בתדירות גבוהה אולטראסאונד הדמיה של בלוטות לימפה עכבר צוואר הרחם
Summary
פרוטוקול זה מתאר את היישום של אולטרסאונד בתדר גבוה (HFUS) לבלוטות לימפה בצוואר הרחם עכבר הדמיה. טכניקה זו מייעלת הדמיה וכימות של מורפולוגיה בלוטה לימפה בצוואר הרחם, נפח וזרימת דם. ביופסיה מונחה הדמיה של בלוטות לימפה בצוואר הרחם ועיבוד של רקמה לימפה להערכה היסטולוגית הוא הוכיח גם.
Abstract
אולטרסאונד בתדר גבוהים (HFUS) מועסק באופן נרחב כשיטת לא פולשנית להדמית מבנים אנטומיים פנימיים במערכות חיים קטנות ניסיוניות. יש HFUS את היכולת לזהות מבנים קטנים כמו 30 מיקרומטר, רכוש שנוצל להמחשת בלוטות לימפה שטחיות במכרסמים בבהירות -mode (B). כוח דופלר שילוב עם הדמיה B-מצב מאפשר למדידת זרימת דם במחזור הדם בתוך בלוטות הלימפה ואיברים אחרים. בעוד HFUS נוצל להדמיה בלוטה לימפה במספר המערכות במודל עכבר, פרוטוקול מפורט המתאר הדמיה HFUS ואפיון של בלוטות לימפה בצוואר הרחם בעכברים כבר דיווח. לא כאן, אנו מראים כי HFUS ניתן להתאים כדי לזהות ולאפיין בלוטות לימפה בצוואר הרחם בעכברים. B-מצב משולב וההדמיה דופלר הכח יכולים לשמש כדי לזהות עלייה בזרימת דם בבלוטות צוואר רחם מערכת חיסון-מוגדלים. כמו כן, אנו מתארים את השימוש של הדמיה B-מצב לנהל ביופסיות מחט דקות של הלימפה בצוואר הרחם לאdes כדי לאחזר רקמת הלימפה לניתוח היסטולוגית. לבסוף, צעדים בעזרת תוכנה מתוארים לחשב שינויים בהלימפה צומת נפח ולדמיין שינויים במורפולוגיה בלוטה לימפה הבאים שחזור תמונה. היכולת לעקוב אחר שינויים חזותי בביולוגיה בלוטה לימפה בצוואר הרחם לאורך הזמן מספקת טכניקה פשוטה ורבה עוצמה לניטור לא פולשני של שינויים בקשרים לימפה בצוואר הרחם בעכברי מודל פרה-קליניים של מחלת חלל פה.
Introduction
ניקוז הלימפה של נוזל רקמת ביניים הוא השיטה העיקרית של הפצה למיקרואורגניזמים זיהומיות וסרטן שמקורם באזור הפה ולסתות 1,2. הערכה קלינית של בלוטות לימפה בצוואר הרחם היא למעשה אבחון נפוץ המשמש לקביעת קיומו או התקדמות של מחלות שמקורן בחלל הפה. זה מדגיש את החשיבות של בלוטות לימפה בצוואר הרחם איסוף כאתרים אנטומיים חשובים למחלת פה אבחון 3. מתודולוגיות הדמיה מתמחה כמה מנוצלות קלינית לזיהוי בלוטות הלימפה בצוואר הרחם חולה. אלה כוללים טומוגרפיה פוזיטרונים פליטה (PET), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) והדמיה בתהודה מגנטית (MR). בעוד יקר מאוד, כל השיטות האלה דורשות הכנה נרחבת מטופל, ציוד מיוחד מאוד ו / או עירוי כימי למחזור הדם כדי להפעיל או לשפר את תהליך ההדמיה.
