Construcción de un Phantom multimodalidad preclínicos Utilización de los materiales de tejidos que imitan para la Garantía de la Calidad en la medida del tamaño del tumor

Summary

Este documento describe los procedimientos internos de la construcción de una multimodalidad preclínica fantasma hecho de tejido que imita (TM) materiales para la garantía de calidad (QA) de la medida del tamaño del tumor en las modalidades de imágenes de animales como la ecografía (EE.UU.), la tomografía computarizada (CT) y magnético resonancia magnética (MRI).

Abstract

Organización Mundial de la Salud (OMS) y los Criterios de Evaluación de Respuesta en Tumores Sólidos (RECIST) grupos de trabajo abogó por criterios estandarizados para la evaluación radiológica de los tumores sólidos, en respuesta a la terapia con medicamentos anti-tumor en los años 1980 y 1990, respectivamente. Criterios de la OMS miden los tumores sólidos en dos dimensiones, mientras que las mediciones RECIST utilizan sólo una dimensión que se considera que es más reproducible ^{1, 2, 3,4,5.} Estos criterios han sido ampliamente utilizados como el único biomarcador de imagen aprobado por la Food and Drug Administration (FDA) ^6. Con el fin de medir la respuesta del tumor a los fármacos anti-tumorales en las imágenes con precisión, por lo tanto, se necesitan unos procedimientos de garantía de calidad (QA sólidos) y de control de calidad correspondiente fantasma.

Para hacer frente a esta necesidad, los autores construyeron un multimodalidad preclínica (por ultrasonido (EE.UU.), la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética (MRI)) fantasma usando tejido que imita (TM)materiales basados ​​en el número limitado de lesiones diana requeridos por RECIST mediante la revisión de una Gammex EE.UU. comercial phantom ^7. El Apéndice en Lee et al. Demuestra los procedimientos de fabricación fantasma ^7. En este artículo, todos los protocolos se introducen en un paso-a-paso de la manera principio con los procedimientos para la preparación de los moldes de silicona para la fundición de tumor que simulan objetos de prueba en el espectro, seguido por la preparación de materiales de TM para imágenes multimodalidad, y, finalmente, la construcción de la preclínica multimodal QA fantasma. El propósito principal de este trabajo es proporcionar los protocolos para permitir que cualquier persona interesada en la construcción de forma independiente un fantasma para sus propios proyectos. Procedimientos de control de calidad para la medida del tamaño del tumor y el RECIST, la OMS y los resultados de medición de volumen de objetos de prueba realizadas en múltiples instituciones que utilizan este QA fantasma se muestran en detalle en Lee et al. ^8.

Introduction

Evaluación del cambio en el tamaño del tumor es un punto final importante para evaluar la actividad de los fármacos anti-tumorales tanto en la reducción del tumor y la progresión de la enfermedad ^{9, 10.} Organización Mundial de la Salud (OMS) y los Criterios de Evaluación de Respuesta en Tumores Sólidos (RECIST) son los métodos codificados para la evaluación anatómica de las lesiones tumorales en las técnicas de imagen como la ecografía (EE.UU.), la tomografía computarizada (TC) o la resonancia magnética (MRI). Para los criterios de la OMS, el producto del diámetro máximo del tumor y su diámetro mayor perpendicular en el plano transversal de las regiones de destino se calcula ^4. En contraste, para los criterios RECIST, la suma de los diámetros más largo en el plano transversal para un número limitado de lesiones diana se calcula ^4. A pesar de la continua creciente interés en la evaluación de la respuesta terapéutica tumoral, no ha habido ninguna garantía de calidad preclínico (QA) fantasma / QA procedimientos para el biomarcador de imagen.

contenido "> Teniendo en cuenta que la medida del tamaño del tumor en base a criterios de la OMS y / o RECIST es el único biomarcador de imagen aprobado por la Food and Drug Administration (FDA), como punto de partida de la GC para otros biomarcadores de imagen, Lee et al. diseñado y construido UTHSCSA / Gammex Marcos 1 y Mark 2 fantasmas de QA de la medida del tamaño del tumor en colaboración con Gammex Inc ^7. The Mark 1 fantasma era una versión revisada de un Gammex comercial EE.UU. fantasma y por lo tanto, el tamaño era demasiado grande para caber en animales escáneres TC y RM. también algunas herramientas en la Marca 1 fantasma eran innecesarios para la medición del tamaño del tumor. La marca 2 fantasma fue diseñado sobre la base de criterios RECIST que es el biomarcador de imágenes aprobado por la FDA más reciente. Sin embargo, el tamaño de la marca 2 fantasma era todavía demasiado grande para escáneres MR, y CT y MR calidad de la imagen de la fantasma no era aceptable para la medición precisa el tamaño del tumor ^7.

El QA fantasma describe querienda fue re-diseñado para superar las deficiencias de los fantasmas anteriores y construido con materiales modificados tejidos que imitan (TM) y los protocolos desarrollados en nuestro laboratorio. Este documento describe los detalles de los protocolos para la construcción de fantasma: En primer lugar, se introducen los métodos para la preparación de los moldes de silicona necesarios para la fundición de tumor que simulan objetos de prueba y para el montaje de un rotador para la rotación de un fantasma para evitar la sedimentación gravitación. En segundo lugar, los protocolos para la preparación de materiales TM modificados de D'Souza et al. 'S para los EE.UU., TC y RM se describen ^11. Las propiedades físicas de los materiales de TM fueron probados en cada modalidad para asegurar que los materiales TM representados tejidos blandos humanos como se observa en las imágenes obtenidas con las diferentes modalidades, pero los resultados no se muestran aquí. En tercer lugar, se describe el protocolo para la construcción fantasma. Por último, los Estados Unidos, TC y RM imágenes del fantasma se presentan como resultados.

Protocol

1. Phantom Diseño Un dibujo de la preclínica multimodal fantasma se muestra en la Figura 1 7, 8. El tamaño de la fantasma es de 38 mm de diámetro y 115 mm de longitud para permitir que el fantasma para ser escaneado en varios escáneres animales. El fantasma contiene cinco tumores que simulan los objetos de ensayo (diámetro: 14, 10, 7, 4 y 2 mm) colocados a una profundidad de 10 mm dentro de la fantasma. 2. Molde del silicón de la co…

Representative Results

Figura 3 B y la Figura 5 muestran dos moldes de silicona para convertir los objetos de prueba, y la multimodalidad fantasma, respectivamente. La longitud x anchura x profundidad de cada molde es de 109 mm × 37 mm × 21 mm y dos moldes son idénticas imágenes especulares. Un molde tiene 1 mm Agujeros en el material de TM se puede introducir mediante una aguja fina. Cada molde tiene un cinco agujeros adicionales para las barras de alineación. La longitud x anchura x profundidad del fan…

Discussion

El objetivo de este artículo es proporcionar los métodos para la fabricación de materiales TM para imágenes multimodalidad y la construcción de un fantasma multimodalidad preclínica como una herramienta de control de calidad para medir el tamaño del tumor precisa el uso de diferentes modalidades en múltiples instituciones. Como se mencionó anteriormente, los materiales de TM fueron originalmente desarrollados por el laboratorio del Dr. Ernest L. Madsen en la Universidad de Wisconsin, Madison por una modalidad d…

Materials

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