Name: 테라헤르츠 새로 절제된 유방암 종양을 위한 테라헤르츠 이미징 및 특성화 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: 배우세요 테라헤르츠 이미징 및 분광법을 활용한 유방암 종양의 수술 경계 평가 방법을. 이 비침습적 기술은 암 조직과 정상 조직을 안전하게 구분하여 재수술 필요성을 줄이고 수술 결과를 개선합니다.

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이 작품은 건강의 국가 학회에 의해 투자 되었다 (NIH) 상 # R15CA208798 그리고 부분적으로 국립 과학 재단에 의해 (NSF) 상 # 1408007. 펄스 THz 시스템에 대한 자금 은 NSF / MRI 상을 통해 얻은 # 1228958. 우리는 NIH 교부금 U42OD11158의 지원으로 국가 질병 연구 교환 (NDRI)에 의해 조달 된 조직의 사용을 인정합니다. 우리는 또한 이 일에서 취급된 모든 조직에 조직 병리학 절차를 수행하기 위한 오클라호마 주립 대학에 오클라호마 동물 질병 진단 실험실과의 협력을 인정합니다.

<ol><li>Burford, N. M., El-Shenawee, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+terahertz+photoconductive+antenna+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Review of terahertz photoconductive antenna technology.</a> Optical Engineering. 56 (1), 010901(2017).</li>
<li>Sun, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+terahertz+technology+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Recent advances in terahertz technology for biomedical applications.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 7 (3), 345-355 (2017).</li>
<li>Wilmink, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+investigation+of+the+biological+effects+associated+with+human+dermal+fibroblasts+exposed+to+2.52+THz+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+Surgery+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">In vitro investigation of the biological effects associated with human dermal fibroblasts exposed to 2.52 THz radiation.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 43 (2), 152-163 (2011).</li>
<li>Arbab, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+spectroscopy+for+the+assessment+of+burn+injuries+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Terahertz spectroscopy for the assessment of burn injuries in vivo.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (7), 077004(2013).</li>
<li>Sy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+spectroscopy+of+liver+cirrhosis%3A+investigating+the+origin+of+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Terahertz spectroscopy of liver cirrhosis: investigating the origin of contrast.</a> Physics in Medicine and Biology. 55 (24), 7587-7596 (2010).</li>
<li>Yu, C., Fan, S., Sun, Y., Pickwell-Macpherson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+of+terahertz+imaging+for+cancer+diagnosis%3A+A+review+of+investigations+to+date%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">The potential of terahertz imaging for cancer diagnosis: A review of investigations to date.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 2 (1), 33-45 (2012).</li>
<li>El-Shenawee, M., Vohra, N., Bowman, T., Bailey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cancer+detection+in+excised+breast+tumors+using+terahertz+imaging+and+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Spectroscopy+and+Imaging%22%5BJournal%5D)">Cancer detection in excised breast tumors using terahertz imaging and spectroscopy.</a> Biomedical Spectroscopy and Imaging. 8 (1-2), 1-9 (2019).</li>
<li>Yamaguchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+tumor+imaging+of+rat+fresh+tissue+using+terahertz+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Brain tumor imaging of rat fresh tissue using terahertz spectroscopy.</a> Scientific Reports. 6 (30124), 1-6 (2016).</li>
<li>Rong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+in-line+digital+holography+of+human+hepatocellular+carcinoma+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Terahertz in-line digital holography of human hepatocellular carcinoma tissue.</a> Scientific Reports. 5 (8445), 1-6 (2015).</li>
<li>Park, J. Y., Choi, H. J., Nam, G., Cho, K., Son, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Dual-Modality+Terahertz+%2F+Magnetic+Resonance+Imaging+Using+Superparamagnetic+Iron+Oxide+Nanoparticles+as+a+Dual+Contrast+Agent%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Terahertz+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">In Vivo Dual-Modality Terahertz / Magnetic Resonance Imaging Using Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles as a Dual Contrast Agent.</a> IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2 (1), 93-98 (2012).</li>
<li>Ji, Y. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility+of+terahertz+reflectometry+for+discrimination+of+human+early+gastric+cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Feasibility of terahertz reflectometry for discrimination of human early gastric cancers.</a> Biomedical Optics Express. 6 (4), 1413-1421 (2015).</li>
<li>Bowman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Phantom+Study+of+Terahertz+Spectroscopy+and+Imaging+of+Micro-+and+Nano-diamonds+and+Nano-onions+as+Contrast+Agents+for+Breast+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Physics+and+Engineering+Express%22%5BJournal%5D)">A Phantom Study of Terahertz Spectroscopy and Imaging of Micro- and Nano-diamonds and Nano-onions as Contrast Agents for Breast Cancer.</a> Biomedical Physics and Engineering Express. 3 (5), 055001(2017).</li>
<li>Chavez, T., Bowman, T., Wu, J., Bailey, K., El-Shenawee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+Terahertz+Imaging+for+Excised+Breast+Cancer+Tumors+with+Image+Morphing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Infrared%2C+Millimeter%2C+and+Terahertz+Waves%22%5BJournal%5D)">Assessment of Terahertz Imaging for Excised Breast Cancer Tumors with Image Morphing.</a> Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 39 (12), 1283-1302 (2018).</li>
