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

Эта работа была профинансирована Национальными институтами здравоохранения (NIH) Премия R15CA208798 и, в частности, Национальный научный фонд (NSF) Премии No 1408007. Финансирование системы импульсных ТГц было получено через NSF/MRI Award No 1228958. Мы признаем использование тканей, закупленных Национальной развязкой исследований болезней (NDRI) при поддержке гранта NIH U42OD11158. Мы также признаем сотрудничество с Оклахомой животных болезни Диагностической лаборатории в Университете штата Оклахома для проведения процедуры гистопатологии на всех тканях обрабатываются в этой работе.

Этот протокол соответствует всем требованиям, установленным Отделом охраны окружающей среды и безопасности Университета Арканзаса.
1. Настройка области обработки тканей
<ol><li>Возьмите из нержавеющей стали металлический лоток и покрыть его с биоопасным мешок, как показ?...

<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>

Эффективная визуализация тГц свежих тканей в первую очередь зависит от двух важнейших аспектов: 1) надлежащего рассмотрения обработки тканей (разделы 2 и 4.15); и 2) установка сцены (прежде всего раздел 4.11). Недостаточное высыхание тканей может привести к увеличению отражения и неспособнос?...

Терахерц (ТГц) изображений и спектроскопии была быстро растущей области исследований в последнее десятилетие. Продолжение разработки более эффективных и последовательных излучателей ТГц в диапазоне 0,1-4 ТГц сделало их приложения значительно расти1. Одной из областей, где THz показал обещание и значительный рост биомедицинской области2. Было показано, что излучение THz является неизлечимым и биологически безопасным на уровне мощности, обычно используемом для анализа фиксированных тканей3. В результате, THz изображений и спектроскопии был использован для классификации и дифференцировать различные особенности ткани, такие как содержание воды, чтобы указать повреждения ожога и исцеления4, цирроз печени5, и рак в вырезанныхтканей 6,7. Оценка рака, в частности, охватывает широкий спектр потенциальных клинических и хирургических приложений, и был исследован для рака головного мозга8, печень9, яичники10, желудочно-кишечного тракта11, и грудь7,12,13,14,15,16,17,18,19.
THz приложений для рака молочной железы в первую очередь сосредоточены на поддержке груди сохранения хирургии, или lumpectomy, через маржи оценки. Целью лампэктомии является удаление опухоли и небольшого слоя окружающих здоровых тканей, в отличие от полной мастэктомии, которая удаляет всю грудь. Хирургическая маржа вырезанной ткани затем оценивается с помощью патологии, как только образец был зафиксирован в формалине, секционирован, встроен в парафин, и установлен в 4 мкм-5 мкм ломтиками на слайдах микроскопа. Этот процесс может занять много времени и требует вторичной хирургической процедуры на более позднее время, если положительный запас наблюдается20. Текущие руководящие принципы Американского общества радиационной онкологии определить этот положительный запас, как наличие раковых клеток, контактирующих с поверхностным уровнем чернил21. ТГц-изображение для высокоабсорбционной гидратированной ткани в первую очередь ограничивается поверхностной визуализацией с различным проникновением в зависимости от типа ткани, что достаточно для удовлетворения хирургических потребностей быстрой оценки маржи. Быстрый анализ маржинальных условий во время хирургической настройки значительно снизит хирургические расходы и частоту последующих процедур. На сегодняшний день, THz доказал свою эффективность в дифференциациации между раком и здоровой ткани в формин-фиксированной, парафин-встроенных (FFPE) тканей, но дополнительное исследование необходимо обеспечить надежное обнаружение рака в свежевырезанныхтканей 7.
В этом протоколе подробно описаны шаги по выполнению тГц-изображений и спектроскопии на свежевырезанных образцах тканей человека, полученных из биобанка. THz приложений, построенных на свежевырезанных тканей рака молочной железы человека редко используются в опубликованных исследований7,18,22,23, особенно научно-исследовательских групп, не интегрированных с больницей. Использование свежевысеженных тканей также редко для других видов применения рака, с большинством не-грудной рака примеры сообщается для рака толстой кишки24,25. Одной из причин этого является то, что блоки ткани FFPE гораздо легче получить доступ и обрабатывать, чем свежевысеженые ткани, если система THz используется для исследования является частью хирургического рабочего процесса. Аналогичным образом, большинство коммерческих лабораторных систем THz не готовы обрабатывать свежие ткани, а те, которые все еще находятся в стадии использования роста клеточной линии или только начали смотреть на вырезанные ткани из животных моделей. Для применения ТГц в интраоперационной настройки требует, чтобы визуализация и характеристика шаги были разработаны для свежей ткани заранее, так что анализ не мешает способности выполнять стандартные патологии. Для приложений, которые по своей сути не предназначены для интраоперационной, характеристика свежей ткани по-прежнему является сложным шагом, который должен быть адресован для работы в направлении in vivo приложений и дифференциации.
Цель этой работы заключается в том, чтобы обеспечить руководство для применения THz для свежевысеженых тканей с использованием коммерческой системы THz. Протокол был разработан на THz визуализации и спектроскопии системы26 для опухолей рака молочной железы13,17,19 и был распространен на хирургические ткани человека, полученные из биобанков7,18. Хотя протокол был создан для рака молочной железы, те же концепции могут быть применены к аналогичным THz системвизуализации и других типов твердых опухолей рака, которые лечатся с хирургией, где успех зависит от оценки маржи27. Из-за довольно небольшого количества опубликованных результатов ТГц на свежевысешенных тканях, это первая работа, к знаниям авторов, чтобы сосредоточиться на протоколе обработки свежей ткани для ТГц изображений и характеристики.

