Name: Protokół obrazowania i charakterystyki terahercowej dla świeżo wyciętych guzów raka piersi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: Poznaj obrazowanie terahercowe do oceny marginesów chirurgicznych w guzach raka piersi. Ta niejonizująca technika bezpiecznie rozróżnia tkanki nowotworowe od zdrowych, zmniejszając potrzebę ponownych operacji.

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

Ta praca została sfinansowana przez National Institutes of Health (NIH) Award # R15CA208798 oraz częściowo przez National Science Foundation (NSF) Award # 1408007. Dofinansowanie na pulsacyjny system THz uzyskano za pośrednictwem nagrody NSF/MRI Award # 1228958. Potwierdzamy wykorzystanie tkanek zamówionych przez National Disease Research Interchange (NDRI) przy wsparciu z grantu NIH U42OD11158. Dziękujemy również za współpracę z Laboratorium Diagnostycznym Chorób Zwierząt w Oklahomie na Uniwersytecie Stanowym Oklahomy w celu przeprowadzenia procedury histopatologicznej na wszystkich tkankach obsługiwanych w tej pracy.

<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>

Autorzy oświadczają, że nie ma dla nich konfliktu interesów.

Skuteczne obrazowanie odbiciowe THz świeżej tkanki zależy przede wszystkim od dwóch krytycznych aspektów: 1) właściwego uwzględnienia obchodzenia się z tkankami (sekcje 2 i 4.15); oraz 2) ustawienie sceny (przede wszystkim sekcja 4.11). Niewystarczające wysuszenie tkanki może skutkować zwiększonym odbiciem i niezdolnością do wizualizacji regionów z powodu wysokich odbić DMEM i innych płynów. Tymczasem słaby kontakt tkanki z okienkiem obrazowania tworzy pierścienie lub plamy o niskim współczynniku odbicia na obrazie odbic...

