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
July 29th, 2013
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
この論文は、画像診断モダリティにおける腫瘍サイズ測定の品質保証のために、組織に似た材料で作られた前臨床多重モダリティファントムの構築について説明しています。このファントムは超音波、コンピュータ断層撮影、および磁気共鳴画像法における精度の向上のために設計されています。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 生物医学工学
- 画像技術
背景
- 画像診断における品質保証は、正確な腫瘍評価にとって重要です。
- 組織に似た材料は、現実的なファントムを作成するために不可欠です。
- 多重モダリティ画像診断には、US、CT、MRIなどのさまざまな技術が含まれます。
- ファントムは、画像診断システムとプロトコルの検証に役立ちます。
研究の目的
- 多重モダリティ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正確な腫瘍サイズ測定を確保すること。
- 前臨床画像研究のための信頼できるツールを提供すること。
使用された方法
- シリコンモールドを使用して組織に似た材料の準備。
- 半円筒形の容器にテストオブジェクトを取り付けること。
- テストオブジェクトに薄い非導電性のアルミニウムを貼り付けること。
- 均一性を確保するためにファントムを密封し、回転させること。
主な結果
- 構築されたファントムは腫瘍を正確にシミュレートします。
- 複数の画像診断モダリティにおける品質保証に適しています。
- この方法論は再現可能なファントム生産を可能にします。
- このファントムは腫瘍測定の信頼性を高めることができます。
結論
- この多重モダリティファントムは画像研究のための貴重なツールです。
- 腫瘍サイズ測定の精度を向上させます。
- このアプローチはさまざまな画像技術に適応できます。
よくある質問
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.
