Name: terahertz imaging and characterization protocol for freshly excised breast cancer tumors
Uploaded: 2020-04-05T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors at JoVE.com

इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) पुरस्कार # R15CA208798 द्वारा और भाग में राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (NSF) पुरस्कार # 1408007 द्वारा वित्त पोषित किया गया था । स्पंदित टीजेडजेड प्रणाली के लिए वित्तपोषण एनएसएफ/एमआरआई पुरस्कार # 1228958 के माध्यम से प्राप्त किया गया था। हम एनआईएच ग्रांट U42OD11158 के समर्थन से राष्ट्रीय रोग अनुसंधान इंटरचेंज (एनडीआरआई) द्वारा खरीदे गए ऊतकों के उपयोग को स्वीकार करते हैं। हम इस काम में संभाले गए सभी ऊतकों पर हिस्टोपैथोलॉजी प्रक्रिया आयोजित करने के लिए ओकलाहोमा स्टेट यूनिवर्सिटी में ओकलाहोमा एनिमल डिजीज डायग्नोस्टिक लेबोरेटरी के साथ सहयोग को भी स्वीकार करते हैं ।

यह प्रोटोकॉल अरकंसास विश्वविद्यालय में पर्यावरण स्वास्थ्य और सुरक्षा विभाग द्वारा निर्धारित सभी आवश्यकताओं का पालन करता है।
1. टिश्यू हैंडलिंग एरिया स्थापित करें
<ol><li>एक स्टेनलेस स्टील धा...

<ol>
	<li>Burford, N. M., El-Shenawee, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+terahertz+photoconductive+antenna+technology.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+terahertz+technology+for+biomedical+applications.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+investigation+of+the+biological+effects+associated+with+human+dermal+fibroblasts+exposed+to+2.52+THz+radiation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+spectroscopy+for+the+assessment+of+burn+injuries+in+vivo.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+spectroscopy+of+liver+cirrhosis:+investigating+the+origin+of+contrast.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+terahertz+imaging+for+cancer+diagnosis:+A+review+of+investigations+to+date.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+detection+in+excised+breast+tumors+using+terahertz+imaging+and+spectroscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+tumor+imaging+of+rat+fresh+tissue+using+terahertz+spectroscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+in-line+digital+holography+of+human+hepatocellular+carcinoma+tissue.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Dual-Modality+Terahertz+/+Magnetic+Resonance+Imaging+Using+Superparamagnetic+Iron+Oxide+Nanoparticles+as+a+Dual+Contrast+Agent.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+of+terahertz+reflectometry+for+discrimination+of+human+early+gastric+cancers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Phantom+Study+of+Terahertz+Spectroscopy+and+Imaging+of+Micro-+and+Nano-diamonds+and+Nano-onions+as+Contrast+Agents+for+Breast+Cancer.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Terahertz+Imaging+for+Excised+Breast+Cancer+Tumors+with+Image+Morphing.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+Imaging+of+Excised+Breast+Tumor+Tissue+on+Paraffin+Sections.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+transmission+vs+reflection+imaging+and+model-based+characterization+for+excised+breast+carcinomas.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+Imaging+of+Three-Dimensional+Dehydrated+Breast+Cancer+Tumors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+terahertz+imaging+of+breast+cancer+in+freshly+excised+murine+tumors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+tomographic+imaging+of+freshly+excised+human+breast+tissues.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+Terahertz+Reflection+Imaging+of+Tumors+in+a+Spontaneous+Model+of+Breast+Cancer.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+margins:+the+challenge+continues+for+breast+surgeons.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+Pulsed+Imaging+of+human+breast+tumors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+pulsed+spectroscopy+of+freshly+excised+human+breast+cancer.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+colon+cancer+by+continuous-wave+terahertz+polarization+imaging+technique.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+pulsed+imaging+of+freshly+excised+human+colonic+tissues.">Terahertz pulsed imaging of freshly excised human colonic tissues.</a> Physics in Medicine and Biology. 56 (1), 4333-4353 (2011).</li><li>. 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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+Surgical+Margins+in+the+10+Most+Common+Solid+Cancers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+signal+processing+for+quantitative+assessment+of+pulsed+terahertz+imaging+of+human+breast+tumors.">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). , 1-2 (2017).</li><li>Gavdush, A. 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=Terahertz+spectroscopy+of+gelatin-embedded+human+brain+gliomas+of+different+grades:+a+road+toward+intraoperative+THz+diagnosis.">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>