ההדמיה אולטרה- סאונד (אולטרסאונד; ארה"ב) היא טכניקה נפוצה המשמשת למיושמת imבלוטות לימפה בצוואר הרחם גיל הצגה עם בלוטות הלימפה עקב זיהום או מעורבות גרורתית 4-6. ארה"ב לעתים קרובות בשילוב עם PET-CT וההדמיה MR לספק ייצוג מקיף של מצב בלוטה לימפה מטופל, עוזר לקבוע בימוי גידול וצורך בכריתה כירורגית 7. הטבע לא פולשנית של ארה"ב יש גם יתרונות הגלומים על שיטות הדמיה אחרות, כוללים קלות שימוש, עלות נמוכה, אי נוחות מטופל מינימאלית והכנה. המיקום תת עורית השטחית של בלוטות לימפה בצוואר הרחם ביותר מאפשר לארה"ב כדי להנחות ביופסיות שאיפת מחט דקות פולשנית עם דיוק מוגבר, שיפור דיוק אבחון 8.
בתדירות גבוהה מסחרית (HF) בארה"ב מספקת רזולוציה מפורטת של מבנים אנטומיים הפנימיים עד 30 מיקרומטר 9. באמצעות חיישני הנעים 22-70 MHz, HFUS כבר מיושם בקלות למגוון רחב של מערכות מכרסמים ניסיוניות כדי לאפשר הדמיה של איברים פנימיים בגוף חי בזמן אמת.; HFUS הותאם להדמיה של היווצרות גידול ב-mode הקונבנציונלי בהירות (ב '), כמו גם עם מספר agents9 שיפור לעומת כללי ומיוחד. שימוש בדופלר כוח עם HFUS מספק את היכולת לעקוב אחר זרימת דם בתוך גידולי עכבר, המאפשר הערכה מקיפה של זלוף angiogenic בעכברים חיים 10,11. HFUS נעשה שימוש כדי להמחיש בלוטות הלימפה עכבר חולות בתוך חלל הגוף העיקרי, מדגים שירות מקביל של טכנולוגיה זו לפרקטיקה קלינית. בשינויים בקשרים לימפה הקרביים בפרט, דלקתיים וגרורתי נצפו בעכברי מודל של סרטן שד מחסה 12,13, 14, מעי גס וסרטן ריאות 15 16 גידולי לבלב, כמו גם histocytomas הסיבי 17, ומודל עכבר בגיל של הידרונפרוזיס רכש 18 . דוגמאות אלה לחזק את הערך של HFUS ככלי רב עוצמה לחקירת בלוטות הלימפה נגרם גידול במגוון רחב של roמערכות שקע.
מספר דגמים של זיהום חיידקי 19,20 וראש וקרצינומה של תאי קשקש צוואר (HNSCC) 21,22 פותחו ללמוד מחלות אלה בהגדרה פרה-קלינית. בניגוד לבני אדם, עכברים מכילים שלוש בלוטות לימפה בצוואר הרחם שתסקורנה הלימפה מרקמות פה חלל (לסת, לסת תחתונה, submandibular והפרוטיד שטחי 23). לאחרונה, דיווחנו על השימוש בHFUS כדי למפות את המיקום ומורפולוגיה של בלוטות לימפה אלה, מעקב אחר שינויים בהלימפה צומת זרימת דם נפח ובמודל של עכברים הנגרמים מסרטן של HNSCC 24. כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט לשימוש בHFUS לזיהוי, הדמיה וניתוח בלוטות לימפה בצוואר הרחם בעכברים חיים. פרוטוקול זה גם מדגים את הכדאיות של שימוש HFUS לנהל ביופסיה לדימוי מודרכת בסדר מחט של בלוטות לימפה בצוואר הרחם עכבר מוגדל, המאפשר ניטור היסטולוגית של שינויים בתוכן בלוטה לימפה בצוואר הרחם ופתולוגיות על tIME באותו בעלי החיים. פרוטוקול זה הוא ישים בקלות, כדי לאפשר מחקר מפורט של בלוטות לימפה בצוואר הרחם פתולוגיות תוצאה מכל מחלה חלל פה פולשנית בעכברים.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המתואר מאפשר הדמיה ובהערכה באתרו של בלוטות הלימפה בצוואר הרחם בעכברים באמצעות ההדמיה HFUS לא פולשנית. השימוש בB-מצב וההדמיה דופלר כוח לדמיין מורפולוגיה בלוטה לימפה בצוואר הרחם, זרימת דם ונפח הבלוטה לימפה מספקת לניתוח ניסיוני של מערכות מודל עכבר פרה-קליניים דומות לזה המשמש לאפיון של בלוטות מטופל צוואר רחם בפרקטיקה קלינית. היכולת לפקח על בלוטות לימפה cervial באמצעות ביופסית מחט דקה מספקת גם טכניקה שימושית לאיתור שינויי תא חיסון ואת הנוכחות של סוגי תאים זרים או חיידקים במהלך lymphadenopathies מושרה המחלה חלל פה בעכברים. קלות שימוש ועלות נמוכה הקשורים HFUS מאפשרת הסינון המהיר של מצב בלוטה לימפה בצוואר הרחם במגוון רחב של מודלים של בעלי חיים.