<li>Bowman, T. C., El-Shenawee, M., Campbell, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+Imaging+of+Excised+Breast+Tumor+Tissue+on+Paraffin+Sections%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Antennas+and+Propagation%22%5BJournal%5D)">Terahertz Imaging of Excised Breast Tumor Tissue on Paraffin Sections.</a> IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 63 (5), 2088-2097 (2015).</li>
<li>Bowman, T., El-Shenawee, M., Campbell, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+transmission+vs+reflection+imaging+and+model-based+characterization+for+excised+breast+carcinomas%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Terahertz transmission vs reflection imaging and model-based characterization for excised breast carcinomas.</a> Biomedical Optics Express. 7 (9), 3756-3783 (2016).</li>
<li>Bowman, T., Wu, Y., Gauch, J., Campbell, L. K., El-Shenawee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+Imaging+of+Three-Dimensional+Dehydrated+Breast+Cancer+Tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Infrared%2C+Millimeter%2C+and+Terahertz+Waves%22%5BJournal%5D)">Terahertz Imaging of Three-Dimensional Dehydrated Breast Cancer Tumors.</a> Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 38 (6), 766-786 (2017).</li>
<li>Bowman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+terahertz+imaging+of+breast+cancer+in+freshly+excised+murine+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Pulsed terahertz imaging of breast cancer in freshly excised murine tumors.</a> Journal of Biomedical Optics. 23 (2), 026004(2018).</li>
<li>Bowman, T., Vohra, N., Bailey, K., El-Shenawee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+tomographic+imaging+of+freshly+excised+human+breast+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Terahertz tomographic imaging of freshly excised human breast tissues.</a> Journal of Medical Imaging. 6 (2), 023501(2019).</li>
<li>Vohra, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+Terahertz+Reflection+Imaging+of+Tumors+in+a+Spontaneous+Model+of+Breast+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Physics+and+Engineering+Express%22%5BJournal%5D)">Pulsed Terahertz Reflection Imaging of Tumors in a Spontaneous Model of Breast Cancer.</a> Biomedical Physics and Engineering Express. 4 (6), 065025(2018).</li>
<li>Jacobs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive+margins%3A+the+challenge+continues+for+breast+surgeons%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Positive margins: the challenge continues for breast surgeons.</a> Annals of Surgical Oncology. 15 (5), 1271-1272 (2008).</li>
<li>Moran, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Society+of+Surgical+Oncology--American+Society+for+Radiation+Oncology+Consensus+Guideline+on+Margins+for+Breast-Conserving+Surgery+With+Whole-Breast+Irradiation+in+Stages+I+and+II+Invasive+Breast+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Oncology%22%5BJournal%5D)">Society of Surgical Oncology--American Society for Radiation Oncology Consensus Guideline on Margins for Breast-Conserving Surgery With Whole-Breast Irradiation in Stages I and II Invasive Breast Cancer.</a> International Journal of Radiation Oncology. 88 (3), 553-564 (2014).</li>
<li>Fitzgerald, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+Pulsed+Imaging+of+human+breast+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Terahertz Pulsed Imaging of human breast tumors.</a> Radiology. 239 (2), 533-540 (2006).</li>
<li>Ashworth, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+pulsed+spectroscopy+of+freshly+excised+human+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Terahertz pulsed spectroscopy of freshly excised human breast cancer.</a> Optics Express. 17 (15), 12444-12454 (2009).</li>
<li>Doradla, P., Alavi, K., Joseph, C., Giles, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+colon+cancer+by+continuous-wave+terahertz+polarization+imaging+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Detection of colon cancer by continuous-wave terahertz polarization imaging technique.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (9), 090504(2013).</li>
<li>Reid, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+pulsed+imaging+of+freshly+excised+human+colonic+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Terahertz pulsed imaging of freshly excised human colonic tissues.</a> Physics in Medicine and Biology. 56 (1), 4333-4353 (2011).</li>
<li>Teraview. Teraview.com. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://teraview.com">https://teraview.com</a> (2019).</li>
<li>Orosco, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive+Surgical+Margins+in+the+10+Most+Common+Solid+Cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Positive Surgical Margins in the 10 Most Common Solid Cancers.</a> Scientific Reports. 8 (1), 1-9 (2018).</li>
<li>Bowman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+signal+processing+for+quantitative+assessment+of+pulsed+terahertz+imaging+of+human+breast+tumors%5BTitle%5D)+AND+%222017+42nd+International+Conference+on+Infrared%2C+Millimeter%2C+and+Terahertz+Waves+%28IRMMW-THz%29%22%5BJournal%5D)">Statistical signal processing for quantitative assessment of pulsed terahertz imaging of human breast tumors.</a> 2017 42nd International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz). , Cancun 1-2 (2017).</li>
<li>Gavdush, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terahertz+spectroscopy+of+gelatin-embedded+human+brain+gliomas+of+different+grades%3A+a+road+toward+intraoperative+THz+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Terahertz spectroscopy of gelatin-embedded human brain gliomas of different grades: a road toward intraoperative THz diagnosis.</a> Journal of Biomedical Optics. 24 (2), 027001(2019).</li>
</ol>

저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.