ताजा ऊतक की प्रभावी THz प्रतिबिंब इमेजिंग मुख्य रूप से दो महत्वपूर्ण पहलुओं पर निर्भर है: 1) ऊतक हैंडलिंग (वर्ग 2 और 4.15) का उचित विचार; और 2) चरण सेटअप (मुख्य रूप से धारा 4.11)। ऊतक के अपर्याप्त सुखाने के परिणामस्व?...

टेराहर्ट्ज (THz) इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी पिछले एक दशक में अनुसंधान का एक तेजी से बढ़ता क्षेत्र रहा है । 0.1-4 THz की सीमा में अधिक कुशल और लगातार THz उत्सर्जक के निरंतर विकास ने उनके अनुप्रयोगों को काफी बढ़ा दिया है1। एक क्षेत्र जहां THz ने वादा दिखाया है और महत्वपूर्ण विकास जैव चिकित्सा क्षेत्र2है । टीजेड रेडिएशन को आम तौर पर निश्चितऊतकोंका विश्लेषण करने के लिए उपयोग की जाने वाली शक्ति के स्तर पर nonionizing और जैविक रूप से सुरक्षित दिखाया गया है । नतीजतन, THz इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग विभिन्न ऊतक सुविधाओं को वर्गीकृत करने और अंतर करने के लिए किया गया है जैसे कि जल क्षति और उपचार4,जिगर सिरोसिस5और उत्पादित ऊतकों में कैंसर6,,7। विशेष रूप से कैंसर के आकलन में संभावित नैदानिक और शल्य चिकित्सा अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है, और मस्तिष्क8, जिगर,9,अंडाशय10,गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट11,और स्तन,7,12,,13,,14,,15,,15,16,17,18,19के कैंसर के लिए जांच की गई है ।
स्तन कैंसर के लिए THz अनुप्रयोगों मुख्य रूप से मार्जिन मूल्यांकन के माध्यम से स्तन संरक्षण सर्जरी, या लुम्पेक्टोमी का समर्थन करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं । एक लुम्पेक्टोमी का उद्देश्य ट्यूमर और आसपास के स्वस्थ ऊतकों की एक छोटी सी परत को हटाना है, पूर्ण मस्तूल के विपरीत, जो पूरे स्तन को हटा देता है। एक बार नमूना फॉर्मेलिन में तय होने के बाद एक बार पैरेलिन, सेक्शनेड, पैराफिन में एम्बेडेड, और माइक्रोस्कोप स्लाइड पर 4 माइक्रोन-5 माइक्रोन स्लाइस में घुड़सवार होने के बाद एक्साइजेड ऊतक के सर्जिकल मार्जिन का मूल्यांकन पैथोलॉजी के माध्यम से किया जाता है। यह प्रक्रिया समय लेने वाली हो सकती है और यदि सकारात्मक मार्जिन20मनाया जाता है तो बाद के समय में एक माध्यमिक शल्य प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। अमेरिकन सोसायटी ऑफ रेडिएशन ऑन्कोलॉजी द्वारा वर्तमान दिशानिर्देश इस सकारात्मक मार्जिन को परिभाषित करते हैं क्योंकि सतह स्तर के मार्जिन इंक21से संपर्क करने वाली कैंसर कोशिकाएं हैं। उच्च अवशोषण हाइड्रेटेड ऊतक के लिए THz इमेजिंग मुख्य रूप से ऊतक प्रकार के आधार पर कुछ अलग प्रवेश के साथ सतह इमेजिंग तक सीमित है, जो तेजी से मार्जिन मूल्यांकन की शल्य चिकित्सा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। सर्जिकल सेटिंग के दौरान मार्जिन की स्थिति का त्वरित विश्लेषण सर्जिकल लागत और अनुवर्ती प्रक्रिया दर में बहुत कमी आएगी। आज तक, THz फॉर्मेलिन-फिक्स्ड, पैराफिन-एम्बेडेड (एफएफपीई) ऊतकों में कैंसर और स्वस्थ ऊतकों के बीच अंतर करने में प्रभावी साबित हुआ है, लेकिन ताजा उत्पादित ऊतकों7में कैंसर का विश्वसनीय पता लगाने के लिए अतिरिक्त जांच की आवश्यकता है।
यह प्रोटोकॉल बायोबैंक से प्राप्त ताजा उत्पादित मानव ऊतक नमूनों पर THz इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी करने के लिए कदमों का विवरण देता है। ताजा उत्पादित मानव स्तन कैंसर के ऊतकों पर निर्मित THz अनुप्रयोगों का उपयोग शायद ही कभी प्रकाशित अनुसंधान7,18,,,22,23में किया गया हो, विशेष रूप से अस्पताल के साथ एकीकृत नहीं किए गए अनुसंधान समूहों द्वारा।, ताजा उत्पादित ऊतकों का उपयोग अन्य कैंसर अनुप्रयोगों के लिए इसी तरह दुर्लभ है, अधिकांश गैर स्तन मानव कैंसर उदाहरण पेटू कैंसर24,,25के लिए सूचित किया जा रहा है । इसका एक कारण यह है कि एफएफपीई ऊतक ब्लॉकों का उपयोग करना आसान है और हौसले से उत्पादित ऊतकों की तुलना में संभालना तब तक है जब तक कि अध्ययन के लिए इस्तेमाल की जा रही टीजेडजेड प्रणाली सर्जिकल वर्कफ्लो का हिस्सा नहीं है। इसी तरह, अधिकांश वाणिज्यिक प्रयोगशाला THz सिस्टम ताजा ऊतक को संभालने के लिए तैयार नहीं हैं, और जो लोग सेल लाइन विकास का उपयोग करने के चरणों में अभी भी हैं या केवल पशु मॉडल से उत्पादित ऊतकों को देखना शुरू कर दिया है। एक इंट्राऑपरेटिव सेटिंग के लिए THz लागू करने के लिए आवश्यक है कि इमेजिंग और लक्षण वर्णन कदम पहले से ताजा ऊतक के लिए विकसित किया जाना है ताकि विश्लेषण मानक विकृति प्रदर्शन करने की क्षमता के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है । उन अनुप्रयोगों के लिए जो स्वाभाविक रूप से इंट्राऑपरेटिव होने के लिए नहीं हैं, ताजा ऊतक का लक्षण वर्णन अभी भी एक चुनौतीपूर्ण कदम है जिसे वीवो अनुप्रयोगों और भेदभाव की दिशा में काम करने के लिए संबोधित किया जाना चाहिए।