שלב קריטי בפרוטוקול זה הוא זיהוי המוצלח הראשוני של בלוטות לימפה בצוואר הרחם בתמונות HFUS. המתקן שלנו יש מבחר של טראן HFUSsducers כפי שתואר, ולכן אנחנו לא השתמשנו בהם כדי להשיג את התמונות באיכות הגבוהות ביותר. עם זאת, אם מתמרים אנו מתארים אינם זמינים, ניתן להתאים את ההדמיה באמצעות מתמרים אחרים. לצורך כך, התאמת עומק תמונה ורוחב כדי להשיג תמונה נאותה היא כל מה שנדרש. רזולוציה של תמונות כאלה עשויות להשתנות, אבל זה עדיין צריך להיות אפשרי כדי להשיג תמונות באיכות גבוהות באמצעות HFUS. ציוני דרך הדמיה של חלל הפה ובלוטת התריס יסייעו מאוד במכוון את המשתמש לאזור שבו הראוי בלוטות לימפה מקומיות. , הטבע האופייני הסגלגל hypoechoic והמיקום שטחי קרוב לפני שטח העור מאפשרים זיהוי מהיר של מאשרים את בלוטות הלימפה בצוואר הרחם באזור הצוואר הנכון. בעוד שכל שלושת צמתים יכולים להיות גלויים במטוס הדמיה יחיד (איור 3), בדרך כלל אחד או שתיים הצמתים שנתפסו במשך הדמיה. התאמות קלות של העמדה רגשי יכולות להתנהל לקרועאה הדמיה שונה מטוסים גלויים, המאפשרים הדמיה של כל צמתים בצד אחד של הצוואר.
אמנם יש לנו מצאנו את הטכניקה המתוארת אמינה לזיהוי בלוטות הלימפה בצוואר הרחם, יש מגבלות מסוימות לטכניקת ההדמיה וביופסיה. הטבע השטחי של בלוטות לימפה בצוואר הרחם עכבר מקנה ניידות מופרזת כאשר אפילו לחץ קל מוחל על העור באמצעות הראש מתמר. זה יכול להיות נוטרל על ידי יישום לאט הראש מתמר לג'ל אולטרסאונד על צוואר העכבר עד תמונות אתר מזוהות. ניידות הבלוטה לימפה יכולה גם לסבך את ביופסית המחט דקה, במיוחד בעת שימוש במתמרת ברזולוציה גבוהה יותר טווח (50 מגה-הרץ). תמונות מרוכזות של בלוטות לימפה לביופסיה נדחפות בדרך כלל מחוץ לשדה הראייה עקב הכוח של מחט הביופסיה צריכה לנקב את העור שמעליה וכמוסה. זה ניתן לתיקון על ידי המיצוב מחוץ למרכז של הבלוטה לימפה לכיוון של כניסת מחט,מתן מקום לבלוטה לימפה שדחף לרוחב, אבל עדיין להישאר בתוך שדה הראייה במהלך ביופסיה. מניסיוננו, בלוטות לימפה> 10 מ"מ 3 קשים מאוד לביופסיה, ולעתים קרובות הם נדחפים על ידי המחט ולא חדרו במהלך קידום מחט. לפיכך, ביופסיה שמורה לבלוטות לימפה מוגדלות שבו הגודל הוא> 10 מ"מ 3 כדי להבטיח גודל יעד צומת מספיק ויציבות באזור צוואר הרחם. בנוסף, חומר ביופסיה אינו יכול להכיל מספרים סלולריים מספיקים לנהלים שבו מספרים סלולריים גדולים נדרשים (לדוגמא, cytometry זרימה).
