Budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza
July 29th, 2013
Ten artykuł opisuje wewnętrzne procedury konstruowania przedklinicznego fantomu multimodalnego wykonanego z materiałów naśladujących tkanki (TM) do zapewnienia jakości (QA) pomiaru wielkości guza w metodach obrazowania zwierząt, takich jak ultrasonografia (US), tomografia komputerowa (CT) i rezonans magnetyczny (MRI).
Ogólnym celem tej procedury jest skonstruowanie fantomu zapewniającego jakość multimodalności do dokładnego pomiaru wielkości guza. Najpierw spraw, aby badany obiekt naśladował materiał naśladujący tkankę i odlew obiekty testowe za pomocą form silikonowych. Zamontuj obiekty testowe w półcylindrycznym pojemniku i przyklej cienkie, nieprzewodzące aluminium.
Następnie przygotuj materiał naśladujący tkankę tła i wlej go do pojemnika. Teraz szczelnie uszczelnij fantom i obróć go w rotatorze. Wynikiem tym jest fantom multimodalności z potencjałem do dokładnej symulacji nowotworów Informacje techniczne na temat budowy multimodalności qa.
Phantom jest limitowany. Budowa jest trudna do nauczenia się ze względu na wysoką dokładność wymaganą w wielkości obiektów testowych stymulujących nowotwór. Ten film pokazuje ważne etapy budowy fantomu.
Najpierw dodaj 20 mililitrów dostępnego w handlu pełnego mleka do zlewki. Następnie przepuść mleko przez filtr o średnicy 20 mikrometrów, a następnie przez filtr siatkowy o średnicy 10 mikrometrów. Następnie rozpuść 0,02 grama Marisol w 10 mililitrach mleka i powoli mieszaj.
Teraz za pomocą odkurzacza domowego odgazowuj roztwór mleka przez 30 sekund w temperaturze pokojowej. Następnie rozpuść 0,6 grama suchego aros w 10 mililitrach dejonizowanej wody o temperaturze pokojowej i powoli mieszaj. Następnie dodaj 0,79 mililitra jednego propanolu.
Po zaprojektowaniu roztworu ARO podgrzej go w łaźni wodnej o temperaturze 95 stopni Celsjusza, aż roztwór agro będzie klarowny. W międzyczasie podgrzej mleko skondensowane w łaźni wodnej o temperaturze 55 stopni Celsjusza. Gdy roztwór ARO będzie klarowny, przenieś stopiony roztwór ARO do łaźni wodnej o temperaturze 55 stopni Celsjusza.
Po zrównoważeniu do 55 stopni Celsjusza połącz pięć mililitrów roztworu Agarro z pięcioma mililitrami skondensowanego mleka i powoli mieszaj mieszaninę. Następnie dodaj 1,7 miligrama EDTA i jeden miligram chlorku miedzi do mieszanki mleka agros i wymieszaj jednorodność na silikonowej formie bez jednomilimetrowych otworów. Przymocuj nylonową nić wzdłuż środka kulek i przyklej ją na obu końcach formy.
Za pomocą miękkiej szczotki nałóż smar silikonowy na powierzchnię dwóch form i zmontuj dwie formy za pomocą prętów wyrównujących i gumek. Teraz powoli wstrzyknij materiał naśladujący tkankę badanego obiektu przez milimetrowe otwory silikonowej formy, używając igły strzykawki o rozmiarze 22, aby uniknąć pęcherzyków powietrza. Następnie przechowuj foremki w lodówce przez około 30 minut, aż badany obiekt stwardnieje.
Następnie rozładuj badane obiekty z formy i przełóż nylonową nić przez milimetrowe otwory po jednej stronie cylindrycznego pojemnika. Powtórz to dla drugiej strony. Następnie zamontuj badane obiekty w pojemniku za pomocą spawu szkockiego DP 100 i taśmy klejącej, która przykleja cienkie, nieprzewodzące aluminium do akrylowego pojemnika.
Zablokuj jednomilimetrowe otwory w akrylowym pojemniku za pomocą tego samego kleju, aby przygotować materiał naśladujący tkankę tła. Przefiltruj mleko komercyjne jak poprzednio, a następnie rozpuść 0,2 grama Marisol w 100 mililitrach przefiltrowanego mleka i mieszaj, a następnie odgazuj roztwór mleka przez 30 sekund w temperaturze pokojowej. Następnie rozpuść dwa gramy suchego aros w 100 mililitrach wody dejonizowanej w 7,9 mililitra jednego propanolu i jednym gramie siarczanu baru.