इस काम का उद्देश्य वाणिज्यिक टीजेड सिस्टम का उपयोग करते हुए हौसले से उत्पादित ऊतकों के लिए टीजेडए आवेदन के लिए दिशानिर्देश प्रदान करना है। इस प्रोटोकॉल को,13,17,19 को स्तन कैंसर ट्यूमर के लिए टीजेड इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रणाली26 पर विकसित किया गया था और इसे बायोबैंक7,18से प्राप्त मानव शल्य चिकित्सा ऊतक तक बढ़ाया गया था । जबकि प्रोटोकॉल स्तन कैंसर के लिए उत्पन्न किया गया था, एक ही अवधारणाओं को इसी तरह THz इमेजिंग सिस्टम और ठोस ट्यूमर कैंसर के अंय प्रकार है कि सर्जरी के साथ इलाज कर रहे है जहां सफलता मार्जिन मूल्यांकन27पर निर्भर करता है के लिए लागू किया जा सकता है । हौसले से उत्पादित ऊतकों पर प्रकाशित THz परिणामों की एक काफी छोटी राशि के कारण, यह लेखकों के ज्ञान के लिए पहला काम करने के लिए THz इमेजिंग और लक्षण वर्णन के लिए ताजा ऊतक हैंडलिंग के प्रोटोकॉल पर ध्यान केंद्रित है ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>70% isopropyl alcohol</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89108-162</td>
			<td>Contains 70% USP grade isopropanol and 30% USP grade deionized water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alconox powder detergent</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21835-032</td>
			<td>Concentrated detergent to remove organic contaminants from glass, metal, stainless steel, porcelain, ceramic, plastic, rubber, and fiberglass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio Hazard Bags</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-033-712</td>
			<td>Justrite FM-Approved Biohazard Waste Container Replacement Bags</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardboard holder</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Scrap cardboard to keep tissue imaging face intact when immersed in formalin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10026-078</td>
			<td>Centrifuge Tubes with Flat Caps, Conical-Bottom, Polypropylene, Sterile, Standard Line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Swabs</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>551398298</td>
			<td>Q-tips Original Cotton Swabs used to dye the tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Alcohol</td>
			<td>VWR</td>
			<td>71002-426</td>
			<td>KOPTECH Pure (undenatured) anhydrous (200 proof/100%) ethyl alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye protection goggles</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89130-918</td>
			<td>Kimberly-clark professional safety glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Face Mask</td>
			<td>VWR</td>
			<td>95041-774</td>
			<td>DUKAL Corporation surgical masks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Z240087</td>
			<td>Whatman grade 1 cellulose filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin solution</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>HT501128-4L</td>
			<td>10% neutral buffered formalin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human freshly excised tumors (Infilterating Ductal Carcinoma (IDC))</td>
			<td>National Disease Research Interchange (NDRI biobank</td>
			<td>N/A</td>
