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

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) Ödülü # R15CA208798 ve kısmen Ulusal Bilim Vakfı (NSF) Ödülü # 1408007 tarafından finanse edilmiştir. Darbeli THz sistemi için finansman NSF / MRI Ödülü # 1228958 ile elde edildi. Ulusal Hastalık Araştırma Kavşağı (NDRI) tarafından temin edilen dokuların NIH hibe U42OD11158 desteği ile kullanıldığını kabul ediyoruz. Biz de oklahoma Devlet Üniversitesi'nde Oklahoma Hayvan Hastalıkları Tanı Laboratuvarı ile işbirliği bu çalışmada ele tüm dokular üzerinde histopatoloji prosedürü yürütmek için kabul ediyoruz.

Bu protokol, Arkansas Üniversitesi Çevre Sağlığı ve Güvenliği bölümü tarafından belirlenen tüm gereksinimleri izler.
1. Doku İşleme Alanını Ayarlama
<ol><li>Paslanmaz çelik tenli metal tepsi alın ve Şekil 1'degösterildiği gibi biyolojik tehlike torbası ile kaplayın. Biyolojik dokuların herhangi bir işleme tepsi alanı içinde yapılacaktır (yani, doku işleme alanı).</li>
	<li>Gerektiğinde kolay erişim için tepsi etrafında laborat...

<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>

Taze dokunun etkili THz yansıması görüntüleme sebeb iki kritik unsura bağlıdır: 1) doku işlemenin doğru değerlendirilmesi (bölüm 2 ve 4.15); ve 2) sahne kurulumu (öncelikle bölüm 4.11). Dokunun yetersiz kuruması, DMEM ve diğer sıvıların yüksek yansımaları nedeniyle bölgelerin yansımasının artmasına ve görüntülenememe neden olabilir. Bu arada, görüntüleme penceresi ile zayıf doku teması sonuçları gizlemek THz yansıma görüntü halkaları veya düşük yansıma noktalar oluşturur. ...