<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>
</table>

terahertz imaging and characterization protocol for freshly excised breast cancer tumors

Данная рукопись представляет протокол для обработки, характеристики и изображения свежевырезанных опухолей молочной железы человека с использованием импульсных методов терагерца и спектроскопии. Протокол включает режим передачи терагерца при нормальной частоте и режим отражения терагерца под наклонным углом 30 градусов. Собранные экспериментальные данные представляют импульсы домена времени электрического поля. Сигнал терагерца электрического поля, передаваемый через фиксированную точку на вырезокной ткани, обрабатывается с помощью аналитической модели для извлечения рефракционного индекса и коэффициента абсорбции ткани. Используя ступенчатый моторный сканер, терагерц, излучаемый пульс, отражается от каждого пикселя на опухоли, обеспечивая планарное изображение различных областей тканей. Изображение может быть представлено в домене времени или частоты. Кроме того, извлекаемые данные рефракционного индекса и коэффициента поглощения на каждом пикселе используются для обеспечения томографического терагерца изображения опухоли. Протокол демонстрирует четкую дифференциацию раковых и здоровых тканей. С другой стороны, несогласование протокола может привести к шумным или неточным изображениям из-за присутствия пузырьков воздуха и остатков жидкости на поверхности опухоли. Протокол предоставляет метод хирургической оценки опухолей молочной железы.

Результаты tHz изображений18, полученные в соответствии с вышеупомянутым протоколом образца опухоли молочной железы человека, #ND14139 получены из биобанка, представлены на рисунке 9. Согласно отчету о патологии, #ND14139 опухолью была I/II класса инфильтрации проток?...

Watch this Scientific Journal Video about Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors at JoVE.com

Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

Свежевырезанные опухоли рака молочной железы человека характеризуются терагерц спектроскопией и визуализацией в соответствии с протоколами обработки свежих тканей. Позиционирование тканей принимается во внимание для обеспечения эффективной характеристики при своевременном проведении анализа для будущих интраоперационных приложений.

Terahertz Imaging и протокол характеристик для свежевырезанных опухолей рака молочной железы

