Rumlig måling af tumor interstitielt væsketryk: En metode til at måle det interstitielle væsketryk

Abstract

Kilde: Stapleton et al., Målinger af perfusion, interstitiel væsketryk og liposomer akkumulering i faste tumorer.

Denne video beskriver en teknik til måling af interstitiel væsketryk i en tumor ved perfusion billeddannelse ved hjælp af et billedstyret robotsystem. Målinger sammenlignes med intra-tumoral ophobning af liposomer, inden for en solid tumor.

Protocol

1. Rumlige målinger af tumor interstitiel væsketryk

1. At måle IFP forbinde 25 G rygmarvsnål til tryktransduceren og til IFP-anskaffelsessystemet gennem 50 cm PE20 polyethylenrør. Skyl hele systemet med en heparinsulfat/saltvandsopløsning (1:10). Steriliser nålen med 70% isopropyl før brug.
2. Tænd for anskaffelsessystemet, og start IFP-anskaffelsessoftwaren, og indlæs indstillingsfilerne for at kalibrere systemet for at anskaffe IFP-målinger i mmHg. Klik på knappen Hent for løbende at indsamle IFP-data.
3. Udfør IFP-målinger mellem 48 og 72 timer efter injektion af CT-liposomer (dette svarer til den omtrentlige tid for maksimal akkumulering af CT-liposomer i tumoren) ved hjælp af den beskrevne metode.
   1. Brug sprøjtepumpen til at injicere en bolus af CT-liposomer i en koncentration på 400 mg jod kg^-1. Sæt pumpen til at injicere et volumen på ca. 150 μl (under forudsætning af en mus på 25 g). Tryk på knappen 'start' på pumpen for at injicere. Kateteret skylles manuelt med 50 μl saltvand (det dobbelte af kateterets volumen) for at sikre, at hele agentmængden blev injiceret, og at kateteret er klart.
      Fastgør IFP-nålen til CT-IFP-robotten.
4. Udfør kalibreringsscanninger for at justere koordinatsystemerne for CT-IFP-robotten og CT-scanneren. Tilføj fiducial markør vedhæftet fil til CT-IFP robot og udføre en fire volumetrisk CT-scanning med fiducial markør i fire forskellige positioner.
   1. Start CT-IFP-robotcontrollersoftwaren, initialiser robotten, og flyt robotten til de tre positioner ved at indtaste x,y,z-målretningspositionerne og klikke på 'go'-knappen.
   2. Tag en CT-scanning ved følgende x,y,z koordinater: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; og (4) 0,0,10. Vælg en scanning på 90 kV, 10 mA og 16 sekunder ved hjælp af CT-scannersoftwaren, og tryk på 'Start' for at starte scanningen. Rekonstruer scanningen som beskrevet. Udfør en DCE-CT-scanning ved at indstille sprøjtepumpen til at injicere et volumen på 100 μl af den frie iohexol blandet med saltvand (9:1 forhold efter volumen).
      1. På CT-scanner konsollen vælge 5 min dynamisk scanning, der bruger en x-ray energi indstilling på 80 kV, et rør energi på 90mA, og fanger 416 billede fremskrivninger hvert sekund for de første 30 sek og efterfulgt af en erhvervelse hver 10 sek. Indfang 5 sek. DCE-CT-data, og tryk derefter på startknappen på injektionspumpen.
      2. Efter DCE-CT-scanningen udføres en volumetrisk anatomisk mikro-CT-scanning.
5. Start CT-IFP-robotjusteringssoftwaren. Klik på knappen 'tilføj', der er indlæst i området 'Registreringsdata', og vælg de fire rekonstruerede registreringsscanninger, der blev opnået i 1.3, og klik derefter på 'åben'.
   BEMÆRK: Pixelplaceringen af fiducialmarkøren indtastes automatisk i softwaren.
   1. Klik på knappen 'Beregn transformering', og klik derefter på knappen 'Anvend transformering'. Dette genererer justeringsdata, der vil blive brugt til at konvertere CT-IFP-robotkoordinatsystemet til CT-scannerkoordinatsystemet. Når kalibreringen er færdig, fastgøres dyreplatformen til CT-IFP-robotten.
6. Bedøve hver mus ved hjælp af 2% isoflurane blandet med medicinsk luft eller ilt og bekræfte ved at klemme tåen og observere ingen reaktion. Immobilisere dyr på CT-IFP robot platform og placere musen sådan, at tumoren er tilgængelig for CT-IFP robot system. Immobilisere tumor ved hjælp af tape, således at det ikke bevæger sig under IFP nål indsættelse.
7. Udfør en anatomisk mikro-CT-scanning, før du indsætter IFP-nålen. Rekonstruer CT-dataene ved hjælp af de trin, der er beskrevet i 1.2.
8. Læg CT-robotjusteringssoftwaren for nåleindførings-CT-IFP-softwaren. Juster vinduet og niveauet for at visualisere tumoren. Klik på kanten af tumoren i et billede, og klik derefter på en anden fælg placering.
   BEMÆRK: Softwaren beregner en række positioner langs en lineær linje mellem de to positioner. Bemærk x-, y- og z-koordinaterne for en serie på 5 til 8 jævnt fordelte positioner fra listen.
9. Forbered IFP-systemet ved at skylle nålen med heparin saltvandsopløsning inden indsættelse.
10. Indtast de første forudbestemte nålepositioner i x,y,z, i CT-IFP-robotstyringssoftwaren, og tryk på knappen 'go' for at flytte robotten til den ønskede position. Klik på knappen 'Indsæt nål' for at indsætte nålen i vævet.
    1. Når du har indsat nålen, skal du sikre god væskekommunikation mellem IFP-nålen og vævet ved at klemme og slippe PE20-slangen, idet det bemærkes, at IFP-målingen øges og vender tilbage til forklejnende værdi på IFP-anskaffelsessoftwaren. Afvis målinger, der ikke vender tilbage til den oprindelige plan.
11. Anskaf en anatomisk CT-scanning med nålen indsat, og klik derefter på knappen 'Træk nålen tilbage' på CT-IFP-robotstyringssoftwaren for at trække nålen ud af vævet. Afvis eventuelle IFP-målinger, hvor IFP-værdien ikke vender tilbage til indsætningsværdien før nålen efter tilbagetrækning af nålen. Dette betyder, at nålen kan have været tilstoppet under målingen. Gentag trin 1.8 til 1.10 for hver nåleposition.
12. Bestem nålepositionen inden for tumorvolumen ved at beregne x-, y- og z-positionerne i nåleporten i forhold til tumorvolumenets massecentrum som identificeret i nålens volumetriske CT-scanning efter indsættelsen.
13. Returner dyr til deres bur, når alle målinger er afsluttet. Efterlad ikke dyr uden opsyn, og pas på at observere dem, indtil bevidstheden er genvundet, og de er i stand til at opretholde sternal recumbency.

Materials

List of materials used in this article

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