Terahertz (THz) görüntüleme ve spektroskopi son on yılda hızla büyüyen bir araştırma alanı olmuştur. 0.1-4 THz aralığında daha verimli ve tutarlı THz yayıcılar sürekli gelişimi uygulamaları önemli ölçüde büyümeye yaptı1. THz umut ve önemli büyüme göstermiştir bir alan biyomedikal alan2. THz radyasyonun genellikle sabit dokuları analiz etmek için kullanılan güç seviyelerinde soğanlaştırıcı ve biyolojik olarak güvenli olduğu gösterilmiştir3. Sonuç olarak, THz görüntüleme ve spektroskopi sınıflandırmak ve yanık hasarı ve iyileşme4belirtmek için su içeriği gibi çeşitli doku özellikleri ayırt etmek için kullanılmıştır , karaciğer sirozu5, ve ekstesiye dokularda kanser6,7. Özellikle kanser değerlendirmesi potansiyel klinik ve cerrahi uygulamaların geniş bir yelpazede kapsar, ve beyin kanserleri için araştırılmıştır8, karaciğer9, yumurtalıklar10, gastrointestinal sistem11, ve meme7,12,13,14,15,16,17,18,19.
Meme kanseri için THz uygulamaları öncelikle meme koruyucu cerrahi, ya da lumpektomi destekleyen odaklanmıştır, marj değerlendirmesi yoluyla. Bir lumpektomi amacı tümör ve çevreleyen sağlıklı doku küçük bir tabaka kaldırmaktır, tam mastektomi aksine, hangi tüm meme kaldırır. Ekspertisi yapılan dokunun cerrahi marjı, numune formalin, kesitli, parafin içine gömülü ve mikroskop slaytları üzerinde 4 μm-5m dilimler halinde monte edildikten sonra patoloji yoluyla değerlendirilir. Bu süreç zaman alıcı olabilir ve pozitif bir marj gözlenirse daha sonraki bir zamanda ikincil bir cerrahi işlem gerektirir20. Amerikan Radyasyon Onkolojisi Derneği tarafından geçerli kurallar, yüzey seviyesi marjı mürekkep21temas kanser hücreleri sahip olarak bu pozitif marjı tanımlar. Yüksek emilim li sulu doku için THz görüntüleme öncelikle hızlı marj değerlendirme cerrahi ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli olan doku tipine göre bazı değişen penetrasyon ile yüzey görüntüleme ile sınırlıdır. Cerrahi ayarı sırasında marj koşullarının hızlı bir analizi cerrahi maliyetleri ve takip işlem oranını büyük ölçüde azaltacak. Bugüne kadar, THz formalin-sabit, parafin gömülü (FFPE) dokularda kanser ve sağlıklı doku arasında ayrım etkili olduğu kanıtlanmıştır, ancak ek araştırma taze ekscised dokularda kanser güvenilir tespit sağlamak için gereklidir7.
Bu protokol, bir biyobanktan alınan taze ekscised insan dokusu örnekleri üzerinde THz görüntüleme ve spektroskopi yapmak için adımları ayrıntıları. Taze eksintise insan meme kanseri dokuları üzerine inşa THz uygulamaları nadiren yayınlanan araştırma kullanılmıştır7,18,22,23, özellikle araştırma grupları tarafından bir hastane ile entegre değil. Taze eksintise dokuların kullanımı aynı şekilde diğer kanser uygulamaları için nadirdir, en meme dışı insan kanseri örnekleri kolon kanseri için rapor ediliyor24,25. Bunun bir nedeni ffpe doku blokları erişim ve çalışma için kullanılan THz sistemi cerrahi iş akışının bir parçası olmadığı sürece yeni eksised doku daha işlemek çok daha kolay olmasıdır. Benzer şekilde, çoğu ticari laboratuvar THz sistemleri taze doku işlemek için hazır değildir, ve bu hala hücre hattı büyüme kullanarak aşamalarında ya da sadece hayvan modellerinden excised doku bakmaya başladı. THz'in intraoperatif bir ortama uygulanması için, taze doku için görüntüleme ve karakterizasyon adımlarını önceden geliştirerek analizin standart patolojiyi gerçekleştirme yeteneğini engellememesi gerekir. Doğal olarak intraoperatif olması amaçlanmayan uygulamalar için, taze dokunun karakterizasyonu hala in vivo uygulamaları ve farklılaşma doğru çalışmak için ele alınması gereken zorlu bir adımdır.
Bu çalışmanın amacı, ticari bir THz sistemi kullanarak yeni ekskised doku için THz uygulaması için bir kılavuz sağlamaktır. Protokol bir THz görüntüleme ve spektroskopi sistemi geliştirilmiştir26 minür meme kanseri tümörleri için13,17,19 ve biobanks elde edilen insan cerrahi doku uzatıldı7,18. Protokol meme kanseri için üretilirken, aynı kavramlar benzer THz görüntüleme sistemleri ve başarı marjı değerlendirme bağlıdır cerrahi ile tedavi edilen katı tümör kanserleri diğer türleri için uygulanabilir27. Taze eksintize dokularda yayınlanan THz sonuçlarının oldukça az bir miktarı nedeniyle, bu thz görüntüleme ve karakterizasyon için taze doku işleme protokolü odaklanmak için yazarların bilgisine ilk çalışmadır.

<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

Bu el yazması, darbeli terahertz görüntüleme ve spektroskopi teknikleri kullanarak yeni eksintif insan meme tümörlerini işlemek, karakterize etmek ve imaj haline getirmek için bir protokol sunar. Protokol, normal insidansında terahertz iletim modunu ve 30°'lik eğik açıyla terahertz yansıma modunu içerir. The collected experimental data represent time domain pulses of the electric field. Çıkarılan doku üzerinde sabit bir noktadan iletilen terahertz elektrik alan sinyali, kırılma indisi ve doku emilim katsayısı ayıklamak için analitik bir model aracılığıyla işlenir. Bir step motor tarayıcı kullanarak, terahertz yayılan darbe farklı doku bölgelerinin düzlemsel bir görüntü sağlayan tümör her piksel yansıtılır. Görüntü zaman veya frekans etki alanında sunulabilir. Ayrıca, her pikselde kırılma indisi ve emilim katsayısı çıkarılan verileri tümörün tomografik terahertz görüntü sağlamak için kullanılır. Protokol kanserli ve sağlıklı dokular arasında net bir ayrım göstermektedir. Öte yandan, protokole bağlı kalmamak, tümör yüzeyinde hava kabarcıkları ve sıvı kalıntılarının bulunması nedeniyle gürültülü veya yanlış görüntülere neden olabilir. Protokol meme tümörlerinin cerrahi marjlarının değerlendirilmesi için bir yöntem sağlar.