			<td>A protocol is signed with the NDRI for the type of tumors required</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IRADECON Bleach solution</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89234-816</td>
			<td>Pre-diluted Sodium Hypochlorite Bleach solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KIMTECH SCIENCE wipes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21905-026</td>
			<td>Kimberly-clark professional Kim wipes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Coat</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10141-342</td>
			<td>This catalog number is for medium size coat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory tweezers/Forceps</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82027-388</td>
			<td>Any laboratory tweezers can be used as long as it does not damage the tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid sample holder (two quartz windows with a 0.1 mm teflon spacer)</td>
			<td>TeraView, Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td>1&#34; diameter, and 0.1452&#34; thick quartz windows</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile hand gloves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82026-426</td>
			<td>This catalog number is for medium size gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen cylinder</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>NI UHP300</td>
			<td>NITROGEN UHP GR 5.0 SIZE 300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper towel</td>
			<td>VWR</td>
			<td>14222-321</td>
			<td>11 x 8.78&#34; Sheets, 1 Ply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>52858-076</td>
			<td>Flexible thermoplastic. Rolled, waterproof sheet interwound with paper to prevent self-adhesion.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri Dish</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470210-568</td>
			<td>VWR Petri Dish, Slippable, Mono Plate (undivided bottom)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene Plate</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>1S11143A</td>
			<td>~ 10 x 10 cm square piece cut from a 11&#34; x 14&#34; x 0.05&#34; Non-glare styrene sheet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ScanAcquire Software</td>
			<td>TeraView, Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td>System Software for THz reflection imaging measurements</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel low-profile blade (#4689)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25608-964</td>
			<td>Tissue-Tek Accu-Edge Disposable Microtome Blades</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel metal tray</td>
			<td>Quick Medical</td>
			<td>10F</td>
			<td>Polar Ware Stainless Steel Medical Instrument Trays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Marking Dyes</td>
			<td>Ted Pella, Inc</td>
			<td>Yellow Dye #27213-1 
			Red Dye #27213-2 
			Blue Dye #27213-4</td>
			<td>Used to orient excised tissue samples 
			sent to the histopathology laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TPS Spectra 3000</td>
			<td>TeraView, Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td>THz imaging and spectroscopy system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TPS Spectra Software</td>
			<td>TeraView, Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td>System Software for THz transmission spectroscopy measurements</td>
		</tr>
	</tbody>
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terahertz imaging and characterization protocol for freshly excised breast cancer tumors

