Name: Budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-29T12:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: Naucz się budować multimodalny fantom przedkliniczny z materiałów naśladujących tkanki, zapewniający jakość pomiaru wielkości guza w USG, CT i MRI. Ta metoda poprawia dokładność obrazowania.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy są wdzięczni dr Madsenowi z University of Wisconsin-Madison i Cristel Baiu z Gammex Inc. za udzielanie porad dotyczących materiałów TM. Autorzy są również wdzięczni dr Malcolmowi Davidowi Murrayowi za dostarczenie metod do skonstruowania fantomu.

1. Projekt fantomowy
Rysunek przedklinicznego fantomu multimodalności jest pokazany na rysunku 1 7, 8. Rozmiar fantomu wynosi 38 mm średnicy i 115 mm długości, co pozwala na skanowanie fantomu w różnych skanerach zwierząt. Fantom zawiera pięć obiektów symulujących guz (średnica: 14, 10, 7, 4 i 2 mm) umieszczonych na głębokości 10 mm wewnątrz fantomu.
2. Budowa formy silikonowej
Formy silikonowe są przygotowane do odlewania obiektów testowych symulujących nowotwór, jak opisano w tej sekcji 7. Wszystkie płyty i pręty akrylowe potrzebne do przygotowania form silikonowych są cięte z dokładnością do 25 μm w warsztacie mechanicznym w Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego w San Antonio (UTHSCSA).
<ol>
	<li>Wykonaj pięć otworów (średnica: 14, 10, 7, 4, 2 mm) na badane obiekty i kolejne pięć otworów (średnica: 6 mm) na pręty wyrównujące w dwóch akrylowych płytach podstawy (rozmiar: 4,2 cm × 11,5 cm × 0,9 cm) (Rysunek 2A).</li>
	<li>Wytnij pary dystansów o wysokości 7, 5, 3,5, 2 i 1 mm (rozmiar: 1,0 cm × 5,5 cm) (Rysunek 2B).</li>
	<li>Przygotuj kulki stalowe (średnica: 14, 10, 7, 4 i 2 mm, dokładność: 2,5 μm).</li>
	<li>Umieść kolejno dwie pary dystansów o wysokości 7 mm i płytę podstawy na cienkiej płycie akrylowej i dokręć je za pomocą zacisków C (Rysunek 2C).</li>
	<li>Włóż stalową kulkę o średnicy 14 mm do 14-milimetrowego otworu w płycie podstawy i przyklej ją za pomocą J-B KWIK (rysunek 2C). Powtórz procedury dla pozostałych kulek (rysunek 2D) i dla drugiej płyty podstawy. Należy pamiętać, że stalowe kulki w dwóch płytach podstawy są sklejone jako odbicia lustrzane 7.</li>
	<li>Przymocuj cztery płytki akrylowe o wysokości 2,5 cm (rozmiar: 2,5 cm × 11,5 cm dla dwóch płyt i 2,5 cm × 4,2 cm dla kolejnych dwóch płyt) na każdej podstawie za pomocą taśmy maskującej, takiej jak ogrodzenia (Rysunek 3A).</li>
	<li>Przymocuj górną płytę (rozmiar: 4,2 cm × 11,5 cm, pięć otworów o średnicy 0,8 cm, dziesięć otworów o średnicy 1,2 cm) w jednym z zespołów płyty podstawy, aby włożyć pięć prętów akrylowych (średnica: 0,8 cm i długość: 0,5 cm) z końcówkami 1 mm i włożenie pięciu prętów wyrównujących (średnica: 0,9 cm i długość: 5,0 cm) i wlać silikon (rysunek 3A).</li>
	<li>Włóż pręty akrylowe do otworów o średnicy 0,8 cm w górnej płycie aż do górnej części stalowych kulek i przyklej je za pomocą kleju silikonowego. Następnie włóż pręty wyrównujące do otworów w płycie podstawy przez większe otwory w płycie górnej (Rysunek 3A).</li>
	<li>Zmieszać część A mieszanki kauczuku silikonowego z częścią B w stosunku wagowym 10 do 1.</li>
	<li>Wlej mieszankę kauczuku silikonowego do zespołu i susz zespół w temperaturze pokojowej przez około 24 godziny (Rysunek 3B).</li>
</ol>
3. Zespół rotatora
Rotator jest przygotowany z rury PVC i silnika rożna.
<ol>
	<li>Szlifuj koniec, aby pasował do otworu silnika rożna.</li>
	<li>Przykręć uziemiającą do końca rury PVC (długość: 270 mm i średnica wewnętrzna: 75 mm) za pomocą nakrętki i podkładki.</li>
	<li>Zegnij metalowe płytki i przyklej je do plastikowej płytki za pomocą J-B KWIK, aby podeprzeć rurę PVC i wyregulować wysokość rury PVC 7.</li>
</ol>
4. Przygotowanie materiału TM
Protokoły przygotowania materiałów TM są zmodyfikowane w stosunku do tych opracowanych w laboratorium dr Ernesta L. Madsena na Uniwersytecie Wisconsin w Madison, a więcej szczegółów znajduje się w Lee et al. 8,11.
4.1 Przygotowanie materiału TM w tle
<ol>
	<li>Przepuść dostępne w handlu mleko pełne (200 cm³) przez filtry siatkowe 20 μm, a następnie 10 μm.</li>
	<li>Rozpuścić tiomersal (0,2 g) w przefiltrowanym mleku (100 cm3).</li>
	<li>Za pomocą odkurzacza domowego odgazowuj ten roztwór mleka przez 30 sekund w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Rozpuścić suchą agarozę (2 g) w wodzie dejonizowanej (18 MΩ) (100 cm3) w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Następnie dodać 1-propanol (7,9 cm3) i BaSO4 (1 g) do roztworu agarozy.</li>