Terahercowe (THz) obrazowanie i spektroskopia były szybko rozwijającym się obszarem badań w ciągu ostatniej dekady. Ciągły rozwój bardziej wydajnych i spójnych emiterów THz w zakresie 0,1–4 THz sprawił, że ich zastosowania znacznie wzrosły1. Jednym z obszarów, w którym THz okazał się obiecujący i znacznie się rozwinął, jest dziedzina biomedyczna2. Wykazano, że promieniowanie THz jest niejonizujące i biologicznie bezpieczne na poziomach mocy powszechnie stosowanych do analizy tkanek utrwalonych3. W rezultacie, obrazowanie i spektroskopia THz zostały wykorzystane do klasyfikacji i różnicowania różnych cech tkanek, takich jak zawartość wody w celu wskazania uszkodzenia oparzenia i gojenia4, marskość wątroby5 i rak w wyciętych tkankach6,7. Ocena nowotworów w szczególności obejmuje szeroki zakres potencjalnych zastosowań klinicznych i chirurgicznych i została zbadana pod kątem nowotworów mózgu8, liver9, ovaries10, gastrointestinal tract11, and breast7,12,13,14,15,16,17,18,19.
THz aplikacje na raka piersi koncentrują się głównie na wspieraniu operacji oszczędzającej pierś, czyli lumpektomii, poprzez ocenę marginesu. Celem lumpektomii jest usunięcie guza i niewielkiej warstwy otaczającej zdrowej tkanki, w przeciwieństwie do pełnej mastektomii, która usuwa całą pierś. Margines chirurgiczny wyciętej tkanki jest następnie oceniany za pomocą patologii po utrwaleniu próbki w formalinie, pocięciu, zatopieniu w parafinie i umieszczeniu w plasterkach 4 μm–5 μm na szkiełkach mikroskopowych. Proces ten może być czasochłonny i wymaga wtórnego zabiegu chirurgicznego w późniejszym czasie, jeśli zaobserwuje się dodatni margines20. Aktualne wytyczne Amerykańskiego Towarzystwa Radioterapii Onkologicznej definiują ten dodatni margines jako kontakt komórek rakowych z marginesem na powierzchni ink21. Obrazowanie THz w przypadku uwodnionych tkanek o wysokiej absorpcji ogranicza się przede wszystkim do obrazowania powierzchni z pewną różną penetracją w zależności od typu tkanki, co jest wystarczające do zaspokojenia potrzeb chirurgicznych w zakresie szybkiej oceny marginesu. Szybka analiza warunków marginesu podczas zabiegu chirurgicznego znacznie obniżyłaby koszty operacji i wskaźnik zabiegów kontrolnych. Do tej pory THz okazał się skuteczny w różnicowaniu między rakiem a zdrową tkanką w tkankach utrwalonych w formalinie, zatopionych w parafinie (FFPE), ale potrzebne są dodatkowe badania, aby zapewnić wiarygodne wykrywanie raka w świeżo wyciętych tkankach7.
Ten protokół szczegółowo opisuje etapy wykonywania obrazowania i spektroskopii THz na świeżo wyciętych próbkach tkanek ludzkich uzyskanych z biobanku. Aplikacje THz zbudowane na świeżo wyciętych tkankach ludzkiego raka piersi rzadko były używane w opublikowanych badaniach7,18,22,23, zwłaszcza przez grupy badawcze niezintegrowane ze szpitalem. Użycie świeżo wyciętych tkanek jest również rzadkie w przypadku innych zastosowań związanych z rakiem, przy czym większość przykładów raka jelita grubego niezwiązanego z rakiem piersi jest zgłaszana w przypadku raka okrężnicy24,25. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy jest to, że bloki tkankowe FFPE są znacznie łatwiej dostępne i łatwiejsze w obsłudze niż świeżo wycięte tkanki, chyba że system THz używany w badaniu jest częścią chirurgicznego przepływu pracy. Podobnie, większość komercyjnych laboratoryjnych systemów THz nie jest przygotowana do pracy ze świeżymi tkankami, a te, które to robią, są nadal na etapie wykorzystania wzrostu linii komórkowych lub dopiero zaczęły przyglądać się tkankom wyciętym z modeli zwierzęcych. Zastosowanie THz w warunkach śródoperacyjnych wymaga wcześniejszego opracowania etapów obrazowania i charakterystyki dla świeżej tkanki, tak aby analiza nie kolidowała ze zdolnością do wykonania standardowej patologii. W przypadku zastosowań, które z natury nie są przeznaczone do zastosowań śródoperacyjnych, charakterystyka świeżej tkanki jest nadal trudnym krokiem, który należy wykonać, aby pracować nad zastosowaniami in vivo i różnicowaniem.
Celem tej pracy jest dostarczenie wytycznych do stosowania THz dla świeżo wyciętych tkanek przy użyciu komercyjnego systemu THz. Protokół został opracowany w systemie obrazowania i spektroskopii THz26 dla mysich guzów raka piersi13,17,19 i został rozszerzony na ludzką tkankę chirurgiczną uzyskaną z biobanks7,18. Chociaż protokół został opracowany dla raka piersi, te same koncepcje można zastosować do podobnych systemów obrazowania THz i innych typów nowotworów litych, które są leczone chirurgicznie, gdzie sukces zależy od oceny marginesu27. Ze względu na stosunkowo niewielką liczbę opublikowanych wyników THz na świeżo wyciętych tkankach, jest to pierwsza praca, o której wiedzą autorzy, która koncentruje się na protokole postępowania ze świeżymi tkankami w celu obrazowania i charakterystyki THz.

