Name: construction of a preclinical multimodality phantom using tissue-mimicking materials for quality assurance in tumor size measurement
Uploaded: 2013-07-29T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement at JoVE.com

המחברים מודים לד&quot;ר מדסן באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון, וCristel Baiu בGammex Inc עבור מתן ייעוץ בחומרי TM. המחברים הם גם מודים לד&quot;ר מלקולם דייויד מאריי למתן השיטות לבניית הפנטום.

1. פנטום עיצוב ציור של פרה multimodality הפנטום מוצג באיור 1 7, 8. גודלו של הפנטום הוא 38 מ&quot;מ בקוטר 115 מ&quot;מ באורך שיאפשר הפנטום לסריקה בסורקים של בעלי חיים שונים. הפנטום מכיל חמישה אובייקטי בדיקת גידול המדמה-(בקוטר: 14, 10, 7, 4 ו 2...

<ol>
	<li>Prasad, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CT+tumor+measurement+for+therapeutic+response+assessment:+Comparison+of+unidimensional,+bidimensional,+and+volumetric+techniques-Initial+observations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+unidimensional+and+bidimensional+measurement+in+metastatic+non-small+cell+lung+cancer.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiologic+measurement+of+tumor+size+in+clinical+trials:+past,+present,+and+future.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiologic+measurements+of+tumor+response+to+treatment:+practical+approaches+and+limitations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RECIST+revisited:+A+review+of+validation+studies+on+tumour+assessment.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+imaging+biomarkers+in+the+clinical+development+of+targeted+therapeutics:+current+and+future+perspectives.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preclinical+multimodality+phantom+design+for+quality+assurance+of+tumor+size+measurement.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=QA+procedures+for+multimodality+preclinical+tumor+drug+response+testing.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+response+in+solid+tumors:+comparison+of+RECIST+and+WHO+response+criteria.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+response+evaluation+criteria+in+solid+tumors:+revised+RECIST+guideline+(version+1.1).">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+mimicking+materials+for+a+multi-imaging+modality+prostate+phantom.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose+as+a+tissue+equivalent+phantom+material+for+NMR+images.">Agarose as a tissue equivalent phantom material for NMR images.</a> Magn. Reson. Imaging. 4 (3), 263-266 (1986).</li></ol>

מטרתו של מאמר זה הייתה לספק את השיטות להכנת חומרי TM הדמיה multimodality ובניית פנטום multimodality קליני ככלי QA למדידת גודל גידול מדויק באמצעות שיטות שונות במוסדות שונים. כאמור, חומרי TM פותחו במקור על ידי מעבדתו של ד&quot;ר ארנסט ל מדסן באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון לשיטה רבת הדמיה ...