यह पांडुलिपि स्पंदित टेराहर्ट्ज इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग करके ताजा उत्पादित मानव स्तन ट्यूमर को संभालने, विशेषता और छवि को नियंत्रित करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करती है। प्रोटोकॉल में सामान्य घटना पर टेराहर्ट्ज ट्रांसमिशन मोड और 30 डिग्री के तिरछे कोण पर टेराहर्ट्ज प्रतिबिंब मोड शामिल है। एकत्र किए गए प्रायोगिक डेटा विद्युत क्षेत्र की समय डोमेन दालों का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक्चार्ज्ड ऊतक पर एक निश्चित बिंदु के माध्यम से प्रेषित टेराहर्ट्ज इलेक्ट्रिक फील्ड सिग्नल को एक विश्लेषणात्मक मॉडल के माध्यम से संसाधित किया जाता है, ताकि ऊतक के अपवर्तक सूचकांक और अवशोषण गुणांक को निकाला जा सके। एक स्टेपपर मोटर स्कैनर का उपयोग, टेराहर्ट्ज उत्सर्जित पल्स ट्यूमर पर प्रत्येक पिक्सेल से विभिन्न ऊतक क्षेत्रों की एक planar छवि प्रदान करने से परिलक्षित होता है । छवि को समय या आवृत्ति डोमेन में प्रस्तुत किया जा सकता है। इसके अलावा, प्रत्येक पिक्सेल पर अपवर्तक सूचकांक और अवशोषण गुणांक के निकाले गए डेटा का उपयोग ट्यूमर की एक टोमोग्राफिक टेराहर्ट्ज छवि प्रदान करने के लिए किया जाता है। प्रोटोकॉल कैंसर और स्वस्थ ऊतकों के बीच स्पष्ट भेदभाव को दर्शाता है । दूसरी ओर, प्रोटोकॉल का पालन नहीं करने से हवा के बुलबुले की उपस्थिति के कारण शोर या गलत छवियां हो सकती हैं और तरल पदार्थ ट्यूमर की सतह पर रहता है। प्रोटोकॉल स्तन ट्यूमर के सर्जिकल मार्जिन मूल्यांकन के लिए एक विधि प्रदान करता है।