<table><tbody><tr><td>70% alkoholu izopropylowego</td><td>VWR</td><td>89108-162</td><td>Zawiera 70% izopropanolu klasy USP i 30% wody dejonizowanej klasy USP</td></tr><tr><td>Detergent w proszku Alconox</td><td>VWR</td><td>21835-032</td><td>Skoncentrowany detergent do usuwania zanieczyszczeń organicznych ze szkła, metalu, stali nierdzewnej, porcelany, ceramiki, plastiku, gumy i włókna szklanego</td></tr><tr><td>Worki Bio Hazard</td><td>Fisher Scientific</td><td>19-033-712</td><td>Zatwierdzone przez Justrite FM worki zastępcze na odpady biologiczne</td></tr><tr><td>Uchwyt kartonowy</td><td>NIE</td><td>DOTYCZY</td> Nie dotyczy <td>Odpad kartonowy do utrzymania nienaruszonej powierzchni obrazowania tkanek po zanurzeniu w formalinie</td></tr><tr><td>Probówki wirówkowe</td><td>VWR</td><td>10026-078</td><td>Probówki wirówkowe z płaskimi nakrętkami, ze stożkowym dnem, polipropylenowe, sterylne, waciki bawełniane z linii standardowej</td></tr><tr><td></td><td>Walmart</td><td>551398298</td><td>Q-tips Oryginalne waciki bawełniane używane do barwienia Tkanka</td></tr><tr><td>Alkohol etylowy</td><td>VWR</td><td>71002-426</td><td>KOPTECH Czysty (niedenaturowany) bezwodny (200 proof/100%) alkohol etylowy</td></tr><tr><td>Gogle ochronne</td><td>VWR</td><td>89130-918</td><td>Profesjonalne okulary ochronne Kimberly-clark Maska</td></tr><tr>na<td>twarz Maski</td> chirurgiczne <td>VWR</td><td>95041-774</td><td>DUKAL Corporation</td></tr><tr><td>Bibuła filtracyjna</td> Filtry celulozowe <td>Sigma Aldrich</td><td>Z240087</td><td>Whatman klasy 1</td></tr><tr><td>Roztwór formaliny</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HT501128-4L</td><td>10% neutralna buforowana formalina</td></tr><tr><td>Świeżo wycięte nowotwory ludzkie (Infiltracyjny rak przewodowy (IDC)))</td><td>National Disease Research Interchange (NDRI biobank</td><td>N/A</td><td>Protokół jest podpisany z NDRI dla wymaganego typu nowotworów</td></tr><tr><td>Roztwór wybielacza IRADECON</td><td>VWR</td><td>89234-816</td><td>Wstępnie rozcieńczony roztwór wybielacza podchlorynu sodu</td></tr><tr><td>Chusteczki KIMTECH SCIENCE</td><td>VWR</td><td>21905-026</td><td>Kimberly-clark professional Kim chusteczki</td></tr><tr><td>Płaszcz laboratoryjny</td><td>VWR</td><td>10141-342</td><td>Ten numer katalogowy dotyczy średniej wielkości sierści</td></tr><tr><td>Pęseta laboratoryjna/kleszczyki</td><td>VWR</td><td>82027-388</td><td>Można użyć dowolnej pęsety laboratoryjnej, o ile nie uszkodzi ona tkanki</td></tr><tr><td>Uchwyt na płynną próbkę (dwa okienka kwarcowe z teflonową przekładką 0,1 mm)</td><td>TeraView, Ltd</td><td>Nie dotyczy</td><td>Okna kwarcowe o średnicy 1 cala i grubości 0,1452 cala</td></tr><tr><td>Rękawice nitrylowe</td><td>VWR</td><td>82026-426</td><td>Ten numer katalogowy dotyczy rękawic średniej wielkości</td></tr><tr><td>Butla z azotem</td><td>Airgas</td><td>NI UHP300</td><td>AZOT UHP GR 5.0 ROZMIAR 300</td></tr><tr><td>Ręcznik papierowy</td><td>VWR</td><td>14222-321</td><td>Arkusze 11" x 8,78", 1-warstwowy</td></tr><tr><td></td><td>Parafilm VWR</td><td>52858-076</td><td>Elastyczne tworzywo termoplastyczne. Zwijany, wodoodporny arkusz przepnięty papierem, aby zapobiec samoprzywieraniu.</td></tr><tr><td>Szalka Petriego</td><td>VWR</td><td>470210-568</td><td>VWR szalka Petriego, poślizgowa, mono talerz (niedzielone dno)</td></tr><tr><td>Polistyrenowa płyta</td><td>Home Depot</td><td>1S11143A</td><td>~ kwadratowy kawałek 10 cm x 10 cm wycięty z nieoślepiającego arkusza styrenowego o wymiarach 11" x 14" x 0,05"</td></tr><tr><td>Oprogramowanie ScanAcquire</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A</td><td>Oprogramowanie systemowe do pomiarów odbicia THz</td></tr><tr><td>Niskoprofilowe ostrze ze stali nierdzewnej (#4689)</td><td>VWR</td><td>25608-964</td><td>Tissue-Tek Accu-Edge Jednorazowe ostrza mikrotomu</td></tr><tr><td>Metalowa taca ze stali nierdzewnej</td><td>Szybka medyczna</td><td>10F</td><td>Polar Ware Tace na instrumenty medyczne ze stali nierdzewnej</td></tr><tr><td>Barwniki do znakowania tkanek</td><td>Ted Pella, Inc</td><td>Żółty barwnik #27213-1 Czerwony barwnik #27213-2 Niebieski barwnik #27213-4</td><td>Służy do orientacji wyciętych próbek tkanek wysyłanych do laboratorium histopatologicznego</td></tr><tr><td>TPS Spectra 3000</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A</td><td>System obrazowania i spektroskopii THz</td></tr><tr><td>Oprogramowanie TPS Spectra</td><td>TeraView, Ltd</td><td>N/A Oprogramowanie</td><td>systemowe do pomiarów spektroskopii transmisyjnej THz</td></tr></tbody></table>

