Tümör Boyutu Ölçüm Kalite Güvencesi için Doku-taklit eden malzemeler kullanarak Klinik öncesi modelli Phantom İnşaatı

Özet

Bu kağıt hayalet gibi ultrason (US), bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik olarak hayvan görüntüleme yöntemleri tümör boyutu ölçüm kalite güvence (QA) için (TM) malzemeler doku taklit yapılmış bir klinik öncesi multimodalite inşa içi prosedürleri açıklar rezonans görüntüleme (MRG).

Özet

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Solid Tümörlerde Yanıt Değerlendirme Kriterleri (RECIST) grupları sırasıyla, 1980 ve 1990'larda anti-tümör ilaç tedavisine yanıt olarak solid tümörlerin radyolojik değerlendirilmesi için standart kriterler savundu çalışma. Kriterleri RECIST Ölçümler ¹ daha fazla tekrarlanabilir olarak kabul edilir tek ^{boyutlu, 2, 3,4,5} kullanımı ile ilgilidir, iki-boyutlu olarak katı tümörlerin ölçülmesi. WHO Bu kriterler yaygın olarak Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ⁶ tarafından onaylanmış tek görüntüleme biyolojik olarak kullanılmıştır. Doğrulukla görüntülerde anti-tümör ilaçlara tümör yanıtı ölçmek için, bu nedenle, sağlam bir kalite güvence (QA) prosedürler ve ilgili QA hayali ihtiyaç vardır.

Bu ihtiyacı karşılamak için, yazarlar bir klinik öncesi modaliteli doku taklit eden (TM) kullanarak fantom (ultrason (US), bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) için) inşamalzemeler Gammex ABD ticari hayalet ⁷ revize ederek RECIST gerektirdiği hedef lezyonlar sınırlı sayısına göre. Lee ve ark. 'De Ek fantom imalat ^7'nin prosedürleri gösterir. Bu makalede, tüm protokoller multimodalite görüntüleme için TM malzemelerin hazırlanması, ardından hayalet tümör-simüle test nesneleri döküm için silikon kalıp hazırlanması için işlemleri ile bir adım adım moda başında tanıtıldı, ve son olarak inşaat klinik öncesi multimodalite QA hayalet. Bu çalışmanın temel amacı bağımsız olarak kendi projeleri için bir hayalet inşa ilgilenen herkes izin vermek için protokoller sağlamaktır. QA tümör boyutu ölçümü için prosedürler ve RECIST ve bu QA fantom kullanarak birden fazla kurum yapılan test nesneleri hacim ölçüm sonuçları Lee ve ark ayrıntılı olarak gösterilmiştir. ^8.

Giriş

Tümör boyutu değişim Değerlendirme tümör küçülmesi ve hastalığın ilerlemesi ^{9, 10} hem de bir anti-tümör ilaç aktivitesini değerlendirmek için önemli bir uç noktasıdır. Solid Tümörlerde Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Tepki Değerlendirme Kriterleri (RECIST) ultrason gibi görüntüleme yöntemleri tümör lezyonlarının anatomik değerlendirmesi (US), bilgisayarlı tomografi (BT) veya manyetik rezonans görüntüleme (MRG) için kodlanmış yöntemlerdir. WHO kriterleri için, tümör maksimum çapı ve hedef bölge için enine düzlemde en büyük dik çapı ürünü ⁴ hesaplanır. Bunun aksine, RECIST için, hedef lezyon sınırlı sayıda enine düzlemde uzun çapları toplamı ⁴ hesaplanır. Tümör tedavi cevabının değerlendirilmesinde sürekli artan bir ilgi olmasına rağmen, herhangi bir klinik öncesi kalite güvence (QA) fantom / QA görüntüleme biyolojik için prosedürler olmuştur.