신선한 조직의 효과적인 THz 반사 이미징은 주로 두 가지 중요한 측면에 의존한다: 1) 조직 취급의 적절한 고려 (섹션 2 및 4.15); 및 2) 스테이지 설정(주로 섹션 4.11). 조직의 불충분 한 건조 증가 반사 및 DMEM 및 다른 액체의 높은 반사로 인해 영역을 시각화 하는 무 능력 귀 착될 수 있다. 한편, 이미징 창과의 조직 접촉이 불량하면 THz 반사 이미지에서 반사가 낮은 반지 나 반점이 생성되어 결과를 모호하게합니다. 더 나은 인터페이스를 얻기 위하여 조직을 재배치하는 것을 포함하여 화상 진찰 창과 좋은 조직 접촉을 지키기 위하여 추가 노력이 취해져야 합니다. 조직 특성화의 경우 스테이지 설정에 대한 추가 고려 사항을 신중하게 구현해야 합니다. 소수의 미크론에 의한 스테이지의 부적절한 균형은 조직의 계산된 굴절률 및 흡수 계수에 상당한 변화를 야기할 수 있다. 이것은 또한 폴리스티렌 판의 활을 일으키는 원인이 될 수 있는 화상 진찰 창에 설치할 때 조직에 너무 많은 압력을 가해의 결과일 수 있습니다. 정확한...

Terahertz (THz) 화상 진찰 및 분광학은 지난 10년간 연구의 급속하게 증가하는 지역이었습니다. 0.1-4 THz 범위에서 보다 효율적이고 일관된 THz 방출기의 지속적인 개발로 인해1애플리케이션이 크게 1증가했습니다. THz가 약속과 상당한 성장을 보여 준 한 분야는 생물 의학 분야2입니다. THz 방사선은 일반적으로 고정 된 조직을 분석하는 데 사용되는 전력 수준에서 비온화 및 생물학적으로 안전한 것으로 나타났다3. 그 결과, THz 이미징 및 분광법은 화상 손상 및 치유 를 나타내기 위해 수분 함량과 같은 다양한 조직 특징을 분류하고 분화하는 데 사용되어 왔으며4,간 경변증5및 절제 된 조직에서의 암6,,7. 특히 암 평가는 광범위한 잠재적 임상 및 외과 적 적용을 다루며, 뇌의 암에 대해 조사되었으며8,간9,난소10,위장관11,유방7,,12,,13,,14,,15,,16,,17, 18,,18, 19.18,
유방암을 위한 THz 신청은 마진 평가를 통해 유방 보존 수술, 또는 요추 절제술을 지원하는 것에 주로 집중됩니다. 요추 절제술의 목적은 전체 유방 절제술과는 달리 종양과 주변의 건강한 조직의 작은 층을 제거하는 것입니다. 적당한 조직의 외과 마진은 일단 견본이 포르말린에서 고정되고, 절편되고, 파라핀에 매립되고, 현미경 슬라이드에 4 μm-5 μm 조각에 거치되면 병리학을 통해 평가됩니다. 이 과정은 시간이 많이 소요될 수 있으며 양성 마진이 관찰되는 경우 나중에 이차 수술이 필요합니다20. 방사선 종양학의 미국 사회에 의하여 현재 지침은 표면 수준 마진 잉크21를접촉하는 암세포가 있는 것과 같이 이 긍정적인 마진을 정의합니다. 고흡수 수화 조직을 위한 THz 화상 진찰은 급속한 마진 평가의 외과 필요를 충족하기위하여 충분한 조직 모형에 근거를 둔 몇몇 변화하는 침투를 가진 표면 화상 진찰에 1 차적으로 제한됩니다. 수술 설정 중 마진 조건을 빠르게 분석하면 수술 비용과 후속 절차 속도가 크게 감소합니다. 현재까지 THz는 포르말린 고정, 파라핀 내장(FFPE) 조직에서 암과 건강한 조직을 분화하는 데 효과적인 것으로 입증되었지만, 새로 절제된 조직에서 암을 안정적으로 검출하기 위해서는 추가적인 조사가 필요하다7.
이 프로토콜은 바이오뱅크에서 얻은 갓 절제된 인간 조직 샘플에서 THz 이미징 및 분광법을 수행하는 단계를 자세히 설명합니다. 갓 절제된 인간 유방암 조직에 내장된 THz 응용은 특히 병원과 통합되지 않은 연구 집단에 의해 출판된 연구7,,18,,22,,23에서거의 사용되지 않았습니다. 갓 절제된 조직의 사용은 마찬가지로 다른 암 적용에 대해드물며, 대부분의 비유방 인간암 예는 대장암24,,25에대해 보고되고 있다. 이를 위한 한 가지 이유는 FFPE 조직 블록이 연구에 사용되는 THz 시스템이 수술 워크플로우의 일부가 아니라면 갓 절제된 조직보다 접근하고 처리하기가 훨씬 쉽다는 것입니다. 유사하게, 대부분의 상업적인 실험실 THz 시스템은 신선한 조직을 취급하기 위하여 준비되지 않으며, 그 세포주 성장을 사용하는 단계에 아직도 또는 동물 모형에서 절제된 조직을 보기 시작했습니다. 수술 중 설정에 THz를 적용하려면 분석이 표준 병리학을 수행하는 기능을 방해하지 않도록 새로운 조직을 위해 이미징 및 특성화 단계를 사전에 개발해야합니다. 본질적으로 수술 중이 아닌 응용 프로그램의 경우, 신선한 조직의 특성화는 여전히 생체 내 응용 프로그램 및 분화로 작동하기 위해 해결해야하는 도전적인 단계입니다.
이 작업의 목적은 상용 THz 시스템을 사용하여 갓 절제된 조직에 대한 THz 적용에 대한 지침을 제공하는 것입니다. 이 프로토콜은 뮤린 유방암 종양13,17,,19에 대한 THz 이미징 및 분광시스템(26)에서 개발되었으며 바이오뱅크26 77,18로부터수득된 인간 수술 조직으로 확장되었다., 프로토콜이 유방암을 위해 생성되는 동안, 성공이 마진 평가27에달려 있는 수술로 취급되는 유사한 THz 화상 진찰 시스템 및 그밖 모형에 적용될 수 있습니다. 갓 절제된 조직에 대한 상당히 적은 양의 THz 결과로 인해, 이것은 THz 이미징 및 특성화를 위한 신선한 조직 취급의 프로토콜에 초점을 맞추는 저자의 지식에 대한 첫 번째 작업입니다.