बायोबैंक से प्राप्त मानव स्तन कैंसर ट्यूमर के नमू #ND14139ने के उपर्युक्त प्रोटोकॉल का पालन करते हुए प्राप्त टीजेड इमेजिंग परिणाम18 को चित्र 9में प्रस्तुत किया जाता है । पैथोलॉजी रिपोर?...

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Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

ताजा उत्पादित मानव स्तन कैंसर ट्यूमर ताजा ऊतक हैंडलिंग प्रोटोकॉल के बाद टेराहर्ट्ज स्पेक्ट्रोस्कोपी और इमेजिंग के साथ विशेषता है। भविष्य के इंट्राऑपरेटिव अनुप्रयोगों के लिए समय पर विश्लेषण प्रदान करते समय प्रभावी लक्षण वर्णन को सक्षम करने के लिए ऊतक स्थिति को ध्यान में रखा जाता है।

हौसले से उत्पादित स्तन कैंसर ट्यूमर के लिए टेराहर्ट्ज इमेजिंग और लक्षण वर्णन प्रोटोकॉल

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

यह प्रोटोकॉल एक दूसरी सर्जरी की आवश्यकता को काफी कम करने के उद्देश्य से स्तन ट्यूमर के सर्जिकल मार्जिन का मूल्यांकन करने के लिए टेराहर्ट्ज इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करता है। टेराहर्ट्ज़ इमेजिंग का उपयोग गैर-आयनीकरण और जैविक रूप से सुरक्षित तरीके की प्रक्रियाओं में, उनके ऑप्टिकल गुणों के आधार पर कैंसर और गैर-कैंसर ऊतकों के बीच अंतर करने के लिए किया जा सकता है। यह तकनीक स्तन कैंसर मार्जिन मूल्यांकन के लिए विकसित की गई थी, लेकिन यह अन्य ठोस ट्यूमर पर लागू होती है जिसके लिए सर्जिकल एक्सिक्शन और मार्जिन असेसमेंट की आवश्यकता होती है।यह विधि भौतिक टुकड़ा करने की क्रिया की आवश्यकता के बिना एफएफएपी ऊतक ब्लॉकों के अंदर की इमेजिंग की अनुमति देती है, जिससे किसी भी गहराई सटीक पर ट्यूमर मार्जिन की पहचान की सुविधा होती है। इस प्रोटोकॉल के लिए ऊतक हैंडलिंग और चरण संतुलन जैसे महत्वपूर्ण चरणों के प्रदर्शन की आवश्यकता होती है जिन्हें दृश्य प्रदर्शन के बिना समझना मुश्किल हो सकता है। ऊतक को संभालने से पहले एक बायोहैजार्ड बैग के साथ स्टेनलेस स्टील धातु ट्रे को कवर करें और कवर ट्रे की आसान पहुंच के भीतर सभी उपयुक्त प्रयोगशाला सामग्री रखें।इसके बाद, ट्रे पर एक पेट्री डिश में ताजा ट्यूमर नमूना स्थानांतरित करें और ट्यूमर के एक पक्ष का चयन करने के लिए सकल निरीक्षण का उपयोग करें जो पर्याप्त रूप से सपाट है और इसमें थोड़ा रक्त और कुछ रक्त वाहिकाएं हैं। फिर, किसी भी अतिरिक्त मांग माध्यम को हटाने और तरल पदार्थ या स्राव के ऊतकों को साफ करने के लिए ग्रेड वन फिल्टर पेपर पर चित्रित करने के लिए पक्ष रखें, ट्यूमर को पेपर सैचुरेट्स के रूप में एक सूखी जगह पर फिर से स्थापित करें। ट्यूमर को पांच मिनट तक सुखाने के दौरान, लगभग 37 मिलीमीटर व्यास के भीतर स्कैनिंग विंडो पर 1.2 मिलीमीटर मोटी पॉलीस्टीरिन प्लेट रखें और स्कैनिंग विंडो और पॉलीस्टीरिन प्लेट को टेराहर्ट्ज इमेजर के नमूना चरण पर रखें।मुख्य खिड़की में टेराहर्ट्ज एंटेना को सक्रिय करने और पॉलीस्टीरिन प्लेट पर एक बिंदु से परावर्तित टेराहर्ट्ज सिग्नल भेजना और प्राप्त करना शुरू करने के लिए फिक्स्ड पॉइंट स्कैन आइकन पर क्लिक करें। मोटर स्टेज संवाद आइकन पर क्लिक करें। मोटर कंट्रोल विंडो खुल जाएगी।मुख्य खिड़की में पॉलीस्टीरिन से परावर्तित नाड़ी को केंद्र में रखने के लिए, ऑप्टिकल देरी अक्ष को समायोजित करने के लिए ऑप्टिकल देरी अक्ष तीर पर क्लिक करें। डेटा एक्विजिशन सेटिंग्स डायलॉग विंडो खोलने और ऑप्टिकल विलंब मूल्य को पांच से चार वोल्ट तक बदलने के लिए डेटा एक्विजिशन सेटिंग्स बटन पर क्लिक करें। माइक्रोमीटर स्केल के साथ स्कैनिंग चरण की ऊर्ध्वाधर स्थिति को समायोजित करें, जब तक कि माध्यमिक पल्स का न्यूनतम सबसे मजबूत न हो और ऑप्टिकल देरी को समायोजित करे मोटर नियंत्रण खिड़की में धुरी को प्रतिबिंबित सिग्नल की सीमा के बाहर प्राथमिक प्रतिबिंब को मापा जा सके।नमूना चरण को स्तरित करने और संदर्भ संकेत रिकॉर्ड करने के लिए, मोटर नियंत्रण खिड़की खोलने और मोटर नियंत्रण और मुख्य सॉफ्टवेयर खिड़कियों को फिर से स्थान देने के लिए मोटर नियंत्रण संवाद बटन पर क्लिक करें ताकि मोटर पदों को समायोजित करते समय समय डोमेन सिग्नल दिखाई दे। मोटर नियंत्रण खिड़की में निम्नलिखित चरणों का उपयोग करके एक धुरी को स्तर देने के लिए, एक्स अक्ष के मूल्य को शून्य से नकारात्मक 10 में बदलें और हिट एंटर करें। मंच एक धुरी के शून्य से 10 मिलीमीटर की स्थिति में ले जाएगा और सिग्नल की स्थिति में बदलाव मुख्य खिड़की में देखा जाएगा।सिग्नल के न्यूनतम शिखर को पिछले ऊर्ध्वाधर स्थिति में वापस ले जाने के लिए समायोज्य माइक्रोमीटर स्केल का उपयोग करें और ए एक्सिस मूल्य को प्लस 10 में बदल दें। एंटर पर क्लिक करें। मंच एक धुरी पर प्लस 10 मिलीमीटर स्थिति में ले जाएगा और संकेत में एक बदलाव फिर से मनाया जाएगा ।ध्यान दें कि दिशा और दूरी है कि संकेत अपनी पिछली स्थिति से स्थानांतरित कर दिया और एक धुरी मूल्य वापस शून्य से 10 को बदल जाते हैं । सिग्नल मूल ऊर्ध्वाधर स्थिति में वापस आ जाएगा। स्कैनिंग चरण की धुरी पर समतल पेंच घुमाएं और संकेत को उसी दिशा में दूरी दोगुनी करने के लिए स्थानांतरित करें, चरण मूल स्थिति से चला गया।सिग्नल को मूल स्थिति में वापस स्थानांतरित करने के लिए स्कैनिंग चरण पर माइक्रोमीटर का उपयोग करें और समायोजन को दोहराएं जब तक कि प्लस 10 और माइनस 10 पर सिग्नल दोनों पदों के लिए चोटी में बराबर न हो, मूल स्थिति पर केंद्रित है। एक बार ए अक्ष का लेवलिंग हासिल हो जाने के बाद, ए एक्सिस वैल्यू को शून्य में बदलें और बी एक्सिस के लिए एक ही प्रक्रिया दोहराएं। एक बार दोनों कुल्हाड़ियों को समतल कर दिया गया है, एक और बी कुल्हाड़ियों को शून्य मिलीमीटर पर वापस करें, मोटर नियंत्रण खिड़की को संलग्न करें, फिर सत्यापित करें कि सिग्नल थोड़ा स्थानांतरित होने की स्थिति में अपनी मूल स्थिति में है।डेटा अधिग्रहण गुण खिड़की में संदर्भ के रूप में इस संकेत को रिकॉर्ड करने के लिए, औसत मूल्य को पांच में बदलें और अन्य सभी मापदंडों को अपनी डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स पर छोड़ दें। इसके बाद नए रेफरेंस पर क्लिक करें। औसत काउंटर शून्य से 20 तक गिना जाएगा।एक बार जब काउंटर 20 तक पहुंच जाता है, तो औसत मूल्य को एक में बदल दें और ठीक क्लिक करें। पॉलीस्टीरिन से परावर्तित संकेत किसी भी बाद स्कैन के लिए संदर्भ के रूप में बचाया जाएगा । जब सभी पैरामीटर सेट किए गए हों, तो इमेजिंग विंडो को स्कैनिंग स्टेज से टिश्यू हैंडलिंग एरिया में ट्रांसफर करें और ट्यूमर को पॉलीस्टीरिन प्लेट पर माउंट करें । चिमटी के साथ ट्यूमर के भीतर किसी भी हवा के बुलबुले को हटा दें या धीरे-धीरे पॉलीस्टीरिन पर नमूना रोल करें जब तक कि हवा के अंतराल को कम न कर दिया जाए।