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방법 논문
483 조회수
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2025년 8월 29일
출처: Mess, G., et al. 휴대용 벤치탑 집속 초음파 시스템을 사용한 마우스 모델에서 다형성 교모세포종 치료를 위한 초음파역동학 요법. J. Vis. 경험. (2023년)
이 비디오는 자기 공명 유도 집속 초음파(MRgFUS)를 사용하여 마우스 모델에서 뇌종양에 초음파역학 치료를 수행하기 위한 프로토콜을 보여줍니다. 치료 전에 초음파 감작제 전구체를 투여하여 종양 세포에 축적되고 집속 초음파에 의해 활성화되어 활성 산소종(ROS)을 생성합니다. 이러한 ROS는 산화 스트레스를 유도하여 종양 세포 사멸과 증식 감소를 초래합니다.
동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.
1. 자기공명영상(MRI) 시술
1. 동물을 입체적으로 고정한 MRI 침대를 가져와 그림 1과 같이 MRI 침대 구멍 끝을 MRI 크래들의 못에 끼워 이전에 MRI 스캐너에 연결된 MRI 크래들(재료 표 참조)에 넣습니다. 입구 및 출구 마취 튜브를 MRI 기계의 해당 튜브에 부착합니다.
2. 동물이 들어 있는 MRI 거치대를 MRI 구멍에 밀어 넣고 팬텀이 놓인 위치와 동일한 위치를 유지하는지 확인합니다.
3. 로컬라이저를 수행하여 동물의 뇌 위치를 확인한 다음 전체 뇌를 덮는 조영 후 T1 강조 MRI 스캔
을 수행합니다.4. MRI 스캔을 각 슬라이스에 대해 하나씩 압축되지 않은 DICOM 파일 세트로 내보냅니다.
2. 집속초음파 치료(그림 2)
1. 스캔 완료 후 MRI 요람에서 동물을 제거하고 침대 앞쪽을 플랫폼 뒤쪽의 해당 못에 끼우고 침대 뒤쪽을 해당 못에
끼워 플랫폼에 놓습니다.2. 마취를 위해 MRI 침대의 입구 튜브를 이소플루란 공급원에 연결하고 마취 유지를 위해 가스 유량을 1.0mL/min으로, 기화기를 2.0%로 설정합니다. 마취 흡수를 위해 배출 튜브를 숯 필터 캐니스터에 연결합니다.
3. DICOM 파일 세트를 컴퓨터로 전송하고 현재 연구의 기본 작업 디렉토리에 있는 폴더에 배치합니다.
4. 소프트웨어에서 기본 초기화 페이지로 이동하여 Guided Focus Finding을 클릭한 다음 Jog Mode On을 클릭하여 Jog Mode를 켭니다.
5. 두개골 위의 두피 전체를 덮을 수 있을 만큼 충분한 젤과 함께 원심분리된 초음파 젤을 동물의 머리에 약간 올려 놓습니다.
6. 탈이온(DI) 및 탈기수를 수조에 최대 80%까지 부은 다음 수조를 플랫폼의 해당 기둥에 끼웁니다.
7. 하단 멤브레인이 동물 머리의 초음파 젤에 닿을 때까지 DI 물로 채워진 수조를 낮추고 물과 젤 사이에 결합 표면을 형성합니다. 초음파 젤이 수조에 대한 동물의 머리 전체를 덮고 수조와 마우스의 두피 사이에 초음파 젤에 기포가 없는지 확인하십시오.
8. 초음파 변환기를 수조에 담그고 변환기 표면에 기포가 형성되지 않도록 합니다.
9. 조그 모드 다운을 사용하여 변환기 암을 부분적으로 물에 잠긴 변환기 쪽으로 내리고 변환기 표면이 물에 잠긴 상태에서 마그네틱 슬롯을 서로 정렬하여 변환기에 연결합니다.
10. 조그 모드를 끈 다음 초기화 단계에서 수행한 대로 집중 찾기를 종료합니다. 이전과 같이 홈 위치를 확인하십시오.
11. 치료 탭으로 이동한 다음 화면 상단 중앙에 있는 폴더 아이콘을 클릭하여 조영 후 T1 강조 MRI 파일을 업로드합니다. 이전에 컴퓨터에 업로드된 DICOM 파일이 포함된 폴더를 선택하고 엽니다. 이 단계는 오른쪽 상단 패널에 있는 모든 DICOM 파일을 자동으로 로드해야 합니다.
12. 그런 다음 초음파 처리 모드 탭에서 Burst 또는 Continuous Wave를 선택하여 적절한 치료 모드를 선택합니다. 버스트 모드인 경우 초음파 처리 설정 탭에서 버스트 길이, 버스트 기간 및 기간 수를 입력합니다. 이러한 매개 변수는 각 초음파 처리 위치에 해당합니다. 연속파 모드인 경우 초음파 처리 지속 시간 만 입력하십시오.
참고: 이 연구에서는 연속파 모드를 120초 동안 사용했습니다.