içerik "> kriterler ve / veya RECIST başka bir görüntüleme biyolojik, Lee ve ark QA bir başlangıç ​​noktası olarak, Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanmış tek görüntüleme biyolojik DSÖ dayanan tümör boyutu ölçümü göz önüne alındığında. tasarlanmış ve UTHSCSA / Gammex Mark 1 ve Gammex A.Ş. ⁷ ile işbirliği içinde tümör boyutu ölçüm QA için Mark 2 hayalet inşa. Mark 1 hayalet bir Gammex ticari ABD hayalet gözden geçirilmiş bir sürümünü ve böylece, boyutuna sığmayacak kadar büyük hayvan BT ve MR tarayıcılarıyla. Ayrıca Mark 1 hayali bazı araçlar tümör boyutu ölçümü için gereksiz. Mark 2 hayalet En son FDA onaylı görüntüleme biyolojik olduğu RECIST göre dizayn edilmiştir. Ancak, Mark 2 hayalet büyüklüğü MR tarayıcılar ve BT ve hayalet MR görüntü kalitesi için hala çok büyük doğru tümör boyutu ölçüm ⁷ için kabul edilebilir değildi.

QA hayalet diye tarifdizgin bir önceki hayaletler eksikliklerin üstesinden gelmek için yeniden tasarlanmış ve laboratuarımızda geliştirilen modifiye doku taklit eden (TM) malzeme ve protokolleri kullanılarak inşa edilmiştir. Bu kağıt hayalet yapımı için protokollerin ayrıntıları açıklar: Birincisi, yöntemleri tümör-simüle test nesneleri döküm için gerekli olan silikon kalıp hazırlanması için ve yerçekimi sedimantasyon önlemek için bir hayalet dönen için bir rotator montaj için tanıtılmaktadır. US, BT ve MR görüntüleme için D'Souza ve ark. 'S modifiye TM malzemelerin hazırlanması için ikinci, protokoller ¹¹ açıklanmıştır. TM malzemelerin fiziksel özellikleri, çeşitli yöntemler ile elde görüntüleri görüldüğü gibi TM malzemelerin insan yumuşak dokuları temsil emin olmak için her yöntemi test edildi, ama sonuç burada görüntülenmez. Üçüncü olarak, hayali yapımı için protokol açıklanmıştır. Son olarak, hayalet ABD, BT ve MR görüntüleri sonuç olarak sunulmuştur.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

1. Phantom Tasarım

Klinik öncesi multimodal hayali bir çizim Şekil 1, ^{7, 8} 'de gösterilmiştir. Fantom büyüklüğü çapı 38 mm ve hayali çeşitli hayvan tarayıcılar olarak taranacak izin uzunluğu 115 mm'dir. Hayalet içinde 10 mm derinlikte yer: hayalet beş tümör-simüle test nesneleri (14, 10, 7, 4 ve 2 mm çapında) içerir.

2. Silikon Kalıp İnşaat

Silikon kalıp bu bölümde ^7'de tarif edildiği gibi tümör taklit test nesneleri döküm için hazırlanmıştır. Silikon kalıp hazırlanması için gerekli tüm akrilik levhalar ve çubuklar San Antonio (UTHSCSA) Texas Sağlık Bilimleri Merkezi Üniversitesi'nde makine dükkanda 25 mikron hassasiyetle kesilir.