परीक्षण नमूने के आसपास नियमित अंतराल पर अवशोषण स्पेसर रखें और ट्यूमर के ऊपर एक और पॉलीस्टीरिन प्लेट रखें। धीरे से संभव के रूप में फ्लैट के रूप में ट्यूमर की सतह प्रेस और नमूना खिड़की में ट्यूमर और पॉलीस्टीरिन प्लेट व्यवस्था नीचे टेप । एक सपाट ऊतक सतह और पॉलीस्टीरिन प्लेट के साथ एक अच्छा संपर्क महत्वपूर्ण है क्योंकि हवा के बुलबुले, अतिरिक्त तरल पदार्थ और एक असमान सतह ट्यूमर ऊतक इमेजिंग को बर्बाद कर सकती है।नमूना खिड़की फ्लिप और इसके अभिविन्यास का रिकॉर्ड रखने के लिए ट्यूमर की तस्वीरें ले लो। नमूना विंडो को स्कैनिंग चरण में लौटाएं और छवि अधिग्रहण पैरामीटर विंडो खोलने के लिए इमेज पैरामीटर डायलॉग बटन पर क्लिक करें। एक्सिस के मूल्यों को एक न्यूनतम, धुरी एक अधिकतम, धुरी दो न्यूनतम और धुरी दो अधिकतम सेट करने के लिए पूरी तरह से इमेजिंग खिड़की में ट्यूमर की स्थिति संलग्न ।इमेजिंग स्कैन के लिए एक्सिस एक कदम और एक्सिस दो कदम 0.2 मिलीमीटर तक सेट करें। इसके बाद उपाय मेनू के तहत फ्लाईबैक 2डी स्कैन का चयन करें और एक फ़ोल्डर और फाइल नाम बनाएं जिसके तहत पॉप अप विंडो में स्कैन डेटा को सेव किया जा सके । इस विश्लेषण में, बाएं स्तन लुम्पेक्टोमी सर्जरी प्रक्रिया के माध्यम से एक 49 वर्षीय महिला से प्राप्त एक ग्रेड एक से दो घुसपैठ डक्टल कार्सिनोमा का आकलन किया गया था।विकृति छवि के साथ टेराहर्ट्ज छवि को सहसंबद्ध करने पर, यह स्पष्ट था कि कैंसर क्षेत्र ने वसा क्षेत्र की तुलना में उच्च प्रतिबिंब का प्रदर्शन किया। टोमोग्राफिक इमेजिंग से पता चला है कि आवृत्ति के रूप में वसा पिक्सल में कैंसर के लिए गणना अवशोषण गुणांक मूल्यों में वृद्धि कैंसर पिक्सल दोनों आवृत्तियों पर वसा की तुलना में उच्च मूल्यों को दिखाने के साथ वृद्धि हुई । इसके विपरीत, आवृत्ति बढ़ने के साथ ही दोनों ऊतकों का अपवर्तक सूचकांक कम हो गया।एक ही ट्यूमर के ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी विश्लेषण ट्यूमर से निकाले गए दोनों वर्गों के लिए निकाले गए अवशोषण गुणांक और अपवर्तक सूचकांक दोनों की आवृत्ति सीमा के लिए एक अच्छा समझौता प्रकट करता है। ध्यान दें कि ऊतक की अपर्याप्त हैंडलिंग भ्रामक इमेजिंग परिणामों का कारण बन सकती है, जिसके परिणामस्वरूप ट्यूमर में कैंसर की एक बड़ी उपस्थिति का सुझाव दिया जा सकता है क्योंकि अंडरेड ट्यूमर नमूने के भीतर अतिरिक्त तरल की उपस्थिति होती है। ऊतक की आवृत्ति निर्भर गुणों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए टेराहर्ट्ज छवि डेटा पर अतिरिक्त लक्षण वर्णन किया जा सकता है और सांख्यिकीय विश्लेषण स्वचालित छवि विभाजन के लिए किया जा सकता है।इस तकनीक ने घातक उच्च ग्रेड ट्यूमर से कम ग्रेड ट्यूमर को अलग करने के लिए सीटू में डक्टल कार्सिनोमा के हस्ताक्षरों की जांच के लिए इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी एल्गोरिदम के विकास का नेतृत्व किया है। याद रखें, सावधानी के साथ कैंसर ऊतकों और फॉर्मेलिन समाधान को संभालने के लिए और ट्यूमर ऊतक से संपर्क करने वाले किसी भी सिस्टम तत्वों या उपकरणों को उचित रूप से साफ या त्याग दिया जाना चाहिए।

Research

JoVE Journal

Engineering

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