<html> הערכה של השינוי בגודל גידול היא נקודת סיום חשובה להערכת הפעילות של תרופות אנטי סרטניים בשניהם הצטמקות גידול והתקדמות מחלה 9, 10. ארגון בריאות עולמית (WHO) וקריטריונים להערכת תגובה בגידולים מוצקים (RECIST) הם שיטות קודיפיקציה להערכה האנטומי של נגעים סרטניים בשיטות הדמיה כגון אולטרא סאונד (US), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) או תהודה מגנטית (MRI). עבור מי קריטריונים, התוצר של גידול וקוטר מרבי הקוטר הגדול ביותר שלה בניצב למישור הרוחבי אזורי היעד מחושב 4. לעומת זאת, לRECIST, הסכום של הקטרים ​​הארוכים ביותר במישור הרוחבי למספר מצומצם של נגעי היעד מחושב 4. למרות התעניינות הגוברת ברציפות בהערכת תגובה טיפולית גידול, לא הייתה שום הבטחת איכות קלינית (QA) רפאים / QA נהלים לסמן הביולוגי ההדמיה. תוכן &quot;&gt; בהתחשב בכך שמדידת גודל גידול המבוססת על קריטריוני WHO ו / או RECIST היא סמן ההדמיה היחיד שאושר על ידי מנהל מזון ארצות הברית ובתרופות אמריקניות (FDA), כנקודת התחלה של QA עבור כל סמנים ביולוגיים הדמיה אחרות, Lee et al. תוכנן ונבנה UTHSCSA / Gammex מארק 1 וסימן 2 פנטומים לQA של מדידת גודל גידול בשיתוף פעולה עם Gammex Inc 7. מארק 1 הפנטום היה גרסה מתוקנת של Gammex פנטום מסחרי בארה&quot;ב ובכך, לגודל היה גדול מדי מכדי להתאים ל בעלי החיים CT וסורקי MR. גם כמה כלים במארק 1 הפנטום היו מיותרים למדידת גודל גידול. מארק 2 הפנטום תוכנן בהתבסס על RECIST שהוא סמן ההדמיה-FDA האחרון. עם זאת, גודלו של מארק 2 הפנטום עדיין היה גדולה מדי עבור MR סורקים, ו-CT, ואיכות תמונה של MR הפנטום לא היה מקובל למדידת גודל גידול מדויקת 7. QA הפנטום תוארדרור עוצב מחדש כדי להתגבר על חסרונות של רוחות הרפאים הקודמות ונבנה באמצעות רקמה מהונדס-מחקים (TM) של חומרים ופרוטוקולים שפותחו במעבדה שלנו. מאמר זה מתאר את הפרטים של הפרוטוקולים לפנטום בנייה: ראשית, הם הציגו שיטות להכנת תבניות סיליקון הדרושות ליציקת עצמים מבחן המדמים-גידול ולהרכבה מסובב למסתובב פנטום כדי למנוע שקיעת גרביטציה. שנית, פרוטוקולים להכנת חומרי TM שונה מד &#39;סוזה et al. של לארה&quot;ב, CT ו-MR הדמיה מתוארים 11. את התכונות הפיסיקליות של חומרי TM נבדקו בכל שיטה כדי להבטיח כי חומרי TM מיוצגים רקמות רכות אדם, כפי שנצפו בתמונות שנרכשו עם האופנים שונים, אך התוצאות אינן המוצגות כאן. שלישית, הפרוטוקול לפנטום הבנייה מתואר. לבסוף, תמונות של הפנטום בארה&quot;ב, CT ו-MR מוצגות כתוצאות.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent/Material</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC pipe</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bolt, nut, washer and metal plates</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic plates and rods</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plastic supply in San Antonio, TX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel balls</td>
			<td>Nordex, Inc.</td>
			<td>AEC-M2-2, -4, -7, -10 and -14</td>
			<td>2, 4, 7, 10 and 14 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-clamps</td>
			<td>Adjustable Clamp</td>
			<td>1420-C</td>
			<td>2 inch length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masking tape</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</td>
			<td>2600</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duct tape</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</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>3M Scotch-Weld Epoxy Adhesive</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</td>
			<td>DP-100</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone grease</td>
			<td>Permatex, Inc.</td>
			<td>22058</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone glue</td>
			<td>DAP, Inc.</td>
			<td>688</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone rubber compound</td>
			<td>Smooth-ON, Inc.</td>
			<td>Smooth-SilTM950 Part A and B</td>
			<td>A:B mix ratio = 10:1 by weight</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brush</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Hobby Lobby</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309604</td>
			<td>10 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305156</td>
			<td>22-gauge 1.5 inch length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Funnel</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mesh filters</td>
			<td>Small parts, Inc.</td>
			<td>CMN-0010-C and CMN-0020-C</td>
			<td>10 and 20 &mu;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whole milk</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>HEB in San Antonio, TX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thimerosal</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>Agarose</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>Glass beads</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>Pechiney Spec 151</td>
			<td>Phantom cover material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>*Polyethylene terephthalate/aluminum/linear low density polyethylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotisserie motor</td>
			<td>Brinkmann</td>
			<td>812-7103-S</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath 1</td>
			<td>Precision, Inc.</td>
			<td>Model: 282, Serial #: 601091552</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath 2</td>
			<td>VWR, Inc.</td>
			<td>Model: 1212, Serial #: 08119606</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound</td>
			<td>Visualsonics</td>
			<td>Serial #: 770/120-259</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CT</td>
			<td>Gamma Medica-Ideas</td>
			<td>Serial #: GR 0050</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRI</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>Part #: W3301390, Serial #: 0030</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction of a preclinical multimodality phantom using tissue-mimicking materials for quality assurance in tumor size measurement