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

Этот протокол использует Terahertz изображений и спектроскопии для оценки хирургических поля опухолей молочной железы с целью существенного уменьшения необходимости второй операции. Терагерц изображения могут быть использованы для различения раковых и нераковой ткани на основе их оптических свойств, в неионизирующих и биологически безопасным образом процессов. Этот метод был разработан для оценки маржи рака молочной железы, но он применим к другим твердым опухолям, которые требуют хирургического иссечения и оценки маржи.Этот метод позволяет изображения внутри блоков ткани FFPE без необходимости физической нарезки, облегчая выявление опухолевых полей на любой глубине точно. Этот протокол требует выполнения критических шагов, таких как обработка тканей и балансировка сцены, которые могут быть трудно понять без визуальной демонстрации. Перед обработкой ткани крышка нержавеющей стали металлический лоток с biohazard мешок и место все соответствующие лабораторные материалы в пределах легкой досягаемости крытый лоток.Затем перенесите свежий образец опухоли в чашку Петри на подносе и используйте грубый осмотр, чтобы выбрать сторону опухоли, которая достаточно плоская и имеет мало крови и мало кровеносных сосудов. Затем поместите сторону, которая будет изображена на фильтровальной бумаге первого класса, чтобы удалить излишки среды спроса и очистить ткань от жидкости или выделения, перепозиционирование опухоли в сухое место, как бумага насыщает. Сохраняя высыхание опухоли в течение пяти минут, поместите полистироловую пластину толщиной 1,2 миллиметра на сканирующее окно диаметром около 37 миллиметров и поместите сканирующее окно и полистироловую пластину на этап образца изображения Терагерца.В главном окне щелкните значок сканирования фиксированной точки, чтобы активировать антенны Terahertz и начать отправку и получение отраженного сигнала Terahertz из одной точки на пластине полистирола. Нажмите значок диалога Motor Stage. Откроется окно управления мотором.Чтобы центрировать отраженный импульс от полистирола в главном окне, щелкните оптические стрелки оси задержки, чтобы настроить оптическую ось задержки. Нажмите кнопку «Настройки приобретения данных», чтобы открыть окно диалога настроек данных и изменить оптическое значение задержки с пяти до четырех вольт. Отрегулируйте вертикальное положение стадии сканирования с помощью микрометровой шкалы, пока минимум вторичного импульса не будет самым сильным, и отрегулируйте оптическую задержку оси в окне управления двигателем, чтобы поместить первичное отражение за пределы диапазона измеряемого отраженного сигнала.Чтобы выровнять этап выборки и записать эталонный сигнал, нажмите кнопку диалога управления двигателем, чтобы открыть окно управления двигателем и переместить управление двигателем и основные окна программного обеспечения, так что сигнал домена времени виден при регулировке положения двигателя. Чтобы выровнять ось А, используя следующие шаги в окне управления двигателем, измените значение оси x с нуля на отрицательную 10 и ударяйте Enter. Этап будет двигаться в положение оси А минус 10 миллиметров, а в главном окне будет наблюдаться сдвиг в сигнальном положении.Используйте регулируемую шкалу микрометра, чтобы переместить минимальный пик сигнала обратно в прежнее вертикальное положение и изменить значение оси А до плюс 10. Нажмите Введите. Этап будет двигаться в положение плюс 10 миллиметров по оси А, и снова будет наблюдаться сдвиг сигнала.Обратите внимание, что направление и расстояние, в течение которого сигнал сместился с прежней позиции, и изменение значения оси А обратно до минус 10. Сигнал вернется в исходное вертикальное положение. Поверните выравнивающий винт на оси А этапа сканирования и сдвинуть сигнал на двойное расстояние в том же направлении, этап переместился из исходного положения.Используйте микрометр на этапе сканирования, чтобы перенести сигнал обратно в исходное положение и повторить регулировку до тех пор, пока сигнал при плюс 10 и минус 10 не будет равен в пике, так как обе позиции сосредоточены на исходном положении. Как только уровень оси А достигнут, измените значение оси А до нуля и повторите ту же процедуру для оси B. После того, как обе оси были нисти своя, верните оси А и В к нулю миллиметров, завяйте окно управления двигателем, а затем убедитесь, что сигнал находится в исходном положении в случае, если он немного сместился.Чтобы записать этот сигнал в качестве ссылки в окне Свойства приобретения данных, измените значение усреднения до пяти и оставьте все остальные параметры в настройках по умолчанию. Затем нажмите на новую ссылку. Счетчик усреднения будет рассчитывать от нуля до 20.Как только счетчик достигнет 20, измените значение усреднения до одного и нажмите OK. Отраженный сигнал от полистирола будет сохранен в качестве эталона для любого последующего сканирования. Когда все параметры будут установлены, перенесите окно изображения из стадии сканирования в область обработки тканей и установите опухоль на пластину полистирола. Удалите пузырьки воздуха в опухоли с помощью пинцета или аккуратно свернуть образец на полистирол, пока воздушные зазоры сведены к минимуму.Поместите абсорбционные интервалы через регулярные промежутки времени вокруг тестового образца и поместите другую полистироловую пластину над опухолью. Аккуратно нажмите на поверхность опухоли как можно более плоской и лентой вниз опухоли и полистирола расположение пластины в окне образца. Плоская поверхность ткани и хороший контакт с пластиной полистирола имеют жизненно важное значение, как пузырьки воздуха, избыток жидкости и неровной поверхности может разрушить визуализации опухолевых тканей.Переверните окно образца и сфот фотографируете опухоль, чтобы сохранить запись ее ориентации. Верните окно образца на стадию сканирования и нажмите кнопку диалога параметров изображения, чтобы открыть окно параметров получения изображения. Установите значения оси один минимум, оси один максимум, оси два минимума и оси два максимума, чтобы полностью огородить положение опухоли в окне изображения.Установите ось один шаг и ось два шага до 0,2 миллиметра для сканирования изображений. Затем, в меню Measure, выберите 2D-сканирование Flyback и создайте папку и имя файла, под которым будут сохранить данные сканирования во всплывающем окне. В этом анализе, класс один-два проникновения проток карциномы, полученные от 49-летней женщины через левую грудь lumpectomy хирургии процедуры была оценена.После сопоставления изображения Терагерца с патологическим изображением стало ясно, что область рака обладает более высоким отражением, чем жировая область. Томографическая визуализация показала, что по мере увеличения частоты значения коэффициента поглощения рака в жировых пикселях увеличивались, а пиксели рака показывали более высокие значения, чем жир на обеих частотах. В отличие от этого, рефракционный индекс обеих тканей снизился по мере увеличения частоты.Анализ спектроскопии передачи одной и той же опухоли показывает хорошее согласие в отношении частотного диапазона как извлеченного коэффициента поглощения, так и рефракционного индекса для обоих секций, извлеченных из опухоли. Обратите внимание, что недостаточное обращение с тканью может привести к вводящим в заблуждение результатам визуализации, в результате чего, например, предлагая большее присутствие рака в опухоли из-за наличия избыточной жидкости в неохвеченной образца опухоли. Дополнительная характеристика может быть выполнена на данных изображения Terahertz для получения информации о частотно-зависимых свойствах ткани и статистический анализ может быть выполнен для автоматизированной сегментации изображения.Этот метод привел к разработке алгоритмов визуализации и спектроскопии для исследования подписей протокальной карциномы на месте, чтобы дифференцировать низкосортных опухолей от смертельных опухолей высокого класса. Помните, что для обработки раковых тканей и формалин решение с осторожностью, и что любые элементы системы или инструменты, которые контакты опухолевой ткани должны быть очищены или отброшены надлежащим образом.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Терагерцового Микрофлюидных зондирования с помощью плоского волновода датчика