	<li>Odgazować roztwór agarozy, a następnie podgrzać go w łaźni wodnej o temperaturze 95 °C, aż roztwór agarozy się przejrzy.</li>
	<li>Podczas gdy roztwór agarozy klaruje się w łaźni wodnej o temperaturze 95 °C, podgrzej mleko skondensowane w łaźni wodnej o temperaturze 55 °C.</li>
	<li>Przenieść stopiony roztwór agarozy do łaźni wodnej o temperaturze 55 °C w celu ostygnięcia.</li>
	<li>Gdy oba roztwory osiągną temperaturę 55 °C, zmieszać roztwór agarozy (50 cm³) z mlekiem skondensowanym (50 cm³) w stosunku 50 do 50 objętości i powoli mieszać mieszaninę, a następnie usunąć pęcherzyki powietrza z powierzchni.</li>
	<li>Następnie dodać EDTA (0,103 g) i CuCl2·2H2O (0,06 g) do mieszaniny agarozy i mleka, a następnie wymieszać w ilości wystarczającej do uzyskania jednorodności.</li>
	<li>Na koniec dodać kulki szklane (średnica 15 - 60 μm, średnia średnica: 35 μm) (0,1 g) i kilkakrotnie mieszać końcową mieszankę. Przed użyciem namocz szklane kulki w stężonym kwasie azotowym na 24 godziny, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia, a następnie spłucz kwas.</li>
</ol>
4.2 Przygotowanie materiału TM obiektu testowego
Materiał TM obiektu testowego jest przygotowany w podobny sposób jak materiał TM tła, z wyjątkiem następujących różnic w składzie:
<ol>
	<li>Przepuść dostępne w handlu mleko pełne (20 cm³) przez filtry siatkowe 20 μm, a następnie 10 μm.</li>
	<li>Rozpuść tiomersal (0,02 g) w przefiltrowanym mleku (10 ml ln).</li>
	<li>Suchą agarozę (0,60 g) rozpuścić w roztworze o temperaturze pokojowej wody dejonizowanej (10 cm3) i 1-propanolu (0,79 cm3).</li>
	<li>Odgazować roztwór agarozy, a następnie podgrzać go w łaźni wodnej o temperaturze 95 °C, aż roztwór agarozy się przejrzy.</li>
	<li>Podczas gdy roztwór agarozy klaruje się w łaźni wodnej o temperaturze 95 °C, podgrzej mleko skondensowane w łaźni wodnej o temperaturze 55 °C.</li>
	<li>Przenieść stopiony roztwór agarozy do łaźni wodnej o temperaturze 55 °C.</li>
	<li>Gdy oba roztwory osiągną temperaturę 55 °C, zmieszać roztwór agarozy (5 cm³) ze skondensowanym mlekiem (5 °C) i powoli mieszać mieszaninę, a następnie usunąć pęcherzyki powietrza z powierzchni.</li>
	<li>Następnie dodać EDTA (0,0017 g) i CuCl2·2H2O (0,0010 g) do mleka agarozowego, a następnie odpowiednio wymieszać.</li>
</ol>
5. Multimodalny montaż fantomowy
Korzystając z silikonowych form, wykonuje się następujące kroki w celu skonstruowania fantomu multimodalności.
<ol>
	<li>Na silikonowej formie bez otworów 1 mm przymocuj nylonową nić wzdłuż środka kulek i przyklej ją na obu końcach formy za pomocą kleju silikonowego (Rysunek 4A).</li>
	<li>Za pomocą miękkiej szczotki nałóż smar silikonowy na powierzchnię dwóch form (Rysunek 4A) i zmontuj dwie formy za pomocą prętów wyrównujących.</li>
	<li>Przygotować materiał TM obiektu testowego zgodnie z opisem w sekcji 4.2 i przelać go przez 1 mm otwory w silikonowej formie za pomocą igły lub strzykawki o rozmiarze 22.</li>
	<li>Aby umożliwić zastygnięcie badanych obiektów, przechowuj foremki w lodówce (5 °C) przez około 30 minut.</li>
	<li>Z każdej strony półcylindrycznego pojemnika (długość: 115 mm i średnica: 38 mm) należy wykonać dwa otwory o średnicy 1 mm na głębokości 10 mm od powierzchni fantomowej w celu zamontowania nici nylonowej z przedmiotami do badań. Wykonaj dodatkowy otwór o średnicy 6 mm, aby wylać materiał TM w tle.</li>
	<li>Wyładuj badane obiekty za pomocą nylonowego gwintu z form (Rysunek 4B), a następnie zamontuj je w półcylindrycznym pojemniku (Rysunek 4C).</li>
	<li>Za pomocą taśmy 3M Scotch-Weld DP-100 i taśmy klejącej 3M przyklej cienkie, nieprzewodzące aluminium (grubość: 0,12 mm) do akrylowego pojemnika. Zablokuj otwory o średnicy 1 mm w akrylowym pojemniku za pomocą tego samego kleju (Rysunek 4C).</li>
	<li>Szybko przygotuj materiał tłem TM i powoli wlej go do 6 mm otworu w pojemniku za pomocą małego plastikowego lejka.</li>
	<li>Po usunięciu wszelkich pęcherzyków powietrza przyklej otwór o średnicy 6 mm za pomocą 3M Scotch-Weld DP-100.</li>
	<li>Po zmontowaniu obracaj fantom z prędkością 2 obr./min w rotatorze przez 4 do 5 godzin w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Usuń nylonową nić po całkowitym stwardnieniu materiałów TM w fantomie.</li>
</ol>
6. Obrazowanie multimodalne
Fantom jest skanowany w przedklinicznym badaniu ultrasonograficznym, tomografii komputerowej i rezonansie magnetycznym, a obrazy w trzech modalnościach są pozyskiwane. Protokoły obrazowania są szczegółowo opisane w Lee i wsp. 7, 8.