1. Iki akrilik bazlı bir uyum çubuklar: deney nesneleri için ve başka bir beş delik (6 mm çapında): beş delik (14, 10, 7, 4, 2 mm çapında) Yapplakaları (boyut: 4.2 cm x 11.5 cm x 0.9 cm) (Şekil 2A).
2. (Şekil 2B): 7, 5 boy, 3.5, 2 ve 1 mm (1.0 cm x 5.5 cm boyutlarında) ile boşluk çiftleri kesin.
3. Çelik bilya (: 14, 10, 7, 4 ve 2 mm, hassasiyeti: 2.5 mikron çapında) hazırlayın.
4. Sırayla ince bir akrilik plaka 7 mm arasında ve taban plakasının yüksekliğinde yer iki boşluk çifti ve C-kelepçe (Şekil 2C) kullanılarak sıkıştırın.
5. Taban plakası ve tutkal JB KWIK (Şekil 2C) kullanılarak 14 mm delik içine 14 mm çapında çelik topu yerleştirin. Topları geri kalanı (Şekil 2B) ve diğer taban plakası için işlemleri tekrarlayın. Iki taban plakaları, çelik topları ayna görüntüleri ⁷ olarak yapıştırılmış unutmayın.
6. (F çitler gibi maskeleme bandı kullanarak her taban üzerine: Dört 2.5 cm yüksek akrilik levhalar (2.5 cm x iki tabak için 11.5 cm ve 2.5 cm x başka bir iki tabak için 4.2 cm boyutu) takınŞEKIL 3A).
7. Beş akrilik çubuklar (çapı eklemek için taban plakası meclislerinin birinde: 0.8 cm ve boyu: 0.5: (4.2 cm x 11.5 cm, çapı 0,8 cm, çapı 1.2 cm ile on delikli beş delik boyutu) üst plaka takın 1 mm ipuçları cm) ve beş uyum çubuklar (çapı eklemek için: 0,9 cm ve uzunluğu: 5,0 cm) ve silikon (Şekil 3A) dökmek için.
8. Çelik bilya ve tutkal onları silikon yapıştırıcı kullanarak en üstüne tüm yol üst plaka 0,8 cm deliklere akrilik çubuklar yerleştirin. Daha sonra üst plaka daha büyük delik (Şekil 3A) aracılığıyla taban plakasındaki deliklerin içine hizalama çubuklar yerleştirin.
9. Ağırlık olarak 10 oranında B bileşeni ile silikon kauçuk bileşiğinin bir 1 parçası karıştırın.
10. Derleme silikon kauçuk bileşimi dökün ve yaklaşık 24 saat (Şekil 3B), oda sıcaklığında kuru düzeneği.

3. Rotator Meclisi

Rotator PVC boru ve bir et lokantası motordan hazırlanır.

1. Bir et lokantası motor delik uygun bir cıvata sonunda eziyet.
2. Bir somun ve bir çamaşır makinesi kullanarak PVC boru (75 mm: 270 mm ve iç çapı uzunluk) sonuna kadar yere cıvata vida.
3. PVC boru desteklemek ve PVC boru ⁷ yüksekliğini ayarlamak için JB KWIK kullanarak plastik bir plaka üzerine metal plakalar ve tutkal onları bükün.

4. TM Malzeme Hazırlanması

TM malzemelerin hazırlanması için protokol Dr Ernest L. Madsen en Wisconsin Madison Üniversitesi'nde laboratuvar ve daha detaylı olarak gelişmiş olanlardan değiştirilmiş Lee ve arkadaşları bulunmaktadır. ^8,11.

4.1 Arkaplan TM malzeme hazırlama

1. 20 mikron ve daha sonra 10 mikron elek filtreleri yoluyla ticari tam yağlı süt (200 cc) Min.
2. Süzülmüş süt (100 ml) içinde thimerosal (0.2 g) içinde çözülür.
3. Degas, ev vakum bu kullanarakOda sıcaklığında 30 sn için süt çözeltisi.
4. Oda sıcaklığında deiyonize su (M 18) (100 ml) kuru agaroz (2 g) çözülür.
5. Daha sonra agaroz çözeltisine 1-propanol (7.9 cc) ve BaSO ₄ (1 g) ekleyin.
6. Degas agaroz çözüm ve agaroz çözüm netleşene kadar sonra 95 ° C su banyosunda ısıtın.
7. Agaroz çözüm 95 ° C su banyosunda, ısı 55 ° C su banyosunda yoğunlaştırılmış süt. Içinde temizler ise
8. Serinlemek için 55 ° C su banyosunda için erimiş agaroz çözüm taşıyın.
9. Her iki çözüm de 55 ° C olan bir kez, hacim olarak 50-50 oranında olmak ve yavaş yavaş yüzeyinden hava kabarcığı bunu takiben karışım karıştırılmaya yoğunlaştırılmış süt (50 ml) ile bir karışımı agaroz çözeltisi (50 cc).
10. Daha sonra homojenlik sağlamak için yeterli karıştırma izledi agaroz-süt karışımı EDTA (0.103 g) ve _CuCl2 · 2H ₂ O (0.06 g) ekleyin.
11. 60 μ - Son olarak, cam boncuk (15 ekleyinm çapında, ortalama çapı: 35 um) (0.1 g) ve art arda nihai karışım karıştırılır. Kullanımdan önce, herhangi bir yabancı kaldırmak ve daha sonra asit durulama 24 saat boyunca konsantre nitrik asit içinde cam boncuklar ıslatın.