<table><tbody><tr><td>70% 이소프로필 알코올</td><td>VWR</td><td>89108-162</td><td>70% USP 등급 이소프로판올 및 30% USP 등급 탈이온수 함유</td></tr><tr><td>알코녹스 분말 세제</td><td>VWR</td><td>21835-032</td><td>유리, 금속, 스테인리스강, 도자기, 세라믹, 플라스틱, 고무 및 유리 섬유에서 유기 오염 물질을 제거하는 농축 세제</td></tr><tr><td>바이오 위험 백</td><td>Fisher Scientific</td><td>19-033-712</td><td>Justrite FM 승인 생물학적 위험 폐기물 용기 교체 가방</td></tr><tr><td>골판지 홀더</td><td>N/A</td> N<td>/A</td> 포르말린 원심분리기 튜브<td>에 담갔을 때 조직 이미징 얼굴을 그대로 유지하는 스크랩 판지</td></tr><tr><td></td><td>VWR</td><td>10026-078</td><td>플랫 캡, 원뿔형 바닥, 폴리프로필렌, 멸균, 표준 라인 면봉이 있는 원심분리기</td></tr> 튜브 <tr><td></td><td>월마트</td><td>551398298</td><td>Q-팁 염색에 사용되는 오리지널 면봉 조직</td></tr><tr><td>에틸 알코올</td><td>VWR</td><td>71002-426</td><td>KOPTECH 순수 (비변성) 무수 (200 프루프 / 100 %) 에틸 알코올</td></tr><tr><td>눈 보호 고글</td><td>VWR</td><td>89130-918</td><td>킴벌리 클라크 전문 안전 안경</td></tr><tr><td>페이스 마스크</td><td>VWR</td><td>95041-774</td><td>DUKAL Corporation 수술 용 마스크</td></tr><tr><td>필터 용지</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z240087</td><td>Whatman 등급 1 셀룰로오스 필터</td></tr><tr><td>포르말린 용액</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HT501128-4L</td><td>10% 중성 완충 포르말린</td></tr><tr><td>인간 갓 절제된 종양(Infilterating Ductal Carcinoma(IDC))National</td> <td>Disease Research Interchange(NDRI 바이오뱅크</td><td>N/A</td>: <td>필요한 종양 유형에 대한 NDRI와 프로토콜이 서명됨</td></tr><tr><td>IRADECON 표백제 용액</td><td>VWR</td><td>89234-816</td><td>사전 희석된 차아염소산나트륨 표백제 용액</td></tr><tr><td>KIMTECH SCIENCE 물티슈</td><td>VWR</td><td>21905-026</td><td>Kimberly-clark 전문 Kim 물티슈</td></tr><tr><td>실험실 코트</td><td>VWR</td><td>10141-342</td><td>이 카탈로그 번호는 중형 코트</td></tr><tr><td>실험실 핀셋/집게</td><td>VWR</td><td>82027-388</td><td>조직을 손상시키지 않는 한 모든 실험실 핀셋을 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>액체 샘플 홀더(0.1mm 테프론 스페이서가 있는 2개의 석영 창)</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A</td><td>1" 직경 및 0.1452" 두께의 석영 창</td></tr><tr><td>니트릴 핸드 장갑</td><td>VWR</td><td>82026-426</td><td>이 카탈로그 번호는 중형 장갑</td></tr><tr><td>질소 실린더</td><td>Airgas</td><td>NI UHP300</td><td>NITROGEN UHP GR 5.0 SIZE 300</td></tr><tr><td>종이 타월</td><td>VWR</td><td>14222-321</td><td>11" x 8.78" 시트, 1 플라이</td></tr><tr><td>파라필름</td><td>VWR</td><td>52858-076</td><td>유연한 열가소성 수지. 자체 접착을 방지하기 위해 종이와 감긴 압연 방수 시트.</td></tr><tr><td>페트리 디쉬</td><td>VWR</td><td>470210-568</td><td>VWR 페트리 디쉬, 슬립 가능, 모노 플레이트 (분할되지 않은 바닥)</td></tr><tr><td>폴리스티렌 플레이트</td><td>홈 디포</td><td>1S11143A</td><td>~ 11" x 14" x 0.05" 비반사 스티렌 시트에서 잘라낸 10 cm x 10 cm 정사각형 조각</td></tr><tr><td>ScanAcquire Software</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A</td><td>THz 반사 이미징 측정을 위한 시스템 소프트웨어</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 로우 프로파일 블레이드 (#4689)</td><td>VWR</td><td>25608-964</td><td>Tissue-Tek Accu-Edge 일회용 마이크로톰 블레이드</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 금속 트레이</td><td>퀵 메디</td>컬 <td>10F</td><td>폴라 웨어 스테인리스 스틸 의료 기기 트레이</td></tr><tr><td>티슈 마킹 염료</td><td>Ted Pella, Inc</td><td>노란색 염료 #27213-1 빨간색 염료 #27213-2 파란색 염료 #27213-4</td><td>절제 조직 샘플의 방향을 잡는 데 사용됩니다 조직병리학 실험실 TPS로 보내집니다.</td></tr><tr><td> Spectra 3000</td><td>TeraView, Ltd</td><td>해당 없음</td><td>THz 이미징 및 분광 시스템</td></tr><tr><td>TPS Spectra Software</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A</td><td>THz 투과 분광학 측정을 위한 시스템 소프트웨어</td></tr></tbody></table>

