Przestrzenny pomiar ciśnienia płynu śródmiąższowego guza: metoda pomiaru ciśnienia płynu śródmiąższowego

Streszczenie

Źródło: Stapleton et. al., Pomiary perfuzji, ciśnienia płynu śródmiąższowego i akumulacji liposomów w guzach litych. J. Vis. Exp. (2016).

Ten film opisuje technikę pomiaru ciśnienia płynu śródmiąższowego w guzie za pomocą obrazowania perfuzyjnego za pomocą systemu robotycznego sterowanego obrazem. Pomiary porównuje się z wewnątrznowotworową akumulacją liposomów w guzie litym.

Protokół

1. Przestrzenne pomiary ciśnienia płynu śródmiąższowego guza

1. Aby zmierzyć interaktywność, podłącz igłę rdzeniową 25 G do przetwornika ciśnienia i do systemu akwizycji IFP przez 50 cm rurkę z polietylenu PE20. Przepłukać cały system roztworem siarczanu heparyny/soli fizjologicznej (1:10). Przed użyciem wysterylizować igłę 70% izopropylem.
2. Włącz system akwizycji i uruchom oprogramowanie do akwizycji IFP i załaduj pliki ustawień, aby skalibrować system w celu uzyskania pomiarów IFP w mmHg. Kliknij przycisk pobierania, aby w sposób ciągły zbierać dane IFP.
3. Wykonaj pomiary IFP między 48 a 72 godziną po wstrzyknięciu liposomów CT (odpowiada to przybliżonemu czasowi szczytowej akumulacji liposomów CT w guzie), stosując opisaną metodę.
   1. Za pomocą pompy strzykawkowej wstrzyknąć bolus liposomów CT o stężeniu 400 mg jodu ^kg-1. Ustaw pompę tak, aby wstrzykiwała objętość około 150 μl (zakładając, że mysz o wadze 25 g). Naciśnij przycisk "start" na pompie, aby wstrzyknąć. Ręcznie przepłukać cewnik 50 μl soli fizjologicznej (dwukrotność objętości cewnika), aby upewnić się, że cała ilość środka została wstrzyknięta, a cewnik jest czysty.
      Podłącz igłę IFP do robota CT-IFP.
4. Wykonaj skanowanie kalibracyjne, aby wyrównać układy współrzędnych dla robota CT-IFP i tomografu komputerowego. Dodaj nasadkę do markera referencyjnego do robota CT-IFP i wykonaj cztery wolumetryczne badania TK ze znacznikiem odniesienia w czterech różnych pozycjach.
   1. Uruchom oprogramowanie sterownika robota CT-IFP, zainicjuj robota i przesuń robota do trzech pozycji, wprowadzając pozycje celowania x,y,z i klikając przycisk "start".
   2. Wykonać tomografię komputerową na następujących współrzędnych x,y,z: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; oraz (4) 0,0,10. Wybierz skanowanie 90 kV, 10 mA, 16 sekund za pomocą oprogramowania tomografu komputerowego i naciśnij "Start", aby rozpocząć skanowanie. Zrekonstruuj skan zgodnie z opisem. Wykonać skan DCE-CT, ustawiając pompę strzykawkową tak, aby wstrzykiwała objętość 100 μl wolnego joheksolu zmieszanego z solą fizjologiczną (stosunek objętościowy 9:1).
      1. Na konsoli tomografu komputerowego wybierz 5-minutowy skan dynamiczny, który wykorzystuje ustawienie energii promieniowania rentgenowskiego 80 kV, energię lampy 90 mA i rejestruje 416 projekcji obrazu co sekundę przez pierwsze 30 sekund, a następnie akwizycję co 10 sekund. Przechwyć 5 sekund danych DCE-CT, a następnie naciśnij przycisk start na pompie wtryskowej.
      2. Po badaniu DCE-CT należy wykonać wolumetryczną anatomiczną mikrotomografię komputerową.
5. Uruchom oprogramowanie do osiowania robota CT-IFP. Kliknij przycisk "dodaj" załadowany w regionie "Dane rejestracyjne" i wybierz cztery zrekonstruowane skany rejestracyjne uzyskane w wersji 1.3, a następnie kliknij "otwórz".
   nuta: Lokalizacja piksela znacznika odniesienia zostanie automatycznie wprowadzona do oprogramowania.