4.2 Deneme nesnesi TM malzeme hazırlama

Test nesnesine TM malzemesi aşağıdaki kompozisyon farklılıklar dışında arka TM malzemesi olarak benzer bir şekilde hazırlanmıştır:

1. 20 mikron ve daha sonra 10 mikron elek filtreleri yoluyla ticari tam yağlı süt (20 cc) Min.
2. Süzülmüş süt (10 cc) Thimerosal (0.02 g) içinde çözülür.
3. Iyonu giderilmiş su (10 cc) ve 1-propanol (0.79 cc) bir çözeltisi, oda sıcaklığında kuru bir agaroz (0.60 g) içinde çözülür.
4. Degas agaroz çözüm ve agaroz çözüm netleşene kadar sonra 95 ° C su banyosunda ısıtın.
5. Agaroz çözüm 95 ° C su banyosunda, ısı 55 ° C su banyosunda yoğunlaştırılmış süt. Içinde temizler ise
6. Inci Taşı55 ° C su banyosunda e erimiş agaroz çözüm.
7. Her iki çözüm de 55 ° C 'de bir kez, yoğunlaştırılmış süt (5 cc) ile agaroz çözeltisi (5 cc) karıştırılır ve yavaş yavaş yüzeyinden hava kabarcığı bunu takiben karıştırılır.
8. Ardından yeterli karıştırma izledi agaroz sütlü EDTA (0.0017 g) ve _CuCl2 · 2H ₂ O (0,0010 g) ekleyin.

5. Modelli Phantom Meclisi

Silikon kalıplar kullanılarak, aşağıdaki adımları modaliteli hayalet oluşturmak için gerçekleştirilir.

1. 1 mm delikleri olmayan silikon kalıp üzerinde, küreler ve silikon yapıştırıcı (Şekil 4A) kullanılarak kalıbın her iki uçta da tutkal bunun merkezinde birlikte naylon iplik ekleyin.
2. Yumuşak bir fırça kullanarak, iki kalıp (Şekil 4A) yüzeyinde silikon gres sürün ve hizalama çubukları kullanarak iki kalıpları monte.
3. Bölüm 4.2 ve po açıklandığı gibi test nesne TM malzeme hazırlayın, bir şırınga, bir 22 G iğne kullanılarak silikon kalıp 1 mm deliklerden ur.
4. Test nesneleri ayarlamak için izin vermek için, yaklaşık 30 dakika boyunca buzdolabında (5 ° C) olarak kalıpları saklayın.
5. Bir yarı silindirik bir kap (: 115 mm ve uzunluğu: 38 mm), her iki tarafında, test nesnelerle naylon iplik monte etmek için hayali yüzeyinden 10 mm arasında bir derinliğe az 1 mm olan iki delik açmak. Arka plan TM malzeme dökmek için 6 mm ek bir delik açın.
6. Kalıplardan naylon iplik (Şekil 4B) ile test nesneleri boşaltın ve daha sonra yarı-silindir biçimli bir kap (Şekil 4C) olarak bağlanmasıdır.
7. Akrilik konteyner üzerine: 3M Scotch-Weld DP-100 ve 3M koli bandı kullanarak, ince iletken olmayan alüminyum (0.12 mm kalınlık) bağlı. Aynı tutkal (Şekil 4C) kullanılarak akrilik kapta 1 mm delikli bloke eder.
8. Hızla arka TM maddeyi hazırlamak ve yavaş yavaş kullanarak küçük kabın 6 mm çaplı bir delik içine dökünplastik huni.
9. Sonra herhangi bir hava kabarcığı çıkarılması, tutkal 3M Scotch-Weld DP-100 ile 6 mm delik.
10. Bir kez monte, oda sıcaklığında 4-5 saat boyunca döndürücü 2 rpm'de fantom döndürün.
11. Fantom tamamen sertleşir en TM malzemelerin sonra naylon iplik çıkarın.

