Romlig måling av tumorinterstitiellt væsketrykk: En metode for å måle interstitialt væsketrykk

Abstract

Kilde: Stapleton et. al., Målinger av perfusjon, interstitiell væsketrykk og liposomer Akkumulering i faste svulster. J. Vis. Exp. (2016).

Denne videoen beskriver en teknikk for å måle det interstitielle væsketrykket i en svulst ved perfusjonsavbildning ved hjelp av et bildestyrt robotsystem. Målinger sammenlignes med intra-tumoral akkumulering av liposomer, innenfor en solid svulst.

Protocol

1. Romlige målinger av tumorinterstitiellt væsketrykk

1. For å måle IFP koble 25 G spinalnålen til trykktransduseren og til IFP-oppkjøpssystemet gjennom 50 cm PE20 polyetylenrør. Skyll hele systemet med et heparinsulfat/saltløsning (1:10). Steriliser kanylen med 70 % isopropyl før bruk.
2. Slå på oppkjøpssystemet og start IFP-anskaffelsesprogramvaren og last inn innstillingsfilene for å kalibrere systemet for å skaffe IFP-målinger i mmHg. Klikk på hent-knappen for å samle inn IFP-data kontinuerlig.
3. Utfør IFP-målinger mellom 48 og 72 timer etter injeksjon av CT-liposomer (dette tilsvarer omtrentlig tidspunkt for toppakkumulering av CT-liposomene i svulsten), ved hjelp av metoden som er beskrevet.
   1. Bruk sprøytepumpen til å injisere en bolus av CT-liposomer i en konsentrasjon på 400 mg jod kg^-1. Sett pumpen til å injisere et volum på ca. 150 μl (forutsatt en mus på 25 g). Trykk på startknappen på pumpen for å injisere. Skyll kateteret manuelt med 50 μl saltvann (dobbelt så mye som kateterets volum) for å sikre at hele agentmengden ble injisert og kateteret er klart.
      Fest IFP-nålen til CT-IFP-roboten.
4. Utfør kalibreringsskanninger for å justere koordinatsystemene for CT-IFP-roboten og CT-skanneren. Legg til fiducial markørfestet til CT-IFP-roboten og utfør en fire volumetrisk CT-skanning med fiducial markøren i fire forskjellige posisjoner.
   1. Start programvaren for CT-IFP-robotkontrolleren, initialiser roboten og flytt roboten til de tre posisjonene ved å gå inn i x,y,z-målposisjoner og klikke på "gå" -knappen.
   2. Ta en CT-skanning med følgende x,y,z koordinater: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; og (4) 0,0,10. Velg en skanning på 90 kV, 10 mA, 16 sek ved hjelp av CT-skannerprogramvaren, og trykk start for å starte skanningen. Rekonstruer skanningen som beskrevet. Utfør en DCE-CT-skanning ved å stille inn sprøytepumpen til å injisere et volum på 100 μl av den frie iohexol blandet med saltvann (9:1-forhold etter volum).
      1. På CT-skannerkonsollen velger du den dynamiske skanningen på 5 minutter som bruker en røntgenenergiinnstilling på 80 kV, en rørenergi på 90 mA, og fanger opp 416 bildeprojeksjoner hvert sekund de første 30 sekundene og etterfulgt av et oppkjøp hvert 10. Ta opp 5 sek DCE-CT-data, og trykk deretter på startknappen på injeksjonspumpen.
      2. Etter DCE-CT-skanningen utfører en volumetrisk anatomisk mikro-CT-skanning.
5. Start programvaren for CT-IFP-robotjustering. Klikk på "legg til" -knappen som er lastet inn i "Registreringsdata" -regionen og velg de fire rekonstruerte registreringsskanningene oppnådd i 1.3, og klikk deretter på "åpne".
   MERK: Pikselplasseringen til fiducial markøren vil automatisk bli lagt inn i programvaren.
   1. Klikk på 'Beregn transformering'-knappen og klikk deretter på 'Bruk transformering'-knappen. Dette genererer justeringsdata som skal brukes til å konvertere CT-IFP-robotkoordinatsystemet til CT-skannerkoordinatsystemet. Når kalibreringen er fullført, fester du dyreplattformen til CT-IFP-roboten.
6. Bedøv hver mus ved hjelp av 2% isofluran blandet med medisinsk luft eller oksygen og bekreft ved å klemme tåen og observere ingen reaksjon. Immobiliser dyr på CT-IFP-robotplattformen og plasser musen slik at svulsten er tilgjengelig for CT-IFP-robotsystemet. Immobiliser svulsten ved hjelp av tape slik at den ikke beveger seg under IFP-nålinnsetting.
7. Utfør en anatomisk mikro-CT-skanning før du setter inn IFP-nålen. Rekonstruer CT-dataene ved hjelp av trinnene som er beskrevet i 1.2.
8. Last inn CT-data før nålen i programvaren for CT-IFP-robotjustering. Juster vinduet og nivået for å visualisere svulsten. Klikk på kanten av svulsten i et hvilket som helst bilde, og klikk deretter på en annen felgplassering.
   MERK: Programvaren vil beregne en rekke posisjoner langs en lineær linje mellom de to posisjonene. Legg merke til x-, y- og z-koordinatene for en serie på 5 til 8 posisjoner med lik avstand fra listen.
9. Forbered IFP-systemet ved å skylle kanylen med heparin saltløsning før innsetting.
10. Skriv inn de første forhåndsbestemte nåleposisjonene i x,y,z, i CT-IFP robotkontrollprogramvaren og trykk på flytt til 'gå' -knappen for å flytte roboten til ønsket posisjon. Klikk på 'Sett inn nål'-knappen for å sette nålen inn i vevet.
    1. Etter at nålen er satt inn, sikrer du god væskekommunikasjon mellom IFP-nålen og vevet ved å klemme og slippe PE20-slangen, og bemerke at IFP-målingen øker og går tilbake til pre-klemmingsverdi på IFP-oppkjøpsprogramvaren. Avvis mål som ikke går tilbake til grunnlinjen.
11. Skaff deg en anatomisk CT-skanning med nålen satt inn, og klikk deretter på 'Trekk tilbake nålen' -knappen på CT-IFP-robotkontrollprogramvaren for å trekke nålen tilbake fra vevet. Avvis eventuelle IFP-målinger der IFP-verdien ikke går tilbake til verdien for innsetting før kanyle etter at kanylen er fjernet. Dette betyr at nålen kan ha blitt tilstoppet under målingen. Gjenta trinn 1,8 til 1,10 for hver nålposisjon.
12. Bestem nåleposisjonen innenfor tumorvolumet ved å beregne x-, y- og z-posisjonene til nåleporten i forhold til midten av massen av tumorvolumet som identifisert i den postinnsetting volumetriske CT-skanningen av nålen.
13. Returner dyr til buret etter at alle målinger er fullført. Ikke la dyr være uten tilsyn, og pass på å observere dem til bevisstheten er gjenvunnet og de er i stand til å opprettholde sternal heftelse.

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