HFUS נעשה שימוש כדי להמחיש בהצלחה HNSCC orthotopic גידולים 25, ויש לו הפוטנציאל לפקח גרורות צומת צוואר רחם בעכברים עם גידולים אוראליים 24. בנוסף לאולטרסאונד, הדמיה פליטת אור שימשה גם כדי לחזות היווצרות orthotopic אוראלית גידול וגרור בלוטה לימפה בצוואר הרחם בעכברים חיים 26,27. כalternגישה יצירתי, יש הדמיה פליטת אור יתרון בולט על פני HFUS ביכולת לכמת ישירות התקדמות גידול וניטל גרורתי לאורך זמן באותו בעלי החיים. בעוד ספק שימושי, הדמיה פליטת אור היא מסוגלת למדוד רב של הפרמטרים דמיינו ידי HFUS, כולל מורפולוגיה הלימפה צומת, כרכי קטרי או זרימת דם. הדמיה פליטת אור דורשת גם תיבות כהות מיוחדות כדי לשמור על עכברים במהלך הדמיה, עיבוד טכניקה זו אינה מתאימה להסתגלות לביופסיה מחט דקה.
יתר על כן, הדמיה פליטת אור דורשת ייצור של תאים סרטניים שיציבות להביע את האנזים בלוציפראז, המאפשר בטכניקה זו כדי לשמש רק במקרים של xenografts orthotopic עם תאים סרטניים-transfected לוציפראז בעכברי מדוכאי חיסון, או עם מערכות רקמות ספציפיות מושרה מהונדסים המגבילות את ביטוי לוציפראז באופן מרחב ובזמן ספציפי לרקמת המוצא גידול. לעומת זאת, HFUS יכול להיות used בשיתוף עם תמונות פליטת אור במודלים אלה, כמו גם להיות מסוגלים הדמיה בלוטות לימפה בצוואר הרחם במודלים של גידולים בעל פה נגרם מסרטן בעכברים בעלי מערכת חיסונית שלמה 28,29. בעוד HFUS עשוי להיות יותר וישימה ברוב דגמי עכבר של סרטן פה, בשילוב המידע שניתן להשיג מפליטת האור וההדמיה HFUS במערכות שבן תאים סרטניים להביע לוציפראז יכול לספק תמונה של מעורבות בלוטות לימפה בצוואר הרחם מאשר או שיטת הדמיה לבד מלאה יותר.
היכולת לזהות ולאתר בלוטות לימפה בצוואר הרחם עכבר בזמן אמת מאפשרת לטכניקה זו כדי לשמש ברוב הדגמים של מחלת פה שיגרמו לבלוטות הלימפה דלקתיות שבו החיה יכולה להישמר בעמדה הפוכה בהרדמה קצר טווח. זיהוי של גרורות בקשרים לימפה או זיהום חיידקים ואת ההשפעה הנלווית על מורפולוגיה בלוטה לימפה בבעלי חיים המתגוררים מציג יתרון משמעותי על פני שיטות מסורתיותהדורשים בלוטות לימפה ליוסרו מחיות מתות לעיבוד היסטולוגית. HFUS שילוב עם ביופסית מחט דקה מאפשר אמצעים לביצוע ניתוח פתולוגי שיגרתי של בלוטות לימפה בצוואר הרחם, בדומה למה שמתנהל במרפאת, מתן שיטה משופרת לניטור התקדמות מחלה ברוב דגמי עכבר הנוכחיים של מחלות חלל פה.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי קרן דור ד רדפורד קרן ממרי אוניברסיטת אב רנדולף מרכז סרטן המערב וירג'יניה. השימוש במתקן המודלים והדמיה המערב וירג'יניה בעלי החיים אוניברסיטה (AMIF) ומתקן מיקרוסקופית הדמיה (MIF) (נתמך על ידי RR16440 P20 מענקי מרכז מרי אב רנדולף הסרטן וNIH, RR032138 P30 / GM103488 וS10 RR026378) הוא הודה בהכרת תודה.
