Αφηρημένο

Εδώ, σας παρουσιάζουμε ένα μυθιστόρημα πλατφόρμα απεικόνισης για να μελετήσουν τις βιολογικές επιδράσεις της μη-επεμβατική ραδιοσυχνοτήτων (RF) ηλεκτρικό πεδίο υπερθερμία καρκίνο. Αυτό το σύστημα επιτρέπει την

σε πραγματικό χρόνο in vivo

έμβια μικροσκοπία (IVM) απεικόνιση των ραδιοσυχνοτήτων που προκαλείται από βιολογικές αλλαγές, όπως αλλαγές στη δομή του σκάφους και διάχυση του φαρμάκου. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι το σύστημα IVM είναι σε θέση να χειριστεί την έκθεση σε υψηλής ισχύος ηλεκτρικά πεδία, χωρίς να προκαλείται σημαντική βλάβη υλικού ή απεικόνισης αντικειμένων. Επιπλέον, μικρή διάρκεια της χαμηλής ισχύος (& lt? 200 W) έκθεσης ραδιοσυχνοτήτων αυξημένη μεταφορά και διάχυση των φθοριζόντων ιχνηθετών στα όγκους σε θερμοκρασίες κάτω των 41 ° C. παραμορφώσεις των πλοίων και την πήξη του αίματος παρατηρήθηκαν για θερμοκρασίες όγκου περίπου 44 ° C. Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν τη χρήση της ολοκληρωμένης πλατφόρμας μας απεικόνισης IVM-RF ως ένα ισχυρό νέο εργαλείο για να απεικονίσει τη δυναμική και την αλληλεπίδραση μεταξύ των ραδιοσυχνοτήτων ενέργειας και των βιολογικών ιστών, οργάνων, και των όγκων

Παράθεση:. Corr SJ, Shamsudeen S, Vergara LA, Ho JC-S, Υγιεινής MJ, Keshishian V, et al. (2015) Μια πλατφόρμα Νέο απεικόνισης για την οπτικοποίηση βιολογικές επιδράσεις της μη επεμβατική Ραδιοσυχνοτήτων ηλεκτρικού πεδίου του καρκίνου Υπερθερμία. PLoS ONE 10 (8): e0136382. doi: 10.1371 /journal.pone.0136382

Επιμέλεια: Arrate Muñoz-Barrutia, Universidad Carlos III de Madrid? Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Ισπανία

Ελήφθη: 3, Ιουνίου του 2014? Αποδεκτές: 3 του Αυγούστου του 2015? Δημοσιεύθηκε: 26 Αυγούστου 2015

Copyright: © 2015 Corr et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. Η έρευνα που αναφέρθηκαν σε αυτή τη δημοσίευση υποστηρίχθηκε από το ΝΙΗ Φυσικές Επιστήμες στην Ογκολογία Πρόγραμμα (U54CA143837), τα ΝΙΗ MD Anderson Cancer Center Επιχορηγήσεις υποστήριξης (CA016672), Η Welch Ίδρυμα (C-0627, 616 LJW), μια απεριόριστη ερευνητική επιχορήγηση από το 617 Ίδρυμα Kanzius Ερευνών (SAC, Erie, PA) και του Εθνικού Κέντρου για την Προώθηση της Μεταγραφική Επιστημών του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας στο πλαίσιο Αριθμοί Βραβείο TL1TR000369 και UL1TR000371. Το περιεχόμενο είναι αποκλειστική ευθύνη των συγγραφέων και δεν αντιπροσωπεύουν απαραίτητα τις επίσημες απόψεις των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

οι αλληλεπιδράσεις των ραδιοκυμάτων υψηλής συχνότητας (13,56 MHz) με τους ιστούς και τα νανοϋλικά σε βιολογικούς ιστούς είναι επί του παρόντος υπό διερεύνηση ως θεραπευτικό πλατφόρμα για μη-επεμβατική θεραπεία του καρκίνου υπερθερμία. Οι μοναδικές διηλεκτρικές ιδιότητες των καρκινικών ιστών ευνοούν ραδιοσυχνοτήτων (RF) απορρόφηση ενέργειας και μετατροπή σε θερμότητα και υποτίθεται να επιταχυνθεί περαιτέρω με τη χρήση του RF-απορρόφησης ενέργειας νανοϋλικών, όπως νανοσωματίδια χρυσού και μονού τοιχώματος νανοσωλήνες άνθρακα. Ενισχυμένη θέρμανση του όγκου οφείλεται σε μεγαλύτερες διηλεκτρικές απώλειες εντός του ιστού του όγκου σε σύγκριση με τους φυσιολογικούς ιστούς [1] και έχει βρει εφαρμογές στην κλινική υπερθερμία [2]. Πολλή δουλειά είχε επικεντρωθεί στη μέτρηση και την ερμηνεία της κατανομής της θερμοκρασίας [3] και διηλεκτρικές ιδιότητες των διαφόρων υγιών και καρκινικών ιστών των ζώων σε όλη την ακτινοθεραπεία και μικροκυμάτων συχνότητες [4-6]. Σε σύγκριση με άλλες νανο-based φωτοθερμικών υπερθερμία προσεγγίσεις θεραπείας RF προσφέρει το πλεονέκτημα της μεγαλύτερης βάθη διείσδυσης ιστού (~ 5-30 cm), η οποία οφείλεται στις σχετικά μεγάλα μήκη κύματος RF (~ 22 m στα 13,56 MHz), σε σύγκριση με την υποεπιφάνεια βάθη διείσδυσης χιλιοστό υπερύθρων (IR) και εγγύς υπέρυθρο (NIR) φως.