   1. Kliknij przycisk "Oblicz transformację", a następnie kliknij przycisk "Zastosuj transformację". W ten sposób generowane są dane osiowania, które zostaną wykorzystane do konwersji układu współrzędnych robota CT-IFP na układ współrzędnych tomografu komputerowego. Po zakończeniu kalibracji przymocuj platformę dla zwierząt do robota CT-IFP.
6. Znieczulij każdą mysz za pomocą 2% izofluranu zmieszanego z powietrzem medycznym lub tlenem i potwierdź, szczypiąc palec u nogi i obserwując brak reakcji. Unieruchomić zwierzę na platformie robota CT-IFP i ustawić mysz tak, aby guz był dostępny dla systemu robota CT-IFP. Unieruchomić guz za pomocą taśmy tak, aby nie poruszał się podczas wprowadzania igły IFP.
7. Wykonaj anatomiczną mikrotomografię komputerową przed wprowadzeniem igły IFP. Zrekonstruować dane z tomografii komputerowej, wykonując czynności opisane w punkcie 1.2.
8. Załaduj dane CT przed wkłuciem igły do oprogramowania do osiowania robota CT-IFP. Dostosuj okno i poziom, aby uwidocznić guza. Kliknij krawędź guza na dowolnym obrazie, a następnie kliknij lokalizację drugiego brzegu.
   nuta: Oprogramowanie obliczy serię pozycji wzdłuż linii liniowej między dwoma pozycjami. Zanotuj współrzędne x, y i z dla serii od 5 do 8 równomiernie rozmieszczonych pozycji z listy.
9. Przygotować system IFP, przepłukując igłę roztworem soli fizjologicznej heparyny przed włożeniem.
10. Wprowadź pierwsze z góry określone pozycje igły w x,y,z, do oprogramowania sterującego robotem CT-IFP i naciśnij przycisk "go", aby przesunąć robota do żądanej pozycji. Kliknij przycisk "Włóż igłę", aby wprowadzić igłę do tkanki.
    1. Po włożeniu igły należy zapewnić dobrą komunikację płynu między igłą IFP a tkanką, ściskając i zwalniając rurkę PE20, zauważając, że pomiar IFP wzrasta i powraca do wartości sprzed zaciskania w oprogramowaniu do akwizycji IFP. Odrzuć pomiary, które nie powracają do linii bazowej.
11. Uzyskaj anatomiczny skan CT z włożoną igłą, a następnie kliknij przycisk "Wycofaj igłę" w oprogramowaniu sterującym robotem CT-IFP, aby wycofać igłę z tkanki. Odrzuć wszystkie pomiary IFP, w których wartość IFP nie powraca do wartości sprzed wkłucia igły po wyjęciu igły. Oznacza to, że igła mogła zostać zatkana podczas pomiaru. Powtórzyć kroki od 1.8 do 1.10 dla każdej pozycji igły.
12. Określ położenie igły w objętości guza, obliczając pozycje x, y i z portu igły względem środka masy objętości guza, jak określono w wolumetrycznym skanowaniu CT igły po wprowadzeniu wkłucia.
13. Wróć zwierzęta do klatki po zakończeniu wszystkich pomiarów. Nie pozostawiaj zwierząt bez opieki i obserwuj je, dopóki nie odzyskają przytomności i nie będą w stanie utrzymać pozycji leżącej mostka.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Omnipaque (Iohexol) 300 mg jodu/ml	GE Healthcare, Kalifornia
System eXplore Locus Ultra micro-CT	GE Healthcare, Kalifornia		Manipulowane za pomocą oprogramowania CT-Console
Zestaw do infuzji ze skrzydłami 27 g SURFLO	Terumo Medical Products, Stany Zjednoczone	SV*27EL
Rurki z polietylenu PE20	Becton Dickinson, Stany Zjednoczone	427406
Końcówka pióra 25 G × 3,5′′ Igła rdzeniowa Whitacre	Becton Dickinson, Stany Zjednoczone	Numer katalogowy: 405140	Igła IFP
Przetwornik ciśnienia P23XL	Aparatura Harvarda, Kalifornia	Zobacz materiał P23XL
PowerLab 4/35, wzmacniacz mostkowy, z LabChart Pro 7.0	ADInstruments Pty Ltd., Stany Zjednoczone	PL3504, FE221	System akwizycji IFP i oprogramowanie do akwizycji
System interwencyjny CT-Sabre Small Animall (CT-IFP Robot)	Parallax Innovations, Kalifornia		Manipulowanie za pomocą oprogramowania sterującego robotem CT-IFP
Oprogramowanie do osiowania robotów CT-IFP Niestandardowe oprogramowanie Matlab
Oprogramowanie do analizy DCE-CT			Niestandardowe oprogramowanie Matlab