<ol><li>Prasad, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CT+tumor+measurement+for+therapeutic+response+assessment%3A+Comparison+of+unidimensional%2C+bidimensional%2C+and+volumetric+techniques-Initial+observations%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">CT tumor measurement for therapeutic response assessment: Comparison of unidimensional, bidimensional, and volumetric techniques-Initial observations.</a> Radiology. 225 (2), 416-419 (2002).</li>
<li>Cortes, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+unidimensional+and+bidimensional+measurement+in+metastatic+non-small+cell+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Comparison of unidimensional and bidimensional measurement in metastatic non-small cell lung cancer.</a> Br. J. Cancer. 87 (2), 158-160 (2002).</li>
<li>Saini, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiologic+measurement+of+tumor+size+in+clinical+trials%3A+past%2C+present%2C+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22AJR+Am.+J.+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Radiologic measurement of tumor size in clinical trials: past, present, and future.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 176 (2), 333-334 (2001).</li>
<li>Suzuki, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiologic+measurements+of+tumor+response+to+treatment%3A+practical+approaches+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Radiologic measurements of tumor response to treatment: practical approaches and limitations.</a> Radiographics. 28 (2), 329-344 (2008).</li>
<li>Therasse, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RECIST+revisited%3A+A+review+of+validation+studies+on+tumour+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">RECIST revisited: A review of validation studies on tumour assessment.</a> Eur. J. Cancer. 42 (8), 1031-1039 (2006).</li>
<li>O'Connor, P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+imaging+biomarkers+in+the+clinical+development+of+targeted+therapeutics%3A+current+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Oncol%22%5BJournal%5D)">Quantitative imaging biomarkers in the clinical development of targeted therapeutics: current and future perspectives.</a> Lancet Oncol. 9 (8), 766-776 (2008).</li>
<li>Lee, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+multimodality+phantom+design+for+quality+assurance+of+tumor+size+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Med.+Phys%22%5BJournal%5D)">Preclinical multimodality phantom design for quality assurance of tumor size measurement.</a> BMC Med. Phys. 11 (1), (2011).</li>
<li>Lee, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((QA+procedures+for+multimodality+preclinical+tumor+drug+response+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Phys%22%5BJournal%5D)">QA procedures for multimodality preclinical tumor drug response testing.</a> Med. Phys. 37 (9), 4806-4816 (2010).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+response+in+solid+tumors%3A+comparison+of+RECIST+and+WHO+response+criteria%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Clin.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Measuring response in solid tumors: comparison of RECIST and WHO response criteria.</a> Jpn. J. Clin. Oncol. 33 (10), 533-537 (2003).</li>
<li>Eisenhauer, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+response+evaluation+criteria+in+solid+tumors%3A+revised+RECIST+guideline+%28version+1.1%29%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">New response evaluation criteria in solid tumors: revised RECIST guideline (version 1.1).</a> Eur. J. Cancer. 45 (2), 228-247 (2009).</li>
<li>D'Souza, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+mimicking+materials+for+a+multi-imaging+modality+prostate+phantom%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Phys%22%5BJournal%5D)">Tissue mimicking materials for a multi-imaging modality prostate phantom.</a> Med. Phys. 28 (4), 688-700 (2001).</li>
<li>Mitchell, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agarose+as+a+tissue+equivalent+phantom+material+for+NMR+images%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Agarose as a tissue equivalent phantom material for NMR images.</a> Magn. Reson. Imaging. 4 (3), 263-266 (1986).</li>
</ol>