σε μια προσπάθεια να αυξήσει περαιτέρω τα ποσοστά διαφορικής θέρμανσης και RF-επαγόμενη κυτταροτοξικότητα του καρκίνου, αρκετές μελέτες έχουν δείξει τα χαρακτηριστικά θέρμανσης [7- 12]? βιολογική τοξικότητα [13-20]? ηλεκτρικές αλληλεπιδράσεις [11, 21-24]? και τη σκοπιμότητα των αλληλεπιδράσεων νανοϋλικό με ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων και τη χρήση τους ως πιθανή επικουρική ιατρική υπερθερμία. Παρά τη συνεχιζόμενη εξέλιξη των διαφόρων ρόλων που νανοϋλικά παίζουν στην τοπική παραγωγή θερμότητας και κυτταροτοξικότητα, τόσο εντός όσο απλοποιημένη υδατικά διαλύματα και βιολογικά υλικά, πολλή δουλειά έχει επιτευχθεί προς την κατανόηση της βασικής επιστήμης πίσω από αλληλεπιδράσεις RF με βιολογικούς ιστούς με το δυναμικό για συνέργεια να υπάρχουν με κλινικά εγκεκριμένο χημειοθεραπεία παράγοντες όπως Abraxane, cetuximab, και γεμσιταβίνη [25]. Τα αναφερόμενα άρθρα ανασκόπησης από Collins

et al

. και Liu

et al

. Προσφέρουμε μια ολοκληρωμένη και περιεκτική επισκόπηση του πεδίου [26, 27].

μέσα Μια άμεση απεικόνιση της αλληλεπίδρασης μεταξύ βιολογικών ιστών και RF ηλεκτρικά πεδία, επιτρέποντας εικόνα για τις θεμελιώδεις διαδικασίες και βασική επιστήμη πίσω από αυτή τη θεραπεία, έχει εξαφανισθεί. Όπως ακόμη δεν υπήρξε σχεδιασμός για την καταγραφή αυτών των δυναμικών εκδηλώσεων, κυρίως λόγω της δυσκολίας στην ένταξη μιας γεννήτριας ηλεκτρικού πεδίου υψηλής ισχύος σε διάφορες μορφές απεικόνισης. Στο παρόν, παρουσιάζουμε μια ενοποιητική σύστημα που συνδυάζει την έκθεση σε ραδιοσυχνότητες με μικροσκόπιο έμβια υψηλής ανάλυσης (IVM) (RF-IVM) για να επιτρέψει

σε πραγματικό χρόνο in vivo

φθορισμού απεικόνισης της RF που προκαλείται από βιολογικές επιδράσεις. IVM, χρησιμοποιώντας συνεστιακή και ή τεχνολογία διέγερσης πολυφωτονικών, είναι μια ισχυρή τεχνική για την απεικόνιση ζωντανών ζώων σε υψηλής ανάλυσης με την ικανότητα να φθάσει σε βάθη ιστού αρκετών εκατοντάδων μικρομέτρων. Με την τεχνική αυτή, οι ερευνητές είναι σε θέση να αξιολογήσει ιστών και κυτταρικών αποκρίσεων στο χρόνο και σε τρισδιάστατο χώρο σε ζωντανό ιστό υπό φυσιολογικές συνθήκες [28]. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται στην παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι (i) ένα σύστημα RF γεννήτρια υψηλής ισχύος (200 W, ~ 15 kV /m) μπορεί να είναι επιτυχώς ρετρό-τοποθετηθεί σε ένα σύστημα Nikon A1R IVM χωρίς βλάβη υλικού ή απεικόνισης αντικείμενα? και (ii) το ολοκληρωμένο σύστημα IVM-RF επιτρέπει την απεικόνιση της ήπιας υπερθερμία που προκαλείται από δυναμικά γεγονότα (& lt? 41 ° C), όπως η αυξημένη αιμάτωση του όγκου του συστηματικώς χορηγούμενου φθοριζόντων δεικτών (λευκωματίνη και FITC-δεξτράνη), καθώς και παραμόρφωση σκάφος και πήξη που παρατηρείται σε όλη την κλίμακα θερμοκρασίας 44-49 ° C. Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα αποτελέσματα, αναμένουμε ότι το σύστημα IVM-RF θα μας δώσει τη δυνατότητα στην εικόνα RF που προκαλείται από βιολογικά γεγονότα όπως οι αλλαγές στην αγγειακή διαπερατότητα, μεταβολές στην ακεραιότητα των ιστών, επιρροή στην νανοσωματιδίων και τη συσσώρευση του φαρμάκου, η διείσδυση ιστού, και τα γεγονότα κυτταρική μετανάστευση.