Biyobanktan alınan insan meme kanseri tümör numunesi #ND14139 yukarıda belirtilen protokolden sonra elde edilen THz görüntüleme sonuçlarıŞekil 9'dasunulmuştur. Patoloji raporuna göre #ND14139 tümörü sol meme lumpektomi ameliyatı ile 49 yaşındaki bir kadından alınan I/II sınıfı infiltrasyon duktal karsinom (IDC) idi. Tümörün fotoğrafı Şekil 9A'dagösterilmiştir , Şekil 9B'dekipat...

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

Taze eksintif insan meme kanseri tümörleri terahertz spektroskopisi ve görüntüleme ile yeni doku işleme protokolleri aşağıdaki karakterizedir. Doku konumlandırması, gelecekteki intraoperatif uygulamalar için zamanında analiz sağlarken etkili karakterizasyonu sağlamak için göz önünde bulundurulur.

Taze Eksire Lendirilen Meme Kanseri Tümörleri için Terahertz Görüntüleme ve Karakterizasyon Protokolü

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

Bu protokol, ikinci bir ameliyat ihtiyacını önemli ölçüde azaltmak amacıyla meme tümörlerinin cerrahi marjlarını değerlendirmek için Terahertz görüntüleme ve spektroskopi yi kullanmaktadır. Terahertz görüntüleme, iyonlaştırıcı olmayan ve biyolojik olarak güvenli bir şekilde, optik özelliklerine göre kanserli ve kanser olmayan dokuları ayırt etmek için kullanılabilir. Bu teknik meme kanseri marjı değerlendirmesi için geliştirilmiştir, ancak cerrahi eksizyon ve marj değerlendirmesi gerektiren diğer solid tümörler için geçerlidir.Bu yöntem ffpe doku bloklarının iç fiziksel dilimleme gerek kalmadan görüntüleme sağlar, herhangi bir derinlik hassas tümör marjları belirlenmesini kolaylaştıran. Bu protokol, görsel gösterim olmadan anlaşılması zor olabilir doku işleme ve sahne dengeleme gibi kritik adımların performansını gerektirir. Bir biyolojik tehlike torbası ile doku kapağı paslanmaz çelik metal tepsi işleme önce ve kapalı tepsi kolay ulaşılabilecek tüm uygun laboratuvar malzemeleri yerleştirin.Daha sonra, tepside bir petri çanak içine taze tümör örneği transfer ve yeterince düz ve az kan ve az kan damarları olan tümörün bir tarafı seçmek için brüt muayene kullanın. Daha sonra, herhangi bir aşırı talep orta kaldırmak ve sıvı veya salgı doku temizlemek için sınıf bir filtre kağıt üzerinde görüntülenecek tarafı yerleştirin, kağıt doymuş olarak kuru bir noktaya tümör yeniden konumlandırma. Tümörün beş dakika kurumasını sağlarken, yaklaşık 37 milimetre çapındaki tarama penceresine 1,2 milimetre kalınlığında polistiren plaka yerleştirin ve tarama penceresini ve polistiren plakayı Terahertz görüntüleyicinin örnek aşamasına yerleştirin.Ana pencerede Terahertz antenlerini etkinleştirmek ve polistiren plakaüzerindeki tek bir noktadan yansıyan Terahertz sinyalini göndermeye ve almaya başlamak için Sabit Nokta Tonu simgesine tıklayın. Motor Aşaması iletişim simgesini tıklatın. Motor Kontrol penceresi açılacak.Ana penceredeki polistirenin yansıyan darbesini ortalamak için optik gecikme eksenini ayarlamak için optik gecikme eksenini tıklatın. Veri Toplama Ayarları Diyaloğu penceresini açmak ve optik gecikme değerini beş volttan dört volta değiştirmek için Veri Toplama Ayarları düğmesini tıklatın. Tarama aşamasının dikey konumunu mikrometre ölçeğiyle ayarlayın, ta ki ikincil darbe nin minimumu en güçlü olana kadar ve motor kontrol penceresindeki optik gecikmeyi ayarlayarak, birincil yansımayı ölçülen sinyal aralığının dışına yerleştirin.