Materials
| Vevo2100 High Resolution Micro-ultrasound Imaging System, with integrated software Version 1.6.0 | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | VS-11945 | |
| Power Dopper Mode and 3D Mode | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | VS-11952; VS-11484 | |
| Vevo compact anesthesia system | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | ||
| Vevo integrated rail system including 3D motor and micromanipulator for injections | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | SA-11983 | |
| Thermasonic Gel Warmer | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | Optional | |
| Transducers – MS-550D (Broadband frequency: 22 MHz – 55 MHz) | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | VS-11960 | Referred to as 40 MHz Transducer |
| Transducers – MS-700 (Broadband frequency: 30 MHz – 70 MHz) | VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada | VS-12026 | Referred to as 50 MHz Transducer |
| Ophthalmic Ointment | Patterson Veterinary | 07-888-1663 | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | 174-1525 | |
| Tape | Medical Arts Press | 174-153000 | |
| Depilatory Cream | Carter Products | ||
| Cotton swabs | General Supply | ||
| Gauze | Fisher Scientific | 22-037-907 | |
| Water | General Supply | ||
| Lubricating gel | Parker Laboratories | 57-05 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | 01-50 | |
| Microcentrifuge tube rack | General Supply | Used to raise mouse platform for optimal biopsy position | |
| 27G ½ inch needle with 1 ml syringe | Fisher Scientific | 14-826-87 | |
| ThinPrep PreservCyt Solution | Hologic | 70097-002 | Refered to as biopsy media |
| Microcentrifuge tubes | General Supply | ||
| Thinprep 2000 processor | Cytyc, Marlborough, MA | Blue Filter | |
| Olympus AX70 Provis Microscope | Olympus, Center Valley, PA |
Riferimenti
- Montone, K. T. Infectious diseases of the head and neck: a review. Am J Clin Pathol. 128 (1), 35-67 (2007).
- Bryson, T. C., Shah, G. V., Srinivasan, A., Mukherji, S. K. Cervical lymph node evaluation and diagnosis. Otolaryngol Clin North Am. 45 (6), 1363-1383 (2012).
- Joshi, P. S., Pol, J., Sudesh, A. S. Ultrasonography – A diagnostic modality for oral and maxillofacial diseases. Contemp Clin Dent. 5 (3), 345-351 (2014).
- Oz, F., et al. Evaluation of clinical and sonographic features in 55 children with tularemia. Vector Borne Zoonotic Dis. 14 (8), 571-575 (2014).
- Niedzielska, G., Kotowski, M., Niedzielski, A., Dybiec, E., Wieczorek, P. Cervical lymphadenopathy in children–incidence and diagnostic management. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 71 (1), 51-56 (2007).
- Ying, M., Bhatia, K. S., Lee, Y. P., Yuen, H. Y., Ahuja, A. T. Review of ultrasonography of malignant neck nodes: greyscale, Doppler, contrast enhancement and elastography. Cancer Imaging. 13 (4), 658-669 (2013).
- Stoeckli, S. J., et al. Initial staging of the neck in head and neck squamous cell carcinoma: a comparison of CT, PET/CT, and ultrasound-guided fine-needle aspiration cytology. Head Neck. 34 (4), 469-476 (2012).
- Rottey, S., et al. Evaluation of metastatic lymph nodes in head and neck cancer: a comparative study between palpation, ultrasonography, ultrasound-guided fine needle aspiration cytology and computed tomography. Acta Clin Belg. 61 (5), 236-241 (2006).
- Greco, A., et al. Ultrasound biomicroscopy in small animal research: applications in molecular and preclinical imaging. J Biomed Biotechnol. 2012, (2012).
- Chen, J. J., Fu, S. Y., Chiang, C. S., Hong, J. H., Yeh, C. K. Characterization of tumor vasculature distributions in central and peripheral regions based on Doppler ultrasound. Med Phys. 39 (12), 7490-7498 (2012).