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Проектирование, изготовление, и экспериментальная характеристика Плазмонных Фотопроводящий излучателей терагерцового

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

Строительство и характеристика внешнего резонатора диодных лазеров для атомной физики

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Электрон Ченнелинг Контрастность изображений для быстрого III-V гетероэпитаксиального Характеристика

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Использование Multi-купе Dynamic один энзим Phantom для исследований гиперполяризованным магнитно-резонансных агентов

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

Компактный объектив менее цифровой голографический микроскоп для MEMS осмотра и определения характеристик

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Data Acquisition Protocol for Determining Embedded Sensitivity Functions

Протокол сбора данных для определения встроенных функций чувствительности

The effectiveness of many structural health monitoring techniques depends on the placement of sensors and the location of input forces. Algorithms for ...

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

Протокол испытаний Электрохимический и характеристика апротонных Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Аккумулятор

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Изготовление Nanopillar-Based Split Ring резонаторы для тока смещения опосредованной резонансы в Терагерцовое метаматериалов

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer (IBEX) for Radiomics

Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer IBEX for Radiomics

Руководящие принципы и опыт использования изображений биомаркер Explorer (Козерог) для Radiomics

Imaging Biomarker Explorer (IBEX) is an open-source tool for medical imaging radiomics work. The purpose of this paper is to describe how to use IBEX's ...