Örnek aşamayı seviyelemek ve referans sinyalini kaydetmek için, motor kontrol penceresini açmak ve motor kontrol penceresini ve ana yazılım pencerelerini motor konumlarını ayarlarken zaman etki alanı sinyalinin görünür olması için yeniden konumlandırmak için motor kontrol diyalog düğmesini tıklatın. Motor kontrol penceresinde aşağıdaki adımları kullanarak A eksenini eşitlemek için x ekseninin değerini sıfırdan negatif 10'a değiştirin ve Enter tuşuna basın. Sahne A ekseninin eksi 10 milimetre lik konumuna hareket edecek ve ana pencerede sinyal pozisyonunda bir kayma gözlemlenecektir.Sinyalin minimum tepe noktasını önceki dikey konuma taşımak ve A ekseni değerini artı 10 olarak değiştirmek için ayarlanabilir mikrometre ölçeğini kullanın. Enter'u tıklatın. Sahne A ekseninde artı 10 milimetre konumuna hareket edecek ve sinyaldeki kayma tekrar gözlemlenecektir.Sinyalin önceki konumundan kaydığı yön ve uzaklık ve A ekseni değerini eksi 10'a geri değiştirin. Sinyal orijinal dikey konuma geri dönecektir. Tarama aşamasının A eksenindeki tesviye vidasını döndürün ve sinyali aynı yöndeki mesafeyi iki katına çıkaracak şekilde kaydırın, sahne orijinal konumdan hareket etti.Sinyali orijinal konuma geri kaydırmak için tarama aşamasındaki mikrometreyi kullanın ve artı 10 ve eksi 10'daki sinyal her iki pozisyon da orijinal konuma odaklanınceye kadar ayarlamayı tekrarlayın. A ekseninin tesviyesi sağlandıktan sonra, A ekseni değerini sıfıra değiştirin ve B ekseni için aynı yordamı tekrarlayın. Her iki eksen de tesviye edildikten sonra, hem A hem de B eksenlerini sıfır milimetreye geri döndürün, motor kontrol penceresini içine kapatın ve sinyalin biraz kayması durumunda orijinal konumunda olduğunu doğrulayın.Bu sinyali Veri Edinme Özellikleri penceresinde başvuru olarak kaydetmek için, ortalama değeri beşe değiştirin ve diğer parametrelerin tümünü varsayılan ayarlarında bırakın. Ardından yeni başvuru'ya tıklayın. Ortalama sayaç sıfırdan 20'ye kadar sayılacaktır.Sayaç 20'ye ulaştığında, ortalama değeri bire değiştirin ve Tamam'ı tıklatın. Polistiren den yansıyan sinyal sonraki taramalar için referans olarak kaydedilir. Tüm parametreler ayarlandığında, görüntüleme penceresini tarama aşamasından doku işleme alanına aktarın ve tümörü polistiren plakaya monte edin. Cımbızla tümörün içindeki hava kabarcıklarını çıkarın veya hava boşlukları en aza indirilene kadar numuneyi nazikçe polistirenin üzerine yuvarlayın.Ezit boşluklarını test numunesinin etrafına düzenli aralıklarla yerleştirin ve tümörün üzerine başka bir polistiren plaka yerleştirin. Tümör yüzeyine mümkün olduğunca düz bir şekilde basın ve örnek penceredeki tümör ve polistiren plaka düzenini bantlayın. Düz doku yüzeyi ve polistiren plaka ile iyi bir temas hava kabarcıkları, aşırı sıvı ve düzensiz bir yüzey tümör doku görüntüleme berbat gibi hayati önem taşımaktadır.Örnek pencereyi çevirin ve oryantasyon kaydını tutmak için tümörün fotoğraflarını çekin. Örnek pencereyi tarama aşamasına döndürün ve görüntü edinme parametreleri penceresini açmak için görüntü parametre diyaloğu düğmesini tıklatın. Eksen in değerlerini en az, eksen bir maksimum, eksen i minimum ve eksen iki maksimum olarak görüntüleme penceresinde tümörün konumunu tam olarak içine almak için ayarlayın.Görüntüleme taraması için ekseni bir adım ve eksen ivedi miyon 0,2 milimetreye ayarlayın. Ardından, Ölçüle menüsünün altında Flyback 2D taramayı seçin ve açılan penceredeki tarayın verilerini kaydetmek için altında bir klasör ve dosya adı oluşturun. Bu analizde sol meme lumpektomi cerrahisi ile 49 yaşındaki bir kadından elde edilen birinci ila 2 no'lu infiltrasyon duktal karsinom değerlendirildi.Terahertz görüntüsünüpatoloji görüntüsüile ilişkilendiren kanser bölgesinin yağ bölgesinden daha yüksek bir yansıma sergilediği açıktı. Tomografik görüntüleme, sıklığı arttıkça yağ piksellerinde kanser için hesaplanan emilim katsayısı değerlerinin, her iki frekanstaki yağdan daha yüksek değerler gösteren kanser piksellerinin arttığını ortaya koymuştur. Buna karşılık, frekans arttıkça her iki dokuda kırılma indisi azalmıştır.Aynı tümörün iletim spektroskopisi analizi, tümörden çıkarılan her iki bölüm için hem ekstrakte edilen soğurma katsayısının hem de refraktif indeksin frekans aralığı için iyi bir anlaşma ortaya koymaktadır. Doku yetersiz kullanımı yanıltıcı görüntüleme sonuçlarına yol açabilir unutmayın, örneğin kurutulmamış tümör örnek içinde aşırı sıvı varlığı nedeniyle tümör kanser daha büyük bir varlığı düşündüren sonuçlanan. Doku frekansa bağlı özellikleri hakkında bilgi edinmek için Terahertz görüntü verilerine ek karakterizasyon yapılabilir ve otomatik görüntü segmentasyonu için istatistiksel analiz yapılabilir.Bu teknik, düşük dereceli tümörleri ölümcül yüksek dereceli tümörlerden ayırmak için duktal karsinom in in situ imzalarını araştırmak için görüntüleme ve spektroskopi algoritmalarının geliştirilmesine yol açmıştır. Unutmayın, kanserli dokular ve formalin çözeltisi dikkatli ve herhangi bir sistem elemanları veya tümör dokusu temas araçları uygun temizlenmiş veya atılması gerektiğini işlemek için.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Paralel plaka Waveguide Sensor Kullanımı Terahertz Mikroakışkan Algılama

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

Plasmonik Foto iletken Terahertz Vericiler Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Karakterizasyonu

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

Atom Fiziği Harici Boşluk Diode Lazer İnşaatı ve Karakterizasyonu

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

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

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

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

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

MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop

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

Veri Toplama Protokolü Gömülü Hassasiyet İşlevleri belirlenmesi için

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

Protonsuz Li-O Elektrokimyasal Testi Protokol ve Karakterizasyonu<sub&gt; 2</sub&gt; Pil

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

Terahertz Metamalzemeler de Yerdeğiştirme Akımı aracılığı Rezonansları için Nanopillar Tabanlı Bölünmüş Yüzük Rezonatörler Fabrikasyon

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

Yönergeler ve biyomarker Explorer (IBEX) görüntüleme için Radiomics kullanarak deneyimi

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 ...