protokół obrazowania i charakterystyki terahercowej dla świeżo wyciętych guzów raka piersi

Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

Ten manuskrypt przedstawia protokół postępowania, charakteryzowania i obrazowania świeżo wyciętych ludzkich guzów piersi za pomocą pulsacyjnego obrazowania terahercowego i technik spektroskopii. Protokół obejmuje tryb transmisji terahercowej przy normalnym padaniu i tryb odbicia terahercowego pod kątem 30°. Zebrane dane doświadczalne reprezentują impulsy pola elektrycznego w dziedzinie czasu. Sygnał terahercowego pola elektrycznego przesyłany przez stały punkt na wycinanej tkance jest przetwarzany za pomocą modelu analitycznego w celu wyodrębnienia współczynnika załamania światła i współczynnika absorpcji tkanki. Wykorzystując skaner silnika krokowego, emitowany impuls terahercowy jest odbijany od każdego piksela guza, zapewniając płaski obraz różnych obszarów tkanki. Obraz może być prezentowany w dziedzinie czasu lub częstotliwości. Ponadto wyodrębnione dane dotyczące indeksu załamania światła i współczynnika absorpcji w każdym pikselu są wykorzystywane do zapewnienia tomograficznego terahercowego obrazu guza. Protokół wykazuje wyraźne rozróżnienie między tkankami nowotworowymi i zdrowymi. Z drugiej strony, nieprzestrzeganie protokołu może skutkować zaszumionymi lub niedokładnymi obrazami ze względu na obecność pęcherzyków powietrza i resztek płynu na powierzchni guza. Protokół zawiera metodę oceny marginesów chirurgicznych guzów piersi.

Wyniki obrazowania THz18 uzyskane zgodnie z opisanym powyżej protokołem dla próbki guza raka piersi u człowieka nr #ND14139 otrzymanej z biobanku przedstawiono na Rysunku 9. Według raportu patomorfologicznego guz #ND14139 był naciekającym rakiem przewodowym (IDC) stopnia I/II, pobranym od 49-letniej kobiety podczas zabiegu wycięcia guzka z lewej piersi. Zdjęcie guza przedstawiono na Rysunku 9A, obraz patomorfologiczny na <strong class="xf...