Υλικά και Μέθοδοι

φορητό-RF σύστημα

μια φωτογραφία του φορητού-RF σύστημα (ρ-RF) σύστημα παράλληλα με ένα σχηματική αναπαράσταση της πειραματικής διάταξης ρ-RF είναι απεικονίζεται στο Σχήμα 1Α και 1Β. Πλήρης διαστάσεις μπορούν να βρεθούν στο S1 Σχ Η συσκευή τροφοδοτείται από μια 200 W σταθερής συχνότητας (13,56 MHz) υδρόψυκτη τροφοδοσίας (Seren, RX01 /LX01 Series, Βιομηχανική Power Systems, Inc.), η οποία συνδέεται μέσω μιας υψηλής -CURRENT μεταφορική ικανότητα 50 Ω ομοαξονικό καλώδιο. Το δείγμα πρέπει να εκτίθεται σε ραδιοσυχνότητες τοποθετείται μεταξύ των εκπομπής και λήψης κεφάλια (TX και RX, αντίστοιχα). Οι αυξήσεις στη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί χρησιμοποιώντας είτε μια εξωτερική διάμετρο Teflon οπτικών ινών 1 χιλιοστό επικάλυψη θερμικών ανιχνευτών (Photon Ελέγχου, Καναδάς), με ακρίβεια θερμοκρασίας ± 0,5 ° C, ή ένα υπέρυθρο (IR) κάμερα (FLIR SC 6000, FLIR Systems, Inc., Boston, MA), με ακρίβεια θερμοκρασίας ± 2 ° C (640 × 512 ανάλυση InSb ανιχνευτή με ένα μεσαίου μήκους κύματος φάσματος IR φασματικό των 3,0-5,0 μm). Θερμική δεδομένα καθετήρα συλλαμβάνεται χρησιμοποιώντας μια προσαρμοσμένη χτισμένο LabVIEW Virtual Instrument (National Instruments, Austin, TX). Το παραγόμενο RF ηλεκτρικού πεδίου χαρακτηρίστηκε χρησιμοποιώντας έναν Teflon επικαλυμμένη ανιχνευτή ηλεκτρικού πεδίου (TherMed, LLC, Erie, ΡΑ) που συνδέεται με ένα ρυθμιζόμενο x, y, z στάδιο (Thorlabs, Inc.) για ρυθμιζόμενη τοποθέτηση, όπως φαίνεται στο Σχ 1C και 1D. Πλήρη στοιχεία για τις μετρήσεις ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να βρεθεί στο S2 Εικ Όπως μπορεί να φανεί στο σχήμα 1D, η «ενεργός» έκταση της RF έκθεσης ηλεκτρικού πεδίου είναι επικεντρωμένη ~ 6 εκατοστών γύρω από το μεσαίο σημείο του κεφαλιού TX και εκτείνεται ~ 1 -2 cm στο χ-άξονα, προκαλώντας ένα προφίλ θέρμανσης που μειώνεται σταδιακά καθώς το δείγμα βρίσκεται πιο μακριά από το κεφάλι ΤΧ.

(Α) Φορητό σύστημα RF αποτελείται από τη μονάδα εκπομπής (ΤΧ) και λαμβάνουν κεφαλή (RX), που παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο υψηλής ισχύος σε όλη του δείγματος (π.χ. ποντικού). Το σύστημα κινείται από μια μεταβλητή δύναμη σταθερού ενισχυτή RF (0-200 W, 13,56 MHz) που ψύχεται κατά τη λειτουργία από ένα ψύκτη νερού. Η παραγωγή θερμότητας παρακολουθείται χρησιμοποιώντας ένα υπέρυθρο (IR) κάμερα ή άμεση εισαγωγή των οπτικών ινών ανιχνευτών. αναