Medición espacial de la presión de fluido intersticial tumoral: un método para medir la presión del líquido intersticial

Overview

Este video describe una técnica de medición de la presión del líquido intersticial dentro de un tumor mediante imágenes de perfusión utilizando un sistema robótico guiado por imágenes. Las mediciones se comparan con la acumulación intra-tumoral de liposomas, dentro de un tumor sólido.

Protocol

1. Mediciones espaciales de la presión de fluido intersticial tumoral

1. Para medir la IFP conecte la aguja espinal de 25 G al transductor de presión y al sistema de adquisición IFP a través de 50 cm de tubo de polietileno PE20. Enjuague todo el sistema con una solución de sulfato/solución salina de heparina (1:10). Esterilizar la aguja con un 70% de isopropilo antes de su uso.
2. Encienda el sistema de adquisición e inicie el software de adquisición IFP y cargue los archivos de configuración para calibrar el sistema para adquirir mediciones IFP en mmHg. Haga clic en el botón adquirir para recopilar continuamente datos IFP.
3. Realizar mediciones de IFP entre 48 y 72 horas después de la inyección de liposomas por TC (esto corresponde a la hora aproximada de acumulación máxima de los liposomas por TC en el tumor), utilizando el método descrito.
   1. Utilice la bomba de jeringa para inyectar un bolo de liposomas por TC a una concentración de 400 mg de yodo kg^-1. Ajuste la bomba para inyectar un volumen de aproximadamente 150 μl (suponiendo un ratón de 25 g). Pulse el botón 'start' de la bomba para inyectar. Enjuague manualmente el catéter con 50 μl de solución salina (el doble del volumen del catéter) para asegurarse de que se inyectó toda la cantidad del agente y el catéter está claro.
      Conecte la aguja IFP al robot CT-IFP.
4. Realice exploraciones de calibración para alinear los sistemas de coordenadas del robot CT-IFP y el escáner de TC. Añada el accesorio del marcador fiducial al robot CT-IFP y realice una tomografía computarizada volumétrica de cuatro con el marcador fiducial en cuatro posiciones diferentes.
   1. Inicie el software del controlador robótico CT-IFP, inicialice el robot y mueva el robot a las tres posiciones introduciendo las posiciones de segmentación x,y,z y haciendo clic en el botón "ir".
   2. Haga una tomografía computarizada en las siguientes coordenadas x,y,z: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; y (4) 0,0,10. Seleccione una exploración de 90 kV, 10 mA, 16 seg utilizando el software del escáner de TC y pulse "Inicio" para iniciar la exploración. Reconstruya el escaneo como se describe. Realice una exploración DCE-CT estableciendo la bomba de jeringa para inyectar un volumen de 100 μl del iohexol libre mezclado con solución salina (relación 9:1 por volumen).
      1. En la consola del escáner de TC seleccione la exploración dinámica de 5 minutos que utiliza un ajuste de energía de rayos X de 80 kV, una energía de tubo de 90mA, y captura proyecciones de imagen de 416 cada segundo durante los primeros 30 segundos y seguida de una adquisición cada 10 s. Capture 5 s de datos DCE-CT y, a continuación, pulse el botón de inicio de la bomba de inyección.
      2. Después de la tomografía computarizada DCE-CT realizar una exploración anatómica volumétrica de micro-TC.
5. Inicie el software de alineación del robot CT-IFP. Haga clic en el botón "añadir" cargado en la región "Datos de registro" y seleccione los cuatro escaneos de registro reconstruidos obtenidos en 1.3 y, a continuación, haga clic en "abrir".
   NOTA: La ubicación del píxel del marcador fiducial se introducirá automáticamente en el software.