13. 페이지 상단 중앙에 있는 대상 아이콘을 클릭하고 집속 초음파(FUS) 초점 영역을 조준할 올바른 MRI 슬라이스에서 적절한 위치를 선택합니다. 클릭하면 빨간색 원이 있는 연한 빨간색 사각형이 나타납니다. 둘 이상의 선택 항목을 선택할 수 있습니다.
14. MRI 이미지의 왼쪽에는 선택한 초점 영역의 3D 좌표로 채워지는 테이블이 있습니다. 표의 마지막 열에 각 초점에서 초음파 처리할 전력 수준을 입력하며, 이는 원하는 압력 또는 강도 수준을 얻기 위해 사용되는 각 변환기에 대해 별도로 계산할 수 있습니다. 표의 각 초점 지점을 클릭하여 좌표가 강조 표시되는지 확인하면 이미지의 해당 초점 영역이 파란색으로 바뀝니다. 메모: 변환기 데이터시트를 참조하여 표에 입력된 전력 수준을 압력 또는 강도로 변환하는 방법을 결정하십시오
.15. 모든 초점 영역이 만족스러우면 모션 테스트(Motion Test)를 선택합니다. 이렇게 하면 소프트웨어가 트랜스듀서를 모든 초점으로 이동하여 움직임이 가능한지 확인합니다. 확인 후 소프트웨어에 모션 테스트 완료가 표시됩니다. 오류가 발생하면 초점 영역이 변환기 모터의 3D 축 내에 맞
도록 조정하십시오.16. 준비가 되면 초음파 처리 시작을 선택하여 초음파 처리 프로토콜을 시작하고 변환기를 이동하고 선택한 각 초점 영역에 올바른 FUS 매개 변수를 적용합니다.
17. 초음파 처리 프로토콜이 완료되면 변환기 암에서 변환기를 분리하고 플랫폼에서 수조를 제거한 다음 동물의 두피에서 초음파 젤을 닦아냅니다.
18. 물린 부분과 이어바의 나사를 풀고 MRI 침대에서 동물을 제거한 다음 동물이 마취에서 깨어날 때까지 따뜻한 패드 위에 동물을 올려 놓습니다. 이 시점에서 동물을 새장으로 돌려보냅니다.
19. 후속 동물의 경우 섹션 6부터 동일한 프로토콜을 반복합니다. 20. 원하는 동물을 치료한 후에는 동물이 만지는 모든 표면을 70% 에탄올로 청소합니다( 재료 표 참조).
21. 소프트웨어를 종료한 다음 각 장비를 종료하고 끕니다.
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그림 1: 동물 배치. (A) MRI 침대 및 요람, 다양한 부품에 라벨이 붙어 있습니다. 1. MRI 요람. 2. 정위 MRI 침대. 3. 이어바. 4. 바이트 바. 5. 노즈콘. 6. MRI 베드 페그 구멍. 7. 이소플루란 마취관. (B) RF 코일(주황색)을 사용하여 MRI 침대에 마우스를 배치하고 크래들에 배치하는 것을 나타내는 그림(Biorender 2022 템플릿을 사용하여 수정된 그림)....
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| 무증상 누드 마우스 | Charles River Laboratories | 균주 코드 490 | |
| 숯 이소 플루란 폐기물 용기 | Patterson 과학 | 78909457 | |
| 컴퓨터 | FUS Instruments | 2269 | |
| 커버 유리 | Fisherbrand | 12-545J | |
| 데스크탑 모니터 | ASUS | VZ239H | |
| 전자 면도기 | Wahl | 93235-002 | |
| 소 태아 혈청 | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | |
| 함수 발생 | Siglent | QS0201X-E01B | |
| 가돌리늄 조영제(Gadavist) | McKesson Corporation | 2068062 | |
| 거즈 | Henry Schein | 101-4336 | |
| 열 램프 | |||
| 히트 패드 | Kent Scientific | RT-0501 | |
| 유도 챔버 | Patterson scientific | 78933388 | |
| Isofluorane 기화기 | Patterson scientific | 78916954 | |
| Isoflurane | Covetrus | 29405 | |
| Isoflurane 시스템 | Patterson Scientific | 78935903 | |
| IVIS 스펙트럼 | Perkin Elmer | 124262 | |
| Nair | Church 및 Dwight Co. | 42010553 | |
| 과 연고 | Puralube 수의사 연고 | ||
| RK-50 MRgFUS 시스템 | FUS Instruments | 2182 | |
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| 메스 블레이드 | Covetrus | 7319 | |
| 메스 핸들 | 정밀 과학 도구 | 91003-12 | |
| 드라이버 세트 | Jakemy | JM-8160 | |
| 스킨 마커 | 타임 아웃 | D538,851 | |
| 정위 프레임 | Kopf Instruments | 5000 | |
| 정위 MRI 프로토타입 플라스틱 이미징 픽스처 | FUS Instruments | ||
| 변환기 및 매칭 박스 | FUS Instruments | T515H750-118 | |
| 초음파 탈기기 | FUS Instruments | 2259 | |
| 초음파 젤 | ParkerLabs | 01-08 | |
| 수조 | FUS Instruments | ||
| Xylazine | Covetrus | 1XYL006 |