- El Kaffas, A., Giles, A., Czarnota, G. J. Dose-dependent response of tumor vasculature to radiation therapy in combination with Sunitinib depicted by three- dimensional high-frequency power Doppler ultrasound. Angiogenesis. 16 (2), 443-454 (2013).
- Bachawal, V. S. Earlier detection of breast cancer with ultrasound molecular imaging in a transgenic mouse model. Cancer Res. 73 (6), 1689-1698 (2013).
- Loveless, M. E., et al. A method for assessing the microvasculature in a murine tumor model using contrast-enhanced ultrasonography. J Ultrasound Med. 27, 12-1699 (2008).
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106 (2009).
- Kodama, T., et al. Volumetric and angiogenic evaluation of antitumor effects with acoustic liposome and high-frequency ultrasound. Cancer Res. 71 (22), 6957-6964 (2011).
- Hwang, M., Hariri, G., Lyshchik, A., Hallahan, D. E., Fleischer, A. C. Correlation of quantified contrast-enhanced sonography with in vivo tumor response. J Ultrasound Med. 29 (4), 597-607 (2010).
- Li, L., Mori, S., Sakamoto, M., Takahashi, S., Kodama, T. Mouse model of lymph node metastasis via afferent lymphatic vessels for development of imaging modalities. PLoS One. 8 (2), e55797 (2013).
- Springer, D. A., et al. Investigation and identification of etiologies involved in the development of acquired hydronephrosis in aged laboratory mice with the use of high-frequency ultrasound imaging. Pathobiol Aging Age Relat Dis. 4, (2014).
- Papadopoulos, G., et al. A Mouse Model for Pathogen-induced Chronic Inflammation at Local and Systemic Sites. J Vis Exp. (90), (2014).
- Vulcano, A. B., et al. Oral infection with enteropathogenic Escherichia coli triggers immune response and intestinal histological alterations in mice selected for their minimal acute inflammatory responses. Microbiol Immunol. 58 (6), 352-359 (2014).
- Myers, J. N., Holsinger, F. C., Jasser, S. A., Bekele, B. N., Fidler, I. J. An orthotopic nude mouse model of oral tongue squamous cell carcinoma. Clin Cancer Res. 8 (1), 293-298 (2002).
- Kanojia, D., Vaidya, M. M. 4-nitroquinoline-1-oxide induced experimental oral carcinogenesis. Oral Oncol. 42 (7), 655-667 (2006).
- Van den Broeck, W., Derore, A., Simoens, P. Anatomy and nomenclature of murine lymph nodes: Descriptive study and nomenclatory standardization in BALB/cAnNCrl mice. J Immunol Methods. 312 (1-2), 12-29 (2006).
- Walk, E. L., McLaughlin, S., Coad, J., Weed, S. A. Use of high frequency ultrasound to monitor cervical lymph node alterations in mice. PLoS One. 9 (6), e100185 (2014).
- Pezold, J. C., Zinn, K., Talbert, M. A., Desmond, R., Rosenthal, E. L. Validation of ultrasonography to evaluate murine orthotopic oral cavity tumors. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 68 (3), 159-163 (2006).
- Sano, D., Myers, J. N. Metastasis of squamous cell carcinoma of the oral tongue. Cancer Metastasis Rev. 26 (3-4), 645-662 (2007).
- Sano, D., et al. The effect of combination anti-endothelial growth factor receptor and anti-vascular endothelial growth factor receptor 2 targeted therapy on lymph node metastasis: a study in an orthotopic nude mouse model of squamous cell carcinoma of the oral tongue. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 135 (4), 411-420 (2009).
- Tang, X. H., Knudsen, B., Bemis, D., Tickoo, S., Gudas, L. J. Oral cavity and esophageal carcinogenesis modeled in carcinogen-treated mice. Clin Cancer Res. 10 (1 Pt 1), 301-313 (2004).
- Vitale-Cross, L., et al. Chemical carcinogenesis models for evaluating molecular- targeted prevention and treatment of oral cancer. Cancer Prev Res (Phila). 2, 419-422 (2009).
