Taze Eksire Lendirilen Meme Kanseri Tümörleri için Terahertz Görüntüleme ve Karakterizasyon Protokolü
April 5th, 2020
Taze eksintif insan meme kanseri tümörleri terahertz spektroskopisi ve görüntüleme ile yeni doku işleme protokolleri aşağıdaki karakterizedir. Doku konumlandırması, gelecekteki intraoperatif uygulamalar için zamanında analiz sağlarken etkili karakterizasyonu sağlamak için göz önünde bulundurulur.
Bu protokol, ikinci bir ameliyat ihtiyacını önemli ölçüde azaltmak amacıyla meme tümörlerinin cerrahi marjlarını değerlendirmek için Terahertz görüntüleme ve spektroskopi yi kullanmaktadır. Terahertz görüntüleme, iyonlaştırıcı olmayan ve biyolojik olarak güvenli bir şekilde, optik özelliklerine göre kanserli ve kanser olmayan dokuları ayırt etmek için kullanılabilir. Bu teknik meme kanseri marjı değerlendirmesi için geliştirilmiştir, ancak cerrahi eksizyon ve marj değerlendirmesi gerektiren diğer solid tümörler için geçerlidir.
Bu yöntem ffpe doku bloklarının iç fiziksel dilimleme gerek kalmadan görüntüleme sağlar, herhangi bir derinlik hassas tümör marjları belirlenmesini kolaylaştıran. Bu protokol, görsel gösterim olmadan anlaşılması zor olabilir doku işleme ve sahne dengeleme gibi kritik adımların performansını gerektirir. Bir biyolojik tehlike torbası ile doku kapağı paslanmaz çelik metal tepsi işleme önce ve kapalı tepsi kolay ulaşılabilecek tüm uygun laboratuvar malzemeleri yerleştirin.
Daha sonra, tepside bir petri çanak içine taze tümör örneği transfer ve yeterince düz ve az kan ve az kan damarları olan tümörün bir tarafı seçmek için brüt muayene kullanın. Daha sonra, herhangi bir aşırı talep orta kaldırmak ve sıvı veya salgı doku temizlemek için sınıf bir filtre kağıt üzerinde görüntülenecek tarafı yerleştirin, kağıt doymuş olarak kuru bir noktaya tümör yeniden konumlandırma. Tümörün beş dakika kurumasını sağlarken, yaklaşık 37 milimetre çapındaki tarama penceresine 1,2 milimetre kalınlığında polistiren plaka yerleştirin ve tarama penceresini ve polistiren plakayı Terahertz görüntüleyicinin örnek aşamasına yerleştirin.
Ana pencerede Terahertz antenlerini etkinleştirmek ve polistiren plakaüzerindeki tek bir noktadan yansıyan Terahertz sinyalini göndermeye ve almaya başlamak için Sabit Nokta Tonu simgesine tıklayın. Motor Aşaması iletişim simgesini tıklatın. Motor Kontrol penceresi açılacak.
Ana penceredeki polistirenin yansıyan darbesini ortalamak için optik gecikme eksenini ayarlamak için optik gecikme eksenini tıklatın. Veri Toplama Ayarları Diyaloğu penceresini açmak ve optik gecikme değerini beş volttan dört volta değiştirmek için Veri Toplama Ayarları düğmesini tıklatın. Tarama aşamasının dikey konumunu mikrometre ölçeğiyle ayarlayın, ta ki ikincil darbe nin minimumu en güçlü olana kadar ve motor kontrol penceresindeki optik gecikmeyi ayarlayarak, birincil yansımayı ölçülen sinyal aralığının dışına yerleştirin.
Örnek aşamayı seviyelemek ve referans sinyalini kaydetmek için, motor kontrol penceresini açmak ve motor kontrol penceresini ve ana yazılım pencerelerini motor konumlarını ayarlarken zaman etki alanı sinyalinin görünür olması için yeniden konumlandırmak için motor kontrol diyalog düğmesini tıklatın. Motor kontrol penceresinde aşağıdaki adımları kullanarak A eksenini eşitlemek için x ekseninin değerini sıfırdan negatif 10'a değiştirin ve Enter tuşuna basın. Sahne A ekseninin eksi 10 milimetre lik konumuna hareket edecek ve ana pencerede sinyal pozisyonunda bir kayma gözlemlenecektir.
Sinyalin minimum tepe noktasını önceki dikey konuma taşımak ve A ekseni değerini artı 10 olarak değiştirmek için ayarlanabilir mikrometre ölçeğini kullanın. Enter'u tıklatın. Sahne A ekseninde artı 10 milimetre konumuna hareket edecek ve sinyaldeki kayma tekrar gözlemlenecektir.