테라헤르츠 새로 절제된 유방암 종양을 위한 테라헤르츠 이미징 및 특성화 프로토콜

Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

이 원고는 펄스 테라헤르츠 이미징 및 분광학 기술을 사용하여 갓 절제된 인간 유방 종양을 처리, 특성화 및 이미지화하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 정상 발생률에서 테라헤르츠 전송 모드와 30°의 경사 각도에서 테라헤르츠 반사 모드를 포함합니다. 수집된 실험 데이터는 전기장의 시간 도메인 펄스를 나타낸다. 절제된 조직 상에 고정된 점을 통해 전달되는 테라헤르츠 전기장 신호는 분석 모델을 통해 처리되어 조직의 굴절률 및 흡수 계수를 추출합니다. 스테퍼 모터 스캐너를 활용하면, 테라헤르츠 방출 펄스는 종양의 각 픽셀로부터 반사되어 상이한 조직 부위의 평면 이미지를 제공한다. 이미지는 시간 또는 주파수 도메인으로 표시할 수 있습니다. 더욱이, 각 픽셀에서 굴절률 및 흡수 계수의 추출된 데이터는 종양의 토모그래피 테라헤르츠 영상을 제공하기 위해 이용된다. 프로토콜은 암과 건강한 조직 사이의 명확한 분화를 보여줍니다. 한편, 프로토콜을 준수하지 않으면 종양 표면에 기포와 유체가 남아 있기 때문에 시상 또는 부정확한 이미지가 발생할 수 있습니다. 프로토콜은 유방 종양의 외과 마진 평가를 위한 방법을 제공합니다.

상기 인간 유방암 종양 시편의 전술한 프로토콜에 따라 수득된 THz 이미징 결과18은 #ND14139 바이오뱅크로부터 수신된 도 9에제시되어 있다. 병리학 보고에 따르면, #ND14139 종양은 왼쪽 유방 요추 절제술 수술 절차를 통해 49 세 여성에게서 얻은 I /II 등급 침투 덕트 암 (IDC)이었습니다. 종양의 사진은 도 9A에도시되어, 도 9B에서병리학 적 이미지, 및 프로토콜에서 수학식 1을 사용하여 얻은 THz 전력 스펙트럼 이미지는 도 9C에도시되어 있다. 병리학 심상의 평가는 오클라호마 주립 대학에 우리의 컨설팅 병리학자에 의해 행해졌습니다. 병리학 이미지와 THz 이미지를 상호 연관시킨 후, 암 영역(즉, 도 9C의</s...