6. Modelli Görüntüleme

Hayalet klinik öncesi ultrason, BT ve MRG ve üç yöntemleri sonrasında elde edilen görüntülerde taranır. Görüntüleme protokolleri Lee ve ark. ^{7, 8} 'de detaylı olarak tarif edilmiştir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Şekil 3 B ve Şekil sırasıyla 5 gösterisi test nesneleri döküm için iki silikon kalıp ve multimodal hayalet,. Uzunluk x genişlik x her kalıp derinliği 109 mm × 37 mm × 21 mm ve iki kalıp aynı ayna görüntülerdir. Bir kalıp TM malzeme ince bir iğne kullanılarak eklenebilir 1 mm delik vardır. Her bir kalıp uyumu çubuklar için ek bir beş delik bulunur. Uzunluk x genişlik x hayalet derinliği 115 mm × 38 mm × 24 mm ve ilk kütlesi 101.02 g oldu. ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Bu makalenin amacı Multimodalite görüntüleme için TM malzeme yapmak ve birden fazla kurum farklı yöntemleri kullanarak doğru tümör boyutu ölçümü için bir QA aracı olarak klinik öncesi modaliteli hayali oluşturmak için yöntemler sağlamaktı. Daha önce belirtildiği gibi, TM malzemeler aslında bir çok görüntüleme yöntemi prostat hayali için Wisconsin Madison Üniversitesi'nde Dr Ernest L. Madsen laboratuvar tarafından geliştirilmiştir. Biz test nesneleri ve arka plan arasında yeterli k...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagent/Material
PVC pipe	N/A	N/A	Home Depot
Bolt, nut, washer and metal plates	N/A	N/A	Home Depot
Acrylic plates and rods	N/A	N/A	Plastic supply in San Antonio, TX
Steel balls	Nordex, Inc.	AEC-M2-2, -4, -7, -10 and -14	2, 4, 7, 10 and 14 mm diameter
C-clamps	Adjustable Clamp	1420-C	2 inch length
Masking tape	3M Industrial Adhesives and Tapes	2600
Duct tape	3M Industrial Adhesives and Tapes	S-3763SIL
J-B KWIK	J-B WELD Co.	380238
3M Scotch-Weld Epoxy Adhesive	3M Industrial Adhesives and Tapes	DP-100
Silicone grease	Permatex, Inc.	22058
Silicone glue	DAP, Inc.	688
Silicone rubber compound	Smooth-ON, Inc.	Smooth-SilTM950 Part A and B	A:B mix ratio = 10:1 by weight
Brush	N/A	N/A	Hobby Lobby
Syringe	Becton Dickinson	309604	10 ml
Needle	Becton Dickinson	305156	22-gauge 1.5 inch length
Funnel	N/A	N/A
Mesh filters	Small parts, Inc.	CMN-0010-C and CMN-0020-C	10 and 20 μm
Whole milk	N/A	N/A	HEB in San Antonio, TX
Thimerosal	Sigma-Aldrich Co.	T5125
Propanol	Sigma-Aldrich Co.	33538
EDTA	Sigma-Aldrich Co.	431788
CuCl2	Sigma-Aldrich Co.	459097
Agarose	Sigma-Aldrich Co.	A0169
BaSO4	Sigma-Aldrich Co.	B8675
Glass beads	Potters Industries, Inc.	3000E
PET/AL/LLDPE*	Pechiney Plastic Packaging, Inc.	Pechiney Spec 151	Phantom cover material
			*Polyethylene terephthalate/aluminum/linear low density polyethylene
Equipment
Rotisserie motor	Brinkmann	812-7103-S	Home Depot
Water bath 1	Precision, Inc.	Model: 282, Serial #: 601091552
Water bath 2	VWR, Inc.	Model: 1212, Serial #: 08119606
Ultrasound	Visualsonics	Serial #: 770/120-259
CT	Gamma Medica-Ideas	Serial #: GR 0050
MRI	Bruker	Part #: W3301390, Serial #: 0030