Sinyalin önceki konumundan kaydığı yön ve uzaklık ve A ekseni değerini eksi 10'a geri değiştirin. Sinyal orijinal dikey konuma geri dönecektir. Tarama aşamasının A eksenindeki tesviye vidasını döndürün ve sinyali aynı yöndeki mesafeyi iki katına çıkaracak şekilde kaydırın, sahne orijinal konumdan hareket etti.
Sinyali orijinal konuma geri kaydırmak için tarama aşamasındaki mikrometreyi kullanın ve artı 10 ve eksi 10'daki sinyal her iki pozisyon da orijinal konuma odaklanınceye kadar ayarlamayı tekrarlayın. A ekseninin tesviyesi sağlandıktan sonra, A ekseni değerini sıfıra değiştirin ve B ekseni için aynı yordamı tekrarlayın. Her iki eksen de tesviye edildikten sonra, hem A hem de B eksenlerini sıfır milimetreye geri döndürün, motor kontrol penceresini içine kapatın ve sinyalin biraz kayması durumunda orijinal konumunda olduğunu doğrulayın.
Bu sinyali Veri Edinme Özellikleri penceresinde başvuru olarak kaydetmek için, ortalama değeri beşe değiştirin ve diğer parametrelerin tümünü varsayılan ayarlarında bırakın. Ardından yeni başvuru'ya tıklayın. Ortalama sayaç sıfırdan 20'ye kadar sayılacaktır.
Sayaç 20'ye ulaştığında, ortalama değeri bire değiştirin ve Tamam'ı tıklatın. Polistiren den yansıyan sinyal sonraki taramalar için referans olarak kaydedilir. Tüm parametreler ayarlandığında, görüntüleme penceresini tarama aşamasından doku işleme alanına aktarın ve tümörü polistiren plakaya monte edin. Cımbızla tümörün içindeki hava kabarcıklarını çıkarın veya hava boşlukları en aza indirilene kadar numuneyi nazikçe polistirenin üzerine yuvarlayın.
Ezit boşluklarını test numunesinin etrafına düzenli aralıklarla yerleştirin ve tümörün üzerine başka bir polistiren plaka yerleştirin. Tümör yüzeyine mümkün olduğunca düz bir şekilde basın ve örnek penceredeki tümör ve polistiren plaka düzenini bantlayın. Düz doku yüzeyi ve polistiren plaka ile iyi bir temas hava kabarcıkları, aşırı sıvı ve düzensiz bir yüzey tümör doku görüntüleme berbat gibi hayati önem taşımaktadır.
Örnek pencereyi çevirin ve oryantasyon kaydını tutmak için tümörün fotoğraflarını çekin. Örnek pencereyi tarama aşamasına döndürün ve görüntü edinme parametreleri penceresini açmak için görüntü parametre diyaloğu düğmesini tıklatın. Eksen in değerlerini en az, eksen bir maksimum, eksen i minimum ve eksen iki maksimum olarak görüntüleme penceresinde tümörün konumunu tam olarak içine almak için ayarlayın.
Görüntüleme taraması için ekseni bir adım ve eksen ivedi miyon 0,2 milimetreye ayarlayın. Ardından, Ölçüle menüsünün altında Flyback 2D taramayı seçin ve açılan penceredeki tarayın verilerini kaydetmek için altında bir klasör ve dosya adı oluşturun. Bu analizde sol meme lumpektomi cerrahisi ile 49 yaşındaki bir kadından elde edilen birinci ila 2 no'lu infiltrasyon duktal karsinom değerlendirildi.
Terahertz görüntüsünüpatoloji görüntüsüile ilişkilendiren kanser bölgesinin yağ bölgesinden daha yüksek bir yansıma sergilediği açıktı. Tomografik görüntüleme, sıklığı arttıkça yağ piksellerinde kanser için hesaplanan emilim katsayısı değerlerinin, her iki frekanstaki yağdan daha yüksek değerler gösteren kanser piksellerinin arttığını ortaya koymuştur. Buna karşılık, frekans arttıkça her iki dokuda kırılma indisi azalmıştır.
Aynı tümörün iletim spektroskopisi analizi, tümörden çıkarılan her iki bölüm için hem ekstrakte edilen soğurma katsayısının hem de refraktif indeksin frekans aralığı için iyi bir anlaşma ortaya koymaktadır. Doku yetersiz kullanımı yanıltıcı görüntüleme sonuçlarına yol açabilir unutmayın, örneğin kurutulmamış tümör örnek içinde aşırı sıvı varlığı nedeniyle tümör kanser daha büyük bir varlığı düşündüren sonuçlanan. Doku frekansa bağlı özellikleri hakkında bilgi edinmek için Terahertz görüntü verilerine ek karakterizasyon yapılabilir ve otomatik görüntü segmentasyonu için istatistiksel analiz yapılabilir.