갓 절제된 인간 유방암 종양은 테라헤르츠 분광법 및 이미징을 특징으로 하며 신선한 조직 처리 프로토콜을 따르게 된다. 조직 포지셔닝은 효과적인 특성화를 가능하게 하는 동시에 향후 수술 중 응용 분야에 대한 적시에 분석을 제공하기 위해 고려됩니다.

This manuscript presents a protocol to handle, characterize, and image freshly excised human breast tumors using pulsed terahertz imaging and spectroscopy ...

이 프로토콜은 테라헤르츠 이미징과 분광법을 사용하여 두 번째 수술의 필요성을 실질적으로 감소시키는 것을 목표로 유방 종양의 수술 마진을 평가합니다. Terahertz 화상 진찰은 비 이온화 및 생물학적으로 안전한 방법 프로세스에서 그들의 광학 속성에 근거를 둔 암과 비암 조직을 구별하기 위하여 이용될 수 있습니다. 이 기술은 유방암 마진 평가를 위해 개발되었습니다, 그러나 외과 절개 및 마진 평가를 요구하는 그밖 고형 종양에 적용됩니다.이 방법은 물리적 슬라이스에 대한 필요없이 FFPE 조직 블록의 내부의 이미징을 허용, 정확한 어떤 깊이에서 종양 마진의 식별을 용이하게. 이 프로토콜은 시각적 데모없이 이해하기 어려울 수있는 조직 처리 및 단계 균형과 같은 중요한 단계의 성능을 요구합니다. 바이오 해드 백으로 티슈 커버 스테인리스 스틸 금속 트레이를 처리하기 전에 모든 적절한 실험실 재료를 덮은 트레이의 손이 닿지 않는 곳에 배치하십시오.다음으로, 신선한 종양 샘플을 트레이의 페트리 접시에 옮기고 총 검사를 사용하여 충분히 평평하고 혈액과 혈관이 거의 없는 종양의 측면을 선택합니다. 이어서, 1급 필터 용지상에 영상을 배치하여 과도한 수요 배지를 제거하고, 유체 또는 분비물의 조직을 지우고, 종이가 포화됨에 따라 종양을 건식 지점으로 재배치한다. 종양건조를 5분 동안 유지하면서 1.2mm 두께의 폴리스티렌 플레이트를 약 37mm 직경 내에 스캔 창에 놓고 스캔 창과 폴리스티렌 플레이트를 테라헤르츠 이미저의 샘플 단계에 놓습니다.메인 창에서 고정 점 스캔 아이콘을 클릭하여 테라헤르츠 안테나를 활성화하고 폴리스티렌 플레이트의 한 지점에서 반사된 테라헤르츠 신호를 보내고 수신하기 시작합니다. 모터 스테이지 대화 아이콘을 클릭합니다. 모터 컨트롤 창이 열립니다.주 창에서 폴리스티렌의 반사된 펄스를 중심으로 광학 지연 축 화살표를 클릭하여 광학 지연 축을 조정합니다. 데이터 수집 설정 버튼을 클릭하여 데이터 수집 설정 대화 창을 열고 광학 지연 값을 5볼트에서 4볼트로 변경합니다. 마이크로미터 스케일로 스캐닝 스테이지의 수직 위치를 조정하고, 이차 펄스의 최소가 가장 강할 때까지 모터 제어 창의 축을 광학 지연을 조정하여 측정되는 반사 된 신호의 범위 외부에 1 차 반사를 넣습니다.샘플 스테이지를 평준화하고 참조 신호를 기록하려면 모터 제어 대화 버튼을 클릭하여 모터 제어 창을 열고 모터 위치를 조정하는 동안 시간 도메인 신호가 보이도록 모터 제어 창과 기본 소프트웨어 창을 재배치합니다. 모터 컨트롤 창에서 다음 단계를 사용하여 A 축을 평준화하려면 x 축값을 0에서 음수 10으로 변경하고 Enter를 적중시합니다. 스테이지는 A 축의 영하 10mm 위치로 이동하고 신호 위치의 변화가 메인 창에서 관찰됩니다.조정 가능한 마이크로미터 스케일을 사용하여 신호의 최소 피크를 이전 수직 위치로 다시 이동하고 A 축 값을 10으로 변경합니다. 입력을 클릭합니다. 스테이지는 A 축의 10mm 이상의 위치로 이동하고 신호의 변화가 다시 관찰됩니다.신호가 이전 위치에서 이동한 방향과 거리가 A 축 값을 다시 마이너스 10으로 변경합니다. 신호가 원래 수직 위치로 돌아갑니다. 스캐닝 스테이지의 A 축에서 레벨링 나사를 회전시키고 신호를 동일한 방향으로 두 배로 이동하여 스테이지가 원래 위치에서 이동합니다.스캐닝 스테이지의 마이크로미터를 사용하여 신호를 원래 위치로 이동하고 10및 마이너스 10의 신호가 원래 위치에 초점을 맞출 때 신호가 최고점에 같을 때까지 조정을 반복한다. A 축의 평준화가 완료되면 A 축 값을 0으로 변경하고 B 축에 대해 동일한 절차를 반복합니다. 두 축이 모두 수평화되면 A축과 B 축을 모두 0밀리미터로 반환하고 모터 제어 창을 둘러본 다음 신호가 약간 이동한 경우 원래 위치에 있는지 확인합니다.이 신호를 데이터 수집 속성 창의 참조로 기록하려면 평균 값을 5로 변경하고 다른 모든 매개 변수를 기본 설정에 둡니다. 그런 다음 새 참조를 클릭합니다. 평균 카운터는 0에서 20까지 계산됩니다.카운터가 20에 도달하면 평균 값을 하나로 변경하고 확인을 클릭합니다. 폴리스티렌의 반사된 신호는 후속 검사에 대한 참조로 저장됩니다. 모든 파라미터가 설정된 경우, 이미징 창을 스캐닝 단계에서 조직 처리 영역으로 옮기고 종양을 폴리스티렌 플레이트에 장착한다. 핀셋으로 종양 내의 기포를 제거하거나 공기 간격이 최소화 될 때까지 샘플을 폴리스티렌에 부드럽게 굴립니다.시험 샘플 주위에 일정한 간격으로 absorptive 스페이서를 놓고 종양 위에 또 다른 폴리스티렌 플레이트를 놓습니다. 종양 표면을 가능한 한 평평하게 부드럽게 누르고 시료 창에 종양과 폴리스티렌 플레이트 배열을 테이프로 놓습니다. 평평한 조직 표면과 폴리스티렌 플레이트와의 좋은 접촉은 기포, 과잉 유체 및 고르지 않은 표면이 종양 조직 이미징을 망칠 수 있기 때문에 중요합니다.샘플 창을 뒤집고 종양 사진을 찍어 방향기록을 보관합니다. 샘플 창을 스캔 단계로 반환하고 이미지 매개 변수 대화 버튼을 클릭하여 이미지 수집 매개 변수 창을 엽니다. 축의 값을 1최소, 축 최대, 축 2 최소 축 및 축 2 최대값으로 설정하여 이미징 창에서 종양의 위치를 완전히 둘러싸습니다.이미징 스캔을 위해 축 1단계와 축 2단계를 0.2밀리미터로 설정합니다. 그런 다음 측정 메뉴에서 Flyback 2D 스캔을 선택하고 팝업 창에 스캔 데이터를 저장하는 폴더 및 파일 이름을 만듭니다. 이 분석에서는, 왼쪽 유방 요추 절제술 수술 절차를 통해 49 세 여자에게서 얻은 1-2 개의 침투 하는 덕트 암 등급을 평가하였다.테라헤르츠 이미지를 병리학 이미지와 상호 연관시킨 결과, 암 부위가 지방 지역보다 더 높은 반사를 보였다는 것이 분명했습니다. 토모그래피 이미징은 주파수가 증가함에 따라 두 주파수모두에서 지방보다 높은 값을 나타내는 암 픽셀로 지방 픽셀에서 암에 대한 계산된 흡수 계수 값이 증가했습니다. 대조적으로, 주파수가 증가함에 따라 두 조직의 굴절률은 감소했습니다.동일한 종양의 분광법 분석은 종양으로부터 추출된 두 단면도에 대해 추출된 흡수 계수 및 굴절률 모두의 주파수 범위에 대한 양호한 합의를 나타낸다. 조직의 불충분 한 처리 오해의 소지가 이미징 결과 이어질 수 있습니다., 예를 들어 건조 되지 않은 종양 샘플 내에서 과잉 액체의 존재 로 인해 종양에서 암의 더 큰 존재를 제안 하는 결과. 테라헤르츠 이미지 데이터상에서 추가 특성화를 수행하여 조직의 주파수 종속 특성에 대한 정보를 얻고 통계 분석은 자동화된 이미지 세분화를 위해 수행될 수 있다.이 기술은 치명적인 고등급 종양에서 낮은 등급의 종양을 구별하기 위하여, 그(것)에 있는 덕트 암종의 서명을 조사하기 위한 화상 진찰 및 분광법 알고리즘의 발달로 이끌어 냈습니다. 암 조직 및 포르말린 용액을 신중하게 처리하고 종양 조직에 접촉하는 모든 시스템 요소 또는 도구를 적절하게 청소하거나 폐기해야합니다.