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Celem tego artykułu było przedstawienie metod wytwarzania materiałów TM do obrazowania multimodalnego oraz skonstruowanie przedklinicznego fantomu multimodalności jako narzędzia QA do dokładnego pomiaru wielkości guza przy użyciu różnych modalności w wielu instytucjach. Jak wcześniej wspomniano, materiały TM zostały pierwotnie opracowane przez laboratorium dr Ernesta L. Madsena na Uniwersytecie Wisconsin w Madison dla fantomu prostaty z wykorzystaniem metody wielokrotnego obrazowania. Zmodyfikowaliśmy protokoły materiało...

Ocena zmiany wielkości guza jest ważnym punktem końcowym dla oceny aktywności leków przeciwnowotworowych zarówno w zmniejszaniu się guza, jak i w progresji choroby 9, 10. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i kryteria oceny odpowiedzi w guzach litych (RECIST) to skodyfikowane metody anatomicznej oceny zmian nowotworowych w metodach obrazowania, takich jak ultrasonografia (USG), tomografia komputerowa (CT) lub rezonans magnetyczny (MRI). Dla kryteriów WHO oblicza się iloczyn maksymalnej średnicy guza i jego największej prostopadłej średnicy w płaszczyźnie poprzecznej dla obszarów docelowych 4. Natomiast dla RECIST suma najdłuższych średnic w płaszczyźnie poprzecznej dla ograniczonej liczby docelowych zmian chorobowych jest obliczana 4. Pomimo stale rosnącego zainteresowania oceną odpowiedzi terapeutycznej nowotworu, nie przeprowadzono procedur przedklinicznego zapewnienia jakości (QA) fantom/QA dla biomarkera obrazowania.
Biorąc pod uwagę, że pomiar wielkości guza na podstawie kryteriów WHO i/lub RECIST jest jedynym biomarkerem obrazowania zatwierdzonym przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), jako punkt wyjścia do kontroli jakości dla innych biomarkerów obrazowania, Lee i in. zaprojektowali i zbudowali fantomy UTHSCSA/Gammex Mark 1 i Mark 2 do kontroli jakości pomiaru wielkości guza we współpracy z Gammex Inc 7. Fantom Mark 1 był poprawioną wersją komercyjnego fantomu Gammex w USA, a zatem jego rozmiar był zbyt duży, aby zmieścić się w skanerach CT i MR dla zwierząt. Również niektóre narzędzia w fantomie Mark 1 były niepotrzebne do pomiaru wielkości guza. Fantom Mark 2 został zaprojektowany w oparciu o RECIST, który jest najnowszym biomarkerem obrazowania zatwierdzonym przez FDA. Jednak rozmiar fantomu Mark 2 był nadal zbyt duży dla skanerów MR, a jakość obrazu CT i MR fantomu była nie do przyjęcia dla dokładnego pomiaru wielkości guza 7.
Opisany tutaj fantom QA został przeprojektowany w celu przezwyciężenia niedociągnięć poprzednich fantomów i skonstruowany przy użyciu zmodyfikowanych materiałów naśladujących tkanki (TM) i protokołów opracowanych w naszym laboratorium. W artykule opisano szczegóły protokołów budowy fantomów: Po pierwsze, przedstawiono metody przygotowania form silikonowych potrzebnych do odlewania obiektów testowych symulujących guz oraz montażu rotatora do obracania fantomu w celu zapobieżenia sedymentacji grawitacyjnej. Po drugie, protokoły przygotowania materiałów TM zmodyfikowane w stosunku do D'Souza i wsp." s dla obrazowania USG, CT i MR opisano 11. Właściwości fizyczne materiałów TM zostały przetestowane w każdej modalności, aby upewnić się, że materiały TM reprezentują ludzkie tkanki miękkie, jak zaobserwowano na obrazach uzyskanych za pomocą różnych modalności, ale wyniki nie są tutaj wyświetlane. Po trzecie, opisany jest protokół budowy fantomowej. Na koniec przedstawiono obrazy fantomu z USG, CT i MR jako wyniki.

<table><tbody><tr><td>Odczynnik/Materiał</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Rura PVC</td><td>NIE DOTYCZY</td> NIE <td>DOTYCZY</td><td>Home Depot</td></tr><tr><td>Śruba, nakrętka, podkładka i płytki metalowe</td><td>NIE</td><td>DOTYCZY NIE DOTYCZY</td><td>Home Depot</td></tr><tr><td>Płyty i pręty akrylowe</td><td>N/A</td><td>N/A Dostawa</td><td>tworzyw sztucznych w San Antonio, TX</td></tr><tr><td>Kulki stalowe</td><td>Nordex, Inc.</td><td>AEC-M2-2, -4, -7, -10 i -14</td> Zaciski C <td>o średnicy 2, 4, 7, 10 i 14 mm</td></tr><tr><td></td><td>Regulowany zacisk</td><td>1420-C</td> Taśma maskująca o <td>długości 2 cali</td></tr><tr><td></td><td>3M Kleje i taśmy przemysłowe</td><td>2600</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Taśma klejąca</td><td>3M Kleje i taśmy przemysłowe</td><td>S-3763SIL&</td><td>nbsp;</td></tr><tr><td>J-B KWIK</td><td>J-B WELD Co.</td><td>380238</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Klej epoksydowy 3M Scotch-Weld</td><td>Kleje i taśmy przemysłowe 3M</td><td>DP-100</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Smar silikonowy</td><td>Permatex, Inc.</td><td>22058</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Klej silikonowy</td><td>DAP, Inc.</td><td>688</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Mieszanka kauczuku silikonowego</td><td>Smooth-ON, Inc.</td><td>Smooth-SilTM950 Część A i B</td><td>A:B proporcje mieszania = 10:1 wagowo</td></tr><tr><td>Pędzel</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Hobby Lobby</td></tr><tr><td>Strzykawka</td><td>Becton Dickinson</td><td>309604</td><td>10 ml</td></tr><tr><td>Igła</td><td>Becton Dickinson</td><td>305156</td><td>Lejek o długości 1,5 cala w rozmiarze 22</td></tr> Nie dotyczy <tr><td></td><td></td><td>Nie</td> dotyczy<td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Filtry siatkowe</td><td>Małe części, Inc.</td><td>CMN-0010-C i CMN-0020-C</td><td>10 i 20 &mu; m</td></tr><tr><td>Mleko pełne</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>HEB w San Antonio, TX</td></tr><tr><td>Tiomersal</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>T5125</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Propanol</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>33538</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>431788</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>CuCl2</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>459097</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Agaroza</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>A0169</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>BaSO4</td><td>Sigma-Aldrich Co.</td><td>B8675</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Koraliki szklane</td><td>Potters Industries, Inc.</td><td>3000E</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>PET/AL/LLDPE*</td><td>pechiney Plastic Packaging, Inc.</td><td>Materiał okładki</td> <td>Pechiney Spec 151</td> Phantom</tr><tr><td>&nbsp;</td><td></td><td></td><td>* Politereftalan etylenu / aluminium / liniowy polietylen o niskiej gęstości</td></tr> <tr><td>< mocny > sprzęt< / mocny></td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Silnik rożna</td><td>Brinkmann</td><td>812-7103-S</td><td>Home Depot</td></tr><tr><td>Łaźnia wodna 1</td><td>Precision, Inc.</td><td>Model: 282, Numer seryjny #: 601091552</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Łaźnia wodna 2</td><td>VWR, Inc.</td><td>Model: 1212, Numer seryjny #: 08119606</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ultradźwiękowe</td><td>dźwięki wizualnesoniczne</td><td>Numer seryjny #: 770/120-259</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>CT</td><td>Gamma Medica-Ideas</td><td>Numer seryjny #: GR 0050</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>MRI</td><td>Bruker</td><td>Część #: W3301390, Numer seryjny #: 0030</td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza

Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

Grupy robocze Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) i Kryteriów Oceny Odpowiedzi w Guzach Litych (RECIST) opowiedziały się za standaryzacją kryteriów oceny radiologicznej guzów litych w odpowiedzi na terapię przeciwnowotworową odpowiednio w latach 80. i 90. Kryteria WHO mierzą guzy lite w dwóch wymiarach, podczas gdy pomiary RECIST wykorzystują tylko jeden wymiar, który jest uważany za bardziej powtarzalny 1, 2, 3,4,5. Kryteria te są szeroko stosowane jako jedyny biomarker obrazowania zatwierdzony przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) 6. W związku z tym, aby dokładnie zmierzyć odpowiedź guza na leki przeciwnowotworowe na obrazach, potrzebne są solidne procedury zapewnienia jakości (QA) i odpowiadający im fantom QA.
Aby zaspokoić tę potrzebę, autorzy skonstruowali przedkliniczny fantom multimodalny (dla ultrasonografii (US), tomografii komputerowej (CT) i rezonansu magnetycznego (MRI)) przy użyciu materiałów naśladujących tkanki (TM) w oparciu o ograniczoną liczbę docelowych zmian wymaganych przez RECIST, modyfikując komercyjny fantom 7 Gammex US. Dodatek w Lee i wsp. Demonstruje procedury wytwarzania fantomów 7. W tym artykule wszystkie protokoły są wprowadzane krok po kroku, począwszy od procedur przygotowania form silikonowych do odlewania obiektów testowych symulujących nowotwór w fantomie, następnie przygotowania materiałów TM do obrazowania multimodalnego, a na końcu budowy przedklinicznego fantomu QA multimodalności. Podstawowym celem tego artykułu jest dostarczenie protokołów, które umożliwią każdemu zainteresowanemu samodzielne skonstruowanie fantomu do własnych projektów. Procedury kontroli jakości do pomiaru wielkości guza oraz wyniki pomiarów RECIST, WHO i objętości obiektów testowych wykonanych w wielu instytucjach przy użyciu tego fantomu QA są szczegółowo przedstawione w Lee i wsp. Rozdział 8.

Rysunek 3B oraz Rysunek 5 przedstawiają odpowiednio dwie silikonowe formy do odlewania obiektów testowych oraz fantom wielomodalny. Wymiary długości × szerokości × głębokości każdej formy wynoszą 109 mm × 37 mm × 21 mm, a obie formy są identycznymi obrazami zwierciadlanymi. Jedna z form posiada otwory o średnicy 1 mm, przez które można wprowadzić materiał TM za pomocą cienkiej igły. Każda forma posiada dodatkowe pięć otworów na pręty wyrównawcze. Wymiary długości × szerokości × głębokośc...

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).

Budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza

World Health Organization (WHO) and the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) working groups advocated standardized criteria for ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest konstrukcja multimodalnego fantoma do kontroli jakości, służącego do dokładnego pomiaru wielkości guza. Najpierw należy przygotować materiał imitujący tkankę obiektu testowego, a następnie odlać obiekty testowe przy użyciu form silikonowych. Obiekty testowe należy zamontować w półcylindrycznym pojemniku i przymocować cienką, nieprzewodzącą warstwę aluminium.Następnie należy przygotować materiał imitujący tkankę tła i wlać go do pojemnika. Teraz szczelnie zamknąć fantom i umieścić go w rotatorze. Wynikiem jest fantom multimodalny z potencjałem do dokładnej symulacji guzów. Informacje techniczne dotyczące konstrukcji multimodalnego qa.Fantom ma swoje ograniczenia. Jego konstrukcja jest trudna do opanowania ze względu na wysoką precyzję wymaganą przy tworzeniu obiektów testowych symulujących guzy. Niniejszy film prezentuje kluczowe etapy budowy fantomu.Najpierw należy wlać 20 milliliters pełnego mleka handlowego do zlewki. Następnie mleko należy przefiltrować przez filtr 20 micrometer, a potem przez filtr siatkowy 10 micrometer. W kolejnym kroku należy rozpuścić 0.02 grams thi Marisol w 10 milliliters mleka i powoli zamieszać.Następnie, używając domowego odkurzacza, odgazuj roztwór mleka przez 30 sekund w temperaturze pokojowej. Dalej, rozpuść 0,6 g suchego aros w 10 ml wody dejonizowanej w temperaturze pokojowej, mieszając powoli. Następnie dodaj 0,79 ml propanolu-1.Po przygotowaniu roztworu ARO podgrzej go w kąpieli wodnej o temperaturze 95 °C, aż roztwór agro stanie się przejrzysty. W międzyczasie podgrzej mleko zagęszczone w kąpieli wodnej o temperaturze 55 °C. Gdy roztwór ARO stanie się przejrzysty, przenieś stopiony roztwór ARO do kąpieli wodnej o temperaturze 55 °C.Po wyrównaniu temperatury do 55 °C połączyć 5 mL roztworu Agarro z 5 mL skondensowanego mleka i powoli wymieszać. Następnie do mieszaniny mleka i agros dodać 1,7 mg EDTA oraz 1 mg chlorku miedzi i mieszać do uzyskania jednorodności w formie silikonowej z otworami o średnicy 1 mm. Przymocować nylonową nić wzdłuż środka sfer i przykleić ją na obu końcach formy.Za pomocą miękkiego pędzla nałożyć smar silikonowy na powierzchnię dwóch form, a następnie połączyć je, używając prętów wyrównawczych i gumek recepturek. Następnie, aby uniknąć pęcherzyków powietrza, powoli wstrzyknąć materiał imitujący tkankę obiektu testowego przez otwory o średnicy 1 mm w formie silikonowej, używając igły do strzykawki o rozmiarze 22 G. Następnie przechowywać formy w lodówce przez około 30 minut, aż obiekt testowy stężeje.Następnie wyjmij obiekty testowe z formy i przeciągnij nylonową nić przez otwory o średnicy 1 mm po jednej stronie cylindrycznego pojemnika. Powtórz tę czynność po drugiej stronie. Następnie zamocuj obiekty testowe w pojemniku, używając kleju Scotch-Weld DP 100 i taśmy klejącej, a do pojemnika akrylowego przyklej cienką, nieprzewodzącą folię aluminiową.Zablokuj otwory o średnicy 1 mm w akrylowym pojemniku, używając tego samego kleju, aby przygotować materiał naśladujący tkankę tła. Przefiltruj komercyjne mleko w sposób opisany wcześniej, a następnie rozpuść 0,2 g thy Marisol w 100 ml przefiltrowanego mleka i wymieszaj. Odgazuj roztwór mleka przez 30 s w temperaturze pokojowej. Następnie rozpuść 2 g suchego aros w 100 ml wody dejonizowanej, dodając 7,9 ml propanolu-1 oraz 1 g siarczanu baru.Następnie powoli mieszaj po odgazowaniu roztworu ARO. Podgrzewaj go w kąpieli wodnej o temperaturze 95 °C, aż roztwór ARO stanie się klarowny. W międzyczasie podgrzej mleko zagęszczone w kąpieli wodnej o temperaturze 55 °C.Przenieś stopioną roztwór agro do kąpieli wodnej o temperaturze 55°C. Po wyrównaniu temperatury do 55°C wymieszaj 50 ml roztworu ARO z 50 ml skondensowanego mleka. Powoli zamieszaj mieszaninę.Następnie do mieszaniny aros dodaje się 103 mg EDTA oraz 60 mg chlorku miedzi, a następnie dokładnie miesza. Dodaje się 0,1 g kulek szklanych i miesza. Po czym mieszaninę powoli wlewa się przez otwór o średnicy 6 mm w pojemniku.Po usunięciu wszystkich pęcherzyków powietrza, zaklej otwór o średnicy sześciu milimetrów za pomocą kleju Scotch-Weld DP 100. Po złożeniu obracać fantom w rotatorze z prędkością 2 RPM przez cztery do pięciu godzin. W temperaturze pokojowej wyjmij nylonową nić po całkowitym stwardnieniu materiałów imitujących tkankę w fantomie.Fantom jest teraz skanowany za pomocą przedklinicznego USG, TK oraz MRI, a obrazy są pozyskiwane w trzech modalnościach. Przedstawiono tutaj obiekty testowe o różnych średnicach, które zostały odlane przy użyciu form silikonowych. W żadnym z obiektów testowych nie ma pęcherzyków powietrza.Ten przedkliniczny fantom wielomodalny posiada pięć obiektów testowych symulujących guzy. Jego rozmiar jest na tyle mały, że mieści się w dowolnych przedklinicznych urządzeniach obrazujących. Poniżej przedstawiono obrazy z USG, TK oraz MR.Kontrast między obiektami testowymi a tłem jest wystarczający, aby rozróżnić obiekty testowe i zmierzyć ich rozmiar we wszystkich trzech modalnościach. Na obrazach nie zaobserwowano poważnych artefaktów, z wyjątkiem niewielkich pogłosów w obrazach ultradźwiękowych. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobrą wiedzę na temat tego, jak skonstruować wielomodalny fantom QA. W przypadku USG, TK i MRI uważam, że istnieje kilka sposobów na precyzyjne wykonanie fantomu.Przedstawiłem jedną z metod, którą można dostosować do budowy fantomu na potrzeby innych badań.

construction-preclinical-multimodality-phantom-using-tissue-mimicking

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Budowa preklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki do zapewnienia jakości w pomiarach wielkości guza

Obrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwieni (NIRF) może poprawić wyniki terapeutyczne operacji raka piersi, umożliwiając śródoperacyjną lokalizację guza i ocenę statusu marginesu chirurgicznego. Korzystając z symulujących tkankowo fantomów piersi zawierających fluorescencyjne inkluzje symulujące nowotwór, można ocenić potencjalne zastosowania kliniczne obrazowania NIRF u pacjentek z rakiem piersi w celach standaryzacyjnych i szkoleniowych.