Bu teknik, düşük dereceli tümörleri ölümcül yüksek dereceli tümörlerden ayırmak için duktal karsinom in in situ imzalarını araştırmak için görüntüleme ve spektroskopi algoritmalarının geliştirilmesine yol açmıştır. Unutmayın, kanserli dokular ve formalin çözeltisi dikkatli ve herhangi bir sistem elemanları veya tümör dokusu temas araçları uygun temizlenmiş veya atılması gerektiğini işlemek için.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu protokol, meme tümörlerinde cerrahi marjları değerlendirmek için terahertz görüntüleme ve spektroskopi kullanır ve ikincil ameliyatların gerekliliğini azaltmayı hedefler. Teknik, kanserli ve kanserli olmayan dokular arasında güvenli ve etkili bir şekilde ayrım yapar.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Onkoloji
- Tıbbi Görüntüleme
Arka Plan
- Terahertz görüntüleme, iyonlaştırıcı olmayan bir tekniktir.
- Dokuların optik özelliklerini değerlendirir.
- Bu yöntem çeşitli katı tümörler için uygulanabilir.
- Başarılı olmak için doku işlemede kritik adımlar esastır.
Çalışmanın Amacı
- Meme kanserinde cerrahi marj değerlendirmesini geliştirmek.
- Ek ameliyat ihtiyacını en aza indirgemek.
- Her derinlikteki tümör marjlarının tanımlanmasını kolaylaştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Terahertz görüntüleme ve spektroskopi teknikleri.
- Taze doku işleme protokolleri.
- Doğru görüntüleme için sahne dengeleme.
- Güvenli doku işleme için biyotehlike torbalarının kullanımı.
Ana Sonuçlar
- Kanserli ve kanserli olmayan dokular arasında başarılı bir ayrım yapılması.
- Fiziksel olarak dokunun dilimlenmesi olmadan etkili görüntüleme.
- Intraoperatif uygulamalar için zamanında analiz.
- Cerrahi marjların daha iyi anlaşılması.
Sonuçlar
- Terahertz görüntüleme, meme kanseri cerrahisi için umut verici bir araçtır.
- Cerrahi sonuçları önemli ölçüde etkileyebilir.
- Diğer katı tümörlerde daha fazla uygulama mümkündür.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Terahertz imaging provides a non-ionizing, label-free method to assess surgical margins in solid tumors, addressing a key unmet need in oncology drug development and preclinical validation. By enabling rapid differentiation between malignant and healthy tissues based on intrinsic optical properties, the technique supports mechanistic de-risking of therapeutic candidates and improves predictive confidence in preclinical models. Its applicability to freshly excised tumors facilitates translational continuity from discovery through preclinical evaluation, reducing late-stage attrition due to inadequate target engagement or off-target effects.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of tumor heterogeneity and functional validation of targets in native tissue context without fixation artifacts.
- Operational Value: Supports rapid screening of genetically engineered models for target-dependent phenotypic changes in tumor margins.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides quantitative, label-free readouts of refractive index and absorption coefficient as biomarkers of tumor phenotype.
- Operational Value: Delivers reproducible, high-resolution imaging data suitable for assay standardization across compound screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates correlation of imaging phenotypes with histopathological and molecular endpoints for target validation.
- Operational Value: Enables longitudinal monitoring of tumor response in orthotopic and patient-derived xenograft models without tissue destruction.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early biology, enabling quantitative assay readouts for screening, and providing translational imaging biomarkers for preclinical continuity.
- Discovery Biology: Allows non-destructive interrogation of tumor architecture and target expression patterns in fresh tissue.
- Screening: Generates standardized, quantitative optical property maps for evaluating compound effects on tumor morphology.
- Analytics: Yields frequency-dependent absorption and refractive index metrics that enable statistical comparison across experimental conditions.
- Translational Research: Bridges in vitro findings to intact tumor phenotypes, supporting go/no-go decisions based on margin status and invasiveness.
- Enterprise Reuse: Represents a platform capability applicable across solid tumor indications, maximizing ROI on imaging infrastructure.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances target validation confidence by reducing mechanistic ambiguity in tumor-stroma interactions.
- Operational Value: Ensures reproducibility through standardized tissue handling and stage balancing protocols.
- Strategic Value: Improves risk-adjusted decision-making by providing early, objective metrics of tumor invasiveness and treatment response.
- Portfolio Impact: Supports prioritization of candidates with favorable margin modulation profiles, reducing late-stage failure risk.
Implementation Considerations
- Requires expertise in terahertz optics, tissue handling, and spectroscopic data analysis.
- Depends on access to terahertz time-domain spectroscopy systems with scanning stages and polystyrene sample platforms.
- Necessitates standardized protocols for tumor preparation, including fluid removal and air bubble minimization, to ensure data quality.
- Involves adaptation considerations for varying tumor sizes, densities, and stromal compositions across model systems.
- Includes practical limitations related to sample dehydration over time and signal attenuation in highly hydrated or necrotic tissues.