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연구

JoVE Journal

Engineering

공학

표시 셀 다중 광자 현미경을 통해 혀를 이내 구강 암 종양 침략의 양적 모니터링 마우스 모델을 생성에 관련된 기술의 포괄적인 개요는 제공됩니다. 이 시스템은 침입 방지 화합물의 분자 평가 및 약물 효능을위한 유용한 플랫폼이 될 수 있습니다.

구강 편평 세포 암종의 Orthotopic 마우스 모델에서 종양 세포 침략의 다중 광자 이미징

유방암 뇌 전이의 마우스 모델은 MDA-MB231/Br-GFP 세포의 초음파 영상 유도 심장 내 주입으로 설정됩니다. 다 초점 두개 내 전이의 개발은 고해상도 9.4 T MRI를 사용하여 세로 방향으로 모니터링하고있다.

종 MRI에 이어 유방암 뇌 전이 마우스 모델을 개발하기 위해 초음파 영상 유도 심장 내 주입

근적외선 형광(NIRF) 영상은 수술 중 종양의 국소화 및 수술 마진 상태의 평가를 가능하게 하여 유방암 수술의 치료 결과를 개선할 수 있습니다. 형광 종양 시뮬레이션 내포물을 포함하는 조직 시뮬레이션 유방 팬텀을 사용하여 유방암 환자에서 NIRF 이미징의 잠재적인 임상 응용을 표준화 및 교육 목적으로 평가할 수 있습니다.

유방암 수술의 잠재적 인 근적외선 형광 이미징 응용 프로그램을 평가하는 팬텀을 조직 시뮬레이션

자기 공명 영상을 사용하여 유방의 확산 텐서의 파라메트릭 및 벡터 맵을 얻는 방법을 설명합니다. 이미징 처리 후 프로토콜 및 최종 출력은 유방 구조적 특징을 추적하고 유방 악성 종양을 감지하기 위해 맞춤화되었습니다.

자기 공명 확산 텐서 영상과 유방 아키텍처 특징을 추적 및 탐지 유방암

HER2 양성 세포의 다른 유형의 배포 유방암의 하위 집합에서 관찰 될 수 있다 고 임상 딜레마를 생성 합니다. 여기, 정의 계량, HER2 내부 종양 유전자이 heterogeneously 처리 유방암의 큰 시리즈에 비교 하는 안정적이 고 비용 효율적인 프로토콜을 소개 합니다.

유방암에서 HER2 유전자 증폭의이 질을 평가 하기 위해 높은 처리량 검열 플랫폼을 구축

여기에 설명된 생체내 영상화 방법은 대사 보조인자 NAD(P)H로부터의 콜라겐 초고조파 생성 및 내인성 형광을 이용하여 표지되지 않은 종양 미세환경을 종양, 기질 및 혈관 구획으로 비침습적으로 분절하여 4D 생체내 영상의 심층 분석을 한다.

유방 종양 미세환경의 생체 내 이미징을 위한 라벨 없는 세분화 접근법

암 면역 요법 시대에, 종양 미세 환경 역학을 밝히는 것에 대한 관심이 눈에 띄게 증가했습니다. 이 프로토콜은 염색 및 이미징 단계와 관련하여 질량 분광법 이미징 기술을 자세히 설명하므로 고도로 다중화 된 공간 분석이 가능합니다.

포르말린 고정 및 파라핀 임베디드 조직 샘플의 질량 분광법 이미징을 사용하여 종양 미세 환경에 대한 이해 확대

이 프로토콜은 마우스에서 유방암 환자 유래 이종이식편의 정소성 이식을 위한 효율적인 비수술적 방법을 설명합니다. 이 기술은 효소 종양 해리 후 유방 지방 패드에 직접 주입하여 고처리량 이식을 가능하게 합니다. 포괄적인 검증은 모델 충실도를 보장하여 다양한 유방암 하위 유형에 대한 엄격한 연구를 촉진합니다.

High-Throughput Dissociation and orthotopic Implantation of Breast Cancer Patient-derived Xenografts(유방암 환자 유래 이종이식편의 High-Throughput Dissociation and orthotopic Implantation of breast Cancer Patient-derived Xenografts)

이 논문에서는 복막 전이의 3차원 구조를 특성화하기 위해 최적화된 다중 면역형광 프로토콜에 대해 설명합니다.

Iterative Bleaching Extends Multiplexity 접근법을 사용한 종양 함유 조직의 3차원 이미징

이 프로토콜은 살아있는 인간 유방암 세포의 무표지, 비침습적 표현형을 위해 라만 분광법과 단층촬영상 현미경을 결합한 다중 모드 접근 방식을 제시합니다. 여기에는 신속하고 정량적인 형태 화학 분석을 위한 사용자 친화적이고 인간 편견이없는 분석 파이프라인이 포함되어 있으며, 암 연구 및 세포 생물학에 응용하여 상세한 분자 및 구조적 통찰력을 제공합니다.

살아있는 무표지 유방암 세포의 표현형 분석을 발전시키기 위한 다중 모드 이미징 프레임워크

이 프로토콜은 유방 이미징을 위한 마이크로파 이미징 장치의 이미징 절차를 설명합니다.

마이크로파 유방조영술의 임상 영상

배우세요 테라헤르츠 이미징 및 분광법을 활용한 유방암 종양의 수술 경계 평가 방법을. 이 비침습적 기술은 암 조직과 정상 조직을 안전하게 구분하여 재수술 필요성을 줄이고 수술 결과를 개선합니다.

테라헤르츠 새로 절제된 유방암 종양을 위한 테라헤르츠 이미징 및 특성화 프로토콜

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