Fantomy symulujące tkanki do oceny potencjalnych zastosowań obrazowania fluorescencyjnego w bliskiej podczerwieni w chirurgii raka piersi

Optyczne fantomy tkanek są niezbędnymi narzędziami do kalibracji i charakterystyki systemów obrazowania optycznego oraz walidacji modeli teoretycznych. W tym artykule szczegółowo opisano metodę wytwarzania fantomów, która obejmuje replikację właściwości optycznych tkanek i trójwymiarowej struktury tkanki.

Wytwarzanie i charakterystyka fantomów tkanek optycznych zawierających makrostrukturę

Tutaj pokazujemy, jak zbudowane są fantomy optyczne naśladujące tkanki na bazie agarozy i jak określa się ich właściwości optyczne za pomocą konwencjonalnego systemu optycznego z całkującą kulą.

Fantomy optyczne na bazie agarozy naśladujące tkanki do spektroskopii odbicia dyfuzyjnego

Powlekanie wirowe, druk polyjet i modelowanie osadzania topionego są zintegrowane w celu wytworzenia wielowarstwowych heterogenicznych fantomów, które symulują strukturalne i funkcjonalne właściwości tkanki biologicznej.

Multimodalny druk 3D fantomów symulujący tkankę biologiczną

Ten protokół opisuje wytwarzanie czaszki, mózgu i fantomu guza specyficznego dla pacjenta. Wykorzystuje druk 3D do tworzenia form, a alkohol poliwinylowy (PVA-c) jest używany jako materiał naśladujący tkankę.

Specyficzne dla pacjenta wytwarzanie fantomów z alkoholu poliwinylowego z kontrastem ultradźwiękowym i rentgenowskim w celu planowania operacji guza mózgu

Ten protokół opisuje wytwarzanie stabilnego, biologicznie istotnego materiału fantomowego do zastosowań optycznego i akustycznego obrazowania biomedycznego, o niezależnych właściwościach akustycznych i optycznych.

Stabilny materiał fantomowy do obrazowania optycznego i akustycznego

Ten artykuł przedstawia protokół przygotowania fantomów tkanki nowotworowej, które replikują właściwości optyczne dla plazmonicznej terapii fototermicznej. Szczegółowo opisano w nim przygotowanie fantomowe, oceny fototermiczne i walidację opracowanego modelu numerycznego opartego na pomiarach temperatury fototermicznej w celu oceny parametrów terapeutycznych, oferując etyczną, opłacalną alternatywę dla badań in vivo do wstępnych testów.

Plazmoniczna terapia raka fototermicznego: Fantomy naśladujące tkankę nowotworową osadzone w nanocząstkach do wizualizacji fototermicznego rozkładu temperatury

Nanocząstki wirusowe pochodzenia roślinnego (VNPs) stanowią obiecujące platformy do zastosowań w biomedycynie. W niniejszym materiale opisujemy procedury propagacji, oczyszczania, charakteryzacji oraz biokoniugacji roślinnych VNP. Na koniec przedstawiamy zastosowanie VNP w celowanym dostarczaniu do guzów oraz obrazowaniu z wykorzystaniem modelu ksenoprzeszczepu u myszy i obrazowania fluorescencyjnego.

Nanocząsteczki wirusowe do obrazowania guzów in vivo

Wprowadzamy protokół generowania dużych liczb (od tysięcy do setek tysięcy) sferoid guza o jednakowej wielkości i składzie, używając dostępnych na rynku płytek mikrodołkowych.

Produkcja dużej liczby sferoid guza o kontrolowanej wielkości przy użyciu płytek mikrodołkowych

Mikroreologia śledząca cząstki może być wykorzystana do nieniszczącego ilościowego i przestrzennego mapowania zmian właściwości mechanicznych macierzy zewnątrzkomórkowej w modelach 3D nowotworów.

Podłużny pomiar sztywności macierzy zewnątrzkomórkowej w modelach 3D guzów przy użyciu mikroreologii śledzenia cząstek

Naucz się budować multimodalny fantom przedkliniczny z materiałów naśladujących tkanki, zapewniający jakość pomiaru wielkości guza w USG, CT i MRI. Ta metoda poprawia dokładność obrazowania.

Budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza (Wideo) | JoVE Journal

Budowa przedklinicznego fantomu multimodalnego z wykorzystaniem materiałów naśladujących tkanki w celu zapewnienia jakości w pomiarze wielkości guza

Przeglądaj więcej filmów