Świeżo wycięte ludzkie nowotwory raka piersi są charakteryzowane za pomocą terahercowej spektroskopii i obrazowania zgodnie z protokołami postępowania z nowymi tkankami. Pozycjonowanie tkanek jest brane pod uwagę, aby umożliwić skuteczną charakterystykę przy jednoczesnym zapewnieniu analizy w odpowiednim czasie dla przyszłych zastosowań śródoperacyjnych.

Protokół obrazowania i charakterystyki terahercowej dla świeżo wyciętych guzów raka piersi

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

Protokół ten wykorzystuje obrazowanie terahercowe i spektroskopię do oceny marginesów chirurgicznych guzów piersi w celu znacznego zmniejszenia potrzeby drugiej operacji. Obrazowanie terahercowe może być stosowane do rozróżniania tkanek nowotworowych i nienowotworowych na podstawie ich właściwości optycznych, w sposób niejonizujący i biologicznie bezpieczny procesy. Technika ta została opracowana do oceny marginesu raka piersi, ale ma zastosowanie do innych guzów litych, które wymagają chirurgicznego wycięcia i oceny marginesu.Metoda ta umożliwia obrazowanie wnętrza bloków tkankowych FFPE bez konieczności fizycznego krojenia, ułatwiając precyzyjną identyfikację marginesów guza na dowolnej głębokości. Protokół ten wymaga wykonania krytycznych kroków, takich jak obsługa tkanek i równoważenie etapów, które mogą być trudne do zrozumienia bez wizualnej demonstracji. Przed przystąpieniem do pracy z chusteczką przykryj metalową tackę ze stali nierdzewnej torbą na wypadek zagrożenia biologicznego i umieść wszystkie odpowiednie materiały laboratoryjne w zasięgu zakrytej tacy.Następnie przenieś świeżą próbkę guza na szalkę Petriego na tacy i użyj kontroli ogólnej, aby wybrać stronę guza, która jest wystarczająco płaska i ma mało krwi i niewiele naczyń krwionośnych. Następnie umieść stronę, która ma być obrazowana, na bibule filtracyjnej klasy pierwszej, aby usunąć nadmiar podłoża i oczyścić tkankę z płynu lub wydzieliny, przesuwając guz w suche miejsce, gdy bibuła się nasyca. Utrzymując guz w stanie suchym przez pięć minut, umieść płytkę polistyrenową o grubości 1,2 milimetra na okienku skanującym o średnicy około 37 milimetrów i umieść okienko skanujące i płytkę polistyrenową na stoliku próbki obrazowania terahercowego.W oknie głównym kliknij ikonę Fixed Point Scan, aby aktywować anteny terahercowe i rozpocząć wysyłanie i odbieranie odbitego sygnału terahercowego z jednego punktu na płytce styropianowej. Kliknij ikonę okna dialogowego Motor Stage. Otworzy się okno Sterowanie silnikiem.Aby wyśrodkować impuls odbity od polistyrenu w oknie głównym, kliknij strzałki osi opóźnienia optycznego, aby dostosować oś opóźnienia optycznego. Kliknij przycisk Ustawienia akwizycji danych, aby otworzyć okno dialogowe Ustawienia akwizycji danych i zmienić wartość opóźnienia optycznego z pięciu na cztery wolty. Dostosuj pionowe położenie stolika skanującego za pomocą skali mikrometrycznej, aż minimum impulsu wtórnego będzie najsilniejsze i wyreguluj opóźnienie optyczne osi w oknie sterowania silnikiem, aby umieścić odbicie pierwotne poza zakresem mierzonego sygnału odbitego.Aby wypoziomować sample stage i zarejestrować sygnał odniesienia, kliknij przycisk dialogowy sterowania silnikiem, aby otworzyć okno sterowania silnikiem i zmienić położenie sterowania silnikiem i głównego oprogramowania tak, aby sygnał w dziedzinie czasu był widoczny podczas regulacji pozycji silnika. Aby wypoziomować oś A, wykonując następujące czynności w oknie sterowania silnikiem, zmień wartość osi x z zera na minus 10 i naciśnij Enter. Stolik przesunie się do pozycji minus 10 milimetrów osi A, a w oknie głównym będzie obserwowane przesunięcie pozycji sygnału.Użyj regulowanej skali mikrometrycznej, aby przesunąć minimalny pik sygnału z powrotem do poprzedniej pozycji pionowej i zmień wartość osi A na plus 10. Kliknij Enter. Stopień przesunie się do pozycji plus 10 milimetrów na osi A i ponownie zaobserwuje się przesunięcie sygnału.Zwróć uwagę, że kierunek i odległość, na jaką sygnał przesunął się z poprzedniego położenia, zmień wartość osi A z powrotem na minus 10. Sygnał powróci do pierwotnej pozycji pionowej. Obróć poziomującą na osi A stolika skanującego i przesuń sygnał, aby podwoić odległość w tym samym kierunku, w którym stolik przesunął się z pierwotnej pozycji.Użyj mikrometru na stoliku skanującym, aby przesunąć sygnał z powrotem do pierwotnej pozycji i powtarzaj regulację, aż sygnał na plus 10 i minus 10 zrówna się w piku dla obu pozycji, zostanie skupiony w pierwotnej pozycji. Po wypoziomowaniu osi A zmień wartość osi A na zero i powtórz tę samą procedurę dla osi B. Po wypoziomowaniu obu osi przywróć obie osie A i B do zera milimetrów, zamknij okno sterowania silnikiem, a następnie sprawdź, czy sygnał jest w swoim pierwotnym położeniu, na wypadek, gdyby się nieco przesunął.Aby zarejestrować ten sygnał jako odniesienie w oknie Właściwości pozyskiwania danych, zmień wartość uśredniania na pięć i pozostaw wszystkie inne parametry z ustawieniami domyślnymi. Następnie kliknij nowe odniesienie. Licznik uśredniający będzie liczył od zera do 20.Gdy licznik osiągnie wartość 20, zmień wartość uśredniania na jeden i kliknij przycisk OK. Odbity sygnał od polistyrenu zostanie zapisany jako odniesienie dla wszelkich kolejnych skanów. Po ustawieniu wszystkich parametrów przenieś okno obrazowania z etapu skanowania do obszaru obsługi tkanki i zamontuj guz na płytce polistyrenowej. Usuń wszelkie pęcherzyki powietrza z guza za pomocą pęsety lub delikatnie przetocz próbkę na polistyren, aż szczeliny powietrzne zostaną zminimalizowane.Umieść absorpcyjne przekładki w regularnych odstępach wokół badanej próbki i umieść kolejną płytkę polistyrenową nad guzem. Delikatnie dociśnij powierzchnię guza tak płasko, jak to możliwe i zaklej taśmą układ guza i płytki polistyrenowej w okienku próbki. Płaska powierzchnia tkanki i dobry kontakt z płytką polistyrenową są niezbędne, ponieważ pęcherzyki powietrza, nadmiar płynu i nierówna powierzchnia mogą zrujnować obrazowanie tkanki nowotworowej.Odwróć okienko próbki i zrób zdjęcia guza, aby zarejestrować jego orientację. Przywróć okno próbki do etapu skanowania i kliknij przycisk dialogowy parametrów obrazu, aby otworzyć okno parametrów akwizycji obrazu. Ustaw wartości osi minimum pierwszego, osi pierwszej maksimum, osi drugiej minimum i osi drugiej maksimum, aby w pełni objąć położenie guza w oknie obrazowania.Ustaw oś jednoetapową i oś dwustopniową na 0,2 milimetra dla skanowania obrazowego. Następnie w menu Measure (Miara) wybierz opcję Flyback 2D scan (Skanowanie 2D) i utwórz folder oraz nazwę pliku, w którym chcesz zapisać dane skanowania w wyskakującym okienku. W niniejszej analizie oceniono naciekającego raka przewodowego stopnia od pierwszego do drugiego uzyskanego od 49-letniej kobiety po operacji lumpektomii lewej piersi.Po skorelowaniu obrazu terahercowego z obrazem patologii stało się jasne, że obszar raka wykazywał większe odbicie niż obszar tłuszczowy. Obrazowanie tomograficzne wykazało, że wraz ze wzrostem częstotliwości obliczone wartości współczynnika absorpcji dla raka w pikselach tłuszczu wzrosły, przy czym piksele raka wykazywały wyższe wartości niż tłuszcz przy obu częstotliwościach. Natomiast współczynnik załamania światła obu tkanek zmniejszał się wraz ze wzrostem częstości.Analiza spektroskopii transmisyjnej tego samego guza ujawnia dobrą zgodność dla zakresu częstotliwości zarówno ekstrahowanego współczynnika absorpcji, jak i indeksu refrakcji dla obu odcinków wyekstrahowanych z guza. Należy zauważyć, że niewystarczające obchodzenie się z tkanką może prowadzić do mylących wyników obrazowania, co skutkuje na przykład sugerowaniem większej obecności raka w guzie ze względu na obecność nadmiaru płynu w niewysuszonej próbce guza. Dodatkową charakterystykę można przeprowadzić na danych obrazu terahercowego w celu uzyskania informacji o właściwościach tkanki zależnych od częstotliwości, a także przeprowadzić analizę statystyczną w celu automatycznej segmentacji obrazu.Technika ta doprowadziła do opracowania algorytmów obrazowania i spektroskopii do badania sygnatur raka przewodowego in situ, w celu odróżnienia guzów o niskim stopniu złośliwości od śmiertelnych guzów o wysokim stopniu złośliwości. Należy pamiętać, aby obchodzić się z tkankami nowotworowymi i roztworem formaliny z ostrożnością oraz że wszelkie elementy systemu lub narzędzia, które stykają się z tkanką nowotworową, muszą być odpowiednio oczyszczone lub wyrzucone.

terahertz-imaging-characterization-protocol-for-freshly-excised

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Przedstawiono kompleksowy przegląd technik wykorzystywanych w tworzeniu mysiego modelu raka jamy ustnej oraz ilościowego monitorowania inwazji nowotworowej w obrębie języka za pomocą mikroskopii wielofotonowej komórek znakowanych. System ten może służyć jako użyteczna platforma do oceny molekularnej oraz skuteczności leków w przypadku związków przeciwinwazyjnych.

Obrazowanie wielofotonowe inwazji komórek nowotworowych w ortotopowym modelu mysim dla raka płaskonabłonkowego jamy ustnej

Mysi model przerzutów do mózgu raka piersi jest tworzony za pomocą obrazowania ultradźwiękowego we wstrzyknięciu dosercowym komórek MDA-MB231/Br-GFP. Rozwój wieloogniskowych przerzutów wewnątrzczaszkowych monitorowano podłużnie za pomocą rezonansu magnetycznego 9,4 T o wysokiej rozdzielczości.

Iniekcja dosercowa pod kontrolą obrazowania ultrasonograficznego w celu opracowania mysiego modelu przerzutów raka piersi do mózgu, a następnie podłużnego rezonansu magnetycznego

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

Opisujemy, jak uzyskać mapy parametryczne i wektorowe tensora dyfuzji piersi za pomocą rezonansu magnetycznego. Protokół i końcowe wyniki po przetworzeniu obrazowania są dostosowane do śledzenia cech architektonicznych piersi i wykrywania nowotworu złośliwego piersi.

Śledzenie cech architektonicznych sutka i wykrywanie raka piersi za pomocą obrazowania tensora dyfuzji rezonansu magnetycznego

Heterogeniczny rozkład komórek HER2-dodatnich można zaobserwować w podgrupie nowotworów piersi i rodzi dylematy kliniczne. W tym miejscu przedstawiamy niezawodny i opłacalny protokół definiowania, ilościowego określania i porównywania heterogeniczności genetycznej HER2 wewnątrz guza w dużej serii heterogennie przetworzonych nowotworów piersi.

Stworzenie wysokoprzepustowej platformy badań przesiewowych w celu oceny heterogeniczności amplifikacji genu HER2 w raku piersi

Opisana tutaj metoda obrazowania intravital wykorzystuje generowanie drugiej harmonii kolagenu i endogenną fluorescencję z metabolicznego kofaktora NAD(P)H do nieinwazyjnej segmentacji nieoznaczonego mikrośrodowiska guza na przedziały guza, zrębu i naczyń krwionośnych w celu dogłębnej analizy obrazów 4D intravital.

Bezznacznikowe podejście do segmentacji w obrazowaniu przyżyciowym mikrośrodowiska guza sutka

W erze immunoterapii nowotworów, zainteresowanie wyjaśnieniem dynamiki mikrośrodowiska guza znacznie wzrosło. Protokół ten szczegółowo opisuje technikę obrazowania spektrometrii mas w odniesieniu do etapów barwienia i obrazowania, które pozwalają na wysoce zmultipleksowaną analizę przestrzenną.

Poszerzanie wiedzy na temat mikrośrodowiska guza za pomocą obrazowania spektrometrią mas próbek tkanek utrwalonych w formalinie i zatopionych w parafinie

Ten protokół opisuje skuteczną, niechirurgiczną metodę ortotopowego wszczepiania ksenoprzeszczepów pochodzących od pacjentów z rakiem piersi u myszy. Technika ta polega na enzymatycznej dysocjacji guza, a następnie bezpośrednim wstrzyknięciu do poduszek tłuszczowych sutka, co umożliwia implantację o wysokiej przepustowości. Kompleksowa walidacja zapewnia wierność modelu, ułatwiając rygorystyczne badania nad różnymi podtypami raka piersi.

Wysokoprzepustowa dysocjacja i ortotopowa implantacja ksenoprzeszczepów pochodzących od pacjentów z rakiem piersi

Ten artykuł opisuje protokół immunofluorescencji multipleksowej zoptymalizowany pod kątem charakterystyki trójwymiarowej architektury przerzutów otrzewnowych.

Trójwymiarowe obrazowanie tkanki nośnej guza przy użyciu iteracyjnego wybielania rozszerza podejście multipleksywalne

Protokół ten przedstawia multimodalne podejście łączące spektroskopię Ramana i tomograficzną mikroskopię fazową w celu bezznacznikowego, nieinwazyjnego fenotypowania żywych ludzkich komórek raka piersi. Zawiera przyjazny dla użytkownika, wolny od uprzedzeń człowieka potok analityczny do szybkiej, ilościowej analizy morfochemicznej, dostarczając szczegółowych informacji molekularnych i strukturalnych z zastosowaniami w badaniach nad rakiem i biologii komórki.

Ramy obrazowania multimodalnego w celu przyspieszenia fenotypowania żywych, bezznacznikowych komórek raka piersi

Protokół ten opisuje procedurę obrazowania na urządzeniu mikrofalowym do obrazowania piersi.

Obrazowanie kliniczne mammografii mikrofalowej

Poznaj obrazowanie terahercowe do oceny marginesów chirurgicznych w guzach raka piersi. Ta niejonizująca technika bezpiecznie rozróżnia tkanki nowotworowe od zdrowych, zmniejszając potrzebę ponownych operacji.

Protokół obrazowania i charakterystyki terahercowej dla świeżo wyciętych guzów raka piersi

Przeglądaj więcej filmów