Następnie powoli mieszaj po odgazowaniu roztworu ARO. Podgrzej go w łaźni wodnej o temperaturze 95 stopni Celsjusza, aż roztwór ARO będzie klarowny. W międzyczasie podgrzej mleko skondensowane w łaźni wodnej o temperaturze 55 stopni Celsjusza.
Przenieś stopiony roztwór agro do łaźni wodnej o temperaturze 55 stopni Celsjusza. Po zrównoważeniu do 55 stopni Celsjusza połącz 50 mililitrów roztworu ARO z 50 mililitrami mleka skondensowanego. Powoli mieszaj mieszaninę.
Następnie dodać 103 miligramy EDTA i 60 miligramów chlorku miedzi do mieszaniny aros, a następnie odpowiednio wymieszać. Dodaj 0,1 grama szklanych koralików i wymieszaj. Następnie powoli przelej mieszaninę przez sześciomilimetrowy otwór pojemnika.
Po usunięciu pęcherzyków powietrza przyklej sześciomilimetrowy otwór za pomocą spawu szkockiego DP 100. Po zmontowaniu obracaj fantom z prędkością dwóch obrotów na minutę w rotatorze przez cztery do pięciu godzin. W temperaturze pokojowej usuń nylonową nić po całkowitym stwardnieniu materiałów naśladujących tkanki w fantomie.
Fantom jest teraz skanowany w przedklinicznym badaniu ultrasonograficznym, tomografii komputerowej i rezonansie magnetycznym, a obrazy są pozyskiwane w trzech modalnościach. Pokazane są tutaj obiekty testowe o różnej średnicy, które zostały odlane przy użyciu form silikonowych. W żadnym z badanych obiektów nie ma pęcherzyków powietrza.
Ten przedkliniczny fantom multimodalny ma pięć obiektów testowych symulujących guz. Jego rozmiar jest na tyle mały, że pasuje do wszelkich przedklinicznych metod obrazowania. Oto zdjęcia USG, CT i MR.
Kontrast między obiektami testowymi a tłem jest wystarczający do rozróżnienia obiektów testowych i zmierzenia ich wielkości we wszystkich trzech modalnościach. Na żadnych obrazach nie obserwuje się poważnych artefaktów, z wyjątkiem niewielkiego pogłosu w obrazach ultrasonograficznych. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonstruować multimodalność qa, fantom W przypadku ultrasonograficznego tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego uważam, że istnieje kilka sposobów na dokładne skonstruowanie fantomu.
Przedstawiłem jedno podejście, które można zaadaptować do budowy fantomu do innych celów badawczych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Niniejszy artykuł opisuje konstrukcję preklinicznego fantomu multimodalnego wykonanego z materiałów imitujących tkanki w celu zapewnienia jakości pomiaru wielkości guza w różnych metodach obrazowania. Fantom został zaprojektowany w celu poprawy dokładności w ultradźwiękach, tomografii komputerowej i obrazowaniu rezonansem magnetycznym.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Inżynieria biomedyczna
- Techniki obrazowania
Tło
- Zapewnianie jakości w obrazowaniu jest kluczowe dla dokładnej oceny guza.
- Materiały imitujące tkanki są niezbędne do tworzenia realistycznych fantomów.
- Wielomodalne obrazowanie obejmuje różne techniki, takie jak US, CT i MRI.
- Fantomy pomagają w walidacji systemów i protokołów obrazowania.
Cel badania
- Konstrukcja multimodalnego fantomu zapewniającego jakość.
- Zapewnić dokładne pomiary wielkości guza w różnych metodach obrazowania.
- Dostarczenie niezawodnego narzędzia do preklinicznych badań obrazowania.
Zastosowane metody
- Przygotowanie materiału imitującego tkanki za pomocą foremek silikonowych.
- Montaż obiektów testowych w pół-cylindrycznym pojemniku.
- Przymocowanie cienkiej, nieprzewodzącej aluminium do obiektów testowych.
- Uszczelnianie i obracanie fantomu w celu zapewnienia jednorodności.
Główne wyniki
- Konstruowany fantom dokładnie symuluje guzy.
- Jest odpowiedni do zapewniania jakości w wielu metodach obrazowania.
- Metodologia pozwala na reprodukowalne produkowanie fantomu.
- Fantom może zwiększyć niezawodność pomiarów guza.
Wnioski
- Fantom multimodalny jest cennym narzędziem do badań obrazowania.
- Poprawia dokładność pomiarów wielkości guza.
- To podejście może być dostosowane do różnych technologii obrazowania.
Często zadawane pytania
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.