ארגון הבריאות עולמי (WHO) והקריטריונים להערכת התגובה בגידולים מוצקים (RECIST) קבוצות עבודה דגלו קריטריונים אחידים להערכת radiologic של גידולים מוצקים בתגובה לטיפול תרופתי אנטי גידול בשנתי ה -1980 ו 1990, בהתאמה. WHO קריטריונים למדוד גידולים מוצקים בשני ממדים, ואילו מדידות RECIST להשתמש רק חד ממד שנחשב ליותר לשעתק 1, 2, 3,4,5. קריטריונים אלה היו בשימוש נרחב כסמן הביולוגי ההדמיה היחידה שאושר על ידי מנהל מזון ארצות הברית ובתרופות אמריקניות (FDA) 6. כדי למדוד את התגובה של גידול לתרופות אנטי סרטניים בתמונות עם דיוק, לכן, חזק אבטחת איכות (QA) נהלים ומקביל QA פנטום יש צורך. כדי לענות על צורך זה, המחברים נבנו multimodality קליני (לאולטרסאונד (US), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) ודימות בתהודה מגנטית (MRI)) רפאים באמצעות רקמות חיקוי (TM)חומרים המבוססים על המספר המצומצם של נגעי היעד הנדרשים ע&quot;י RECIST ידי תיקון Gammex ארה&quot;ב פנטום מסחרי 7. נספח ב Lee et al. מדגים את הנהלים של פנטום ייצור 7. במאמר זה, כל הפרוטוקולים הם הציגו בתחילת אופנה צעד אחר צעד עם נהלים להכנת תבניות סיליקון ליציקת עצמים מבחן המדמים-גידול בפנטום, ואחרי הכנת חומרי TM עבור ההדמיה multimodality, ולבסוף הבנייה פרה multimodality QA פנטום. מטרתו העיקרית של מאמר זה היא לספק את הפרוטוקולים כדי לאפשר לכל מי שמתעניייין באופן עצמאי בניית פנטום לפרויקטים משלהם. נהלי QA למדידת גודל גידול, וRECIST, ושתוצאות מדידה בנפח של חפצי בדיקה שנעשו במוסדות מרובים באמצעות QA פנטום זה מוצגים בפירוט בLee et al. 8.

<html> איור 3 ב &#39;ואיור 5 תכנית שתי תבניות סיליקון ליציקת חפצי בדיקה, וmultimodality הפנטום, בהתאמה. אורך × × רוחב עומק של כל עובש הוא 109 מ&quot;מ × 37 מ&quot;מ × 21 מ&quot;מ ושתי תבניות הן תמונת ראי זה זהה. יש עובש אחד חורים 1 מ&quot;מ שבו ניתן להוסיף חומר TM באמצעות מחט דקה. לכל אחד יש עו?...

Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement at JoVE.com

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

מאמר זה מתאר את ההליכים בתוך הבית של בניית multimodality פרה פנטום עשוי מרקמות חיקוי (TM) של חומרים להבטחת איכות (QA) של מדידת גודל גידול בשיטות הדמיה של בעלי חיים כגון אולטרסאונד (US), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) ומגנטיים דימות תהודה מגנטית (MRI).

בנייה של פנטום multimodality Preclinical שימוש בחומרים רקמות-מחקים לאבטחת איכות במדידת גודל גידול

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

חלקיקים נגיפיים עבור<em&gt; בחי</em&gt; הדמית גידול

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Production of Large Numbers of Size-controlled Tumor Spheroids Using Microwell Plates

ייצור של מספר הגדול של spheroids גידול מבוקר גודל באמצעות צלחות microwell

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically ...

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

מדידת אורך של תאי מטריקס קשיחות במודלי גידול 3D באמצעות Microrheology מעקב חלקיקים

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

בנייה ואפיון של Bioreactor פולד רומן וקאלי

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix (aECM) Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix aECM Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

עיצוב ובנייה של תאי מטריקס המלאכותי (aECM) חלבונים מ<em&gt; Coli Escherichia</em&gt; להנדסת רקמות עור

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins ...

Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

רקמות מבוסס Agarose מחקה פאנטום אופטי עבור ' מאטום לשקוף ' ספקטרוסקופיה

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

ייצור העורק הידרוג רקמות-מחקה פאנטום עבור אימות Elastography אולטראסאונד

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...

Continuous Measurement of Biological Noise in Escherichia Coli Using Time-lapse Microscopy

Continuous Measurement of Biological Noise in Escherichia Coli Using Time-lapse Microscopy

מדידה רציפה של רעש ביולוגי ב Escherichia קולי באמצעות מיקרוסקופיה לשגות זמן

The protocol developed here offers a tool to enable computer tracking of Escherichia coli division and fluorescent levels over several hours. The process ...

Patient-Specific Polyvinyl Alcohol Phantom Fabrication with Ultrasound and X-Ray Contrast for Brain Tumor Surgery Planning

ייצור פנטום פוליוויניל אלכוהול ספציפי למטופל עם אולטרסאונד וניגוד רנטגן לתכנון ניתוח גידול במוח

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

יצירת תנאי סביבה דינמיים באמצעות מכשיר מיקרופלואידי בעל תפוקה גבוהה

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...