   1. Haga clic en el botón "Calcular transformación" y luego haga clic en el botón "Aplicar transformación". Esto genera datos de alineación que se utilizarán para convertir el sistema de coordenadas del robot CT-IFP en el sistema de coordenadas del escáner de TC. Una vez completada la calibración, conecte la plataforma animal al robot CT-IFP.
6. Anestesia cada ratón usando 2% isoflurano mezclado con aire médico o oxígeno y confirma pellizcar el dedo del pie y no observar ninguna reacción. Inmovilizar animal en la plataforma robot CT-IFP y colocar el ratón de tal forma que el tumor sea accesible al sistema robótico CT-IFP. Inmovilizar el tumor usando cinta adhesiva de tal forma que no se mueva durante la inserción de la aguja IFP.
7. Realice una exploración micro-TC anatómica antes de insertar la aguja IFP. Reconstruya los datos de TC utilizando los pasos descritos en 1.2.
8. Cargue los datos TC de inserción previa a la aguja en el software de alineación del robot CT-IFP. Ajuste la ventana y el nivel para visualizar el tumor. Haga clic en el borde del tumor en cualquier imagen y, a continuación, haga clic en una segunda ubicación del borde.
   NOTA: El software calculará una serie de posiciones a lo largo de una línea lineal entre las dos posiciones. Tenga en cuenta las coordenadas x, y y z para una serie de posiciones espaciadas uniformemente de 5 a 8 de la lista.
9. Prepare el sistema IFP enjuagando la aguja con solución salina de heparina antes de la inserción.
10. Introduzca las primeras posiciones de aguja predeterminadas en el x,y,z, en el software de control del robot CT-IFP y pulse el botón 'go' para mover el robot a la posición deseada. Haga clic en el botón "Insertar aguja" para insertar la aguja en el tejido.
    1. Después de insertar la aguja asegurar una buena comunicación fluida entre la aguja IFP y el tejido pellizcar y liberar el tubo PE20, observando que la medición IFP aumenta y vuelve al valor de pre-pellizcar en el software de adquisición IFP. Rechazar mediciones que no vuelvan a la línea base.
11. Adquiera una tomografía computarizada anatómica con la aguja insertada y, a continuación, haga clic en el botón "Aguja de retraer" en el software de control del robot CT-IFP para extraer la aguja del tejido. Rechace cualquier medición ifp donde el valor IFP no vuelva al valor de inserción previo a la aguja después de la retirada de la aguja. Esto significa que la aguja pudo haber sido obstruida durante la medición. Repita los pasos del 1,8 al 1,10 para cada posición de la aguja.
12. Determine la posición de la aguja dentro del volumen tumoral calculando las posiciones x, y y z del puerto de la aguja en relación con el centro de masa del volumen tumoral identificado en la tomografía computarizada volumétrica posterior a la inserción de la aguja.
13. Devolver a los animales a su jaula después de que todas las mediciones estén completas. No deje a los animales desatendidos, y tenga cuidado de observarlos hasta que se haya recuperado la conciencia y sean capaces de mantener la recumbencia severa.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Omnipaque (Iohexol) 300 mg of iodine/ml	GE Healthcare, CA
eXplore Locus Ultra micro-CT system	GE Healthcare, CA		Manipulated using CT-Console Software
27 G Catheter SURFLO Winged Infusion Set	Terumo Medical Products, USA	SV*27EL
PE20 polyethylyne tubing	Becton Dickinson, USA	427406
Pen tip 25 G × 3.5′′ Whitacre spinal needle	Becton Dickinson, USA	405140	IFP needle
P23XL pressure transducer	Harvard Apparatus, CA	P23XL
PowerLab 4/35, Bridge Amp, with LabChart Pro 7.0	ADInstruments Pty Ltd., USA	PL3504, FE221	IFP acquisition system and acquisition software
CT-Sabre Small Animall Intervention system (CT-IFP Robot)	Parallax Innovations, CA		Manipulated using CT-IFP robot Control Software
CT-IFP robot alignment software Custom Matlab software
DCE-CT Analysis Software			Custom Matlab software