目的
- マルチモーダル品質保証ファントムを構築すること。
- 異なる画像診断モダリティ間で、腫瘍サイズを正確に測定できるようにすること。
- 前臨床画像研究のための信頼性の高いツールを提供すること。
使用した手法
- シリコンモールドを用いた組織模倣材料の作製。
- 半円筒形容器へのテストオブジェクトの設置。
- テストオブジェクトへの薄い非導電性アルミニウムの貼付。
- 均一性を確保するためのファントムの密封および回転。
主な結果
- 作製したファントムは腫瘍を正確にシミュレートします。
- 複数のイメージングモダリティにおける品質管理に適しています。
- この手法により、再現性のあるファントム作製が可能です。
- このファントムは腫瘍測定の信頼性を向上させることができます。
結論
- マルチモダリティファントムは、画像研究において非常に有用なツールです。
- これにより、腫瘍サイズの測定精度が向上します。
- このアプローチは、さまざまな画像技術に適応させることが可能です。
よくある質問
産業上の重要性
標準化され再現性のある腫瘍サイズの測定は、腫瘍学的な薬剤開発を支援する前臨床イメージング研究において極めて重要です。組織模倣材料を用いたマルチモーダルファントムの構築により、超音波、CT、およびMRIプラットフォームにおける強固な品質保証が可能となり、イメージングバイオマーカーの信頼性に対する規制上の要求およびトランスレーショナルな要求に直接的に対応できます。この能力により、創薬および前臨床パイプラインにおける重要な意思決定ポイントでの予測信頼性が向上します。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 前臨床モデルにおけるイメージングベースの腫瘍測定プロトコルの厳格なバリデーションを可能にします。
- イメージング出力が真の生物学的変化を反映していることを確認することで、メカニズム解明におけるリスク低減をサポートします。
- プラットフォーム間の比較可能性を促進し、初期研究におけるターゲットへの信頼性を高めます。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 化合物スクリーニングに使用されるイメージングアッセイの校正のための標準化されたリファレンスを提供します。
- 複数のモダリティにわたる腫瘍サイズの読み取りにおける再現性と定量的精度を向上させます。
- 一貫したQA手順をサポートすることで、拡張可能なアッセイ開発を可能にします。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 前臨床イメージングの結果を、RECISTやWHO基準などの臨床基準に適合させます。
- 創薬から前臨床検証に至るまで、イメージングバイオマーカーの連続性を確保します。
- 施設間で標準化された測定方法をサポートすることで、トランスレーショナルリサーチにおけるリスクを低減します。
パイプラインおよびワークフローの統合
このマルチモダリティファントムは前臨床イメージングのワークフローに統合され、早期発見、リード化合物の同定、およびトランスレーショナルリサーチの各フェーズを橋渡しします。
- 探索生物学：腫瘍反応に関する検証済みのイメージングベンチマークを提供し、仮説検証をサポートします。
- スクリーニング：イメージングベースの化合物評価において、アッセイに使用可能な再現性の高い標準を提供します。
- 分析：異なるイメージングプラットフォームや研究間での腫瘍測定値の定量的な比較を可能にします。
- トランスレーショナルリサーチ：臨床イメージングエンドポイントとの整合性を促進し、バイオマーカーの連続性をサポートします。
- エンタープライズでの再利用：進化するイメージング技術やプロトコルに適応可能な、再利用可能なQAツールを提供します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：腫瘍評価における予測の信頼性を高め、測定のばらつきを低減する。
- 運用上の価値：イメージングの品質管理（QA）を標準化し、研究全体における再現性と拡張性を向上させる。
- 戦略的価値：ポートフォリオの推進に向けた信頼性の高いイメージングデータを確保することで、根拠に基づいた意思決定（go/no-go判断）を可能にする。
- ポートフォリオへの影響：後期段階におけるイメージングの不確実性を最小限に抑えることで、リスク調整後の優先順位付けを支援する。
実施上の考慮事項
- 組織模倣材料の調製およびファントム作製に関する専門知識が必要です。
- 前臨床イメージングプラットフォーム（US、CT、MRI）およびQAインフラへのアクセスが必要です。
- イメージングプロトコルおよび測定基準のチーム間での標準化が求められます。
- 様々な腫瘍モデルおよびイメージングシステムの仕様に適応可能です。
- 測定精度を維持するためには、テストオブジェクト作製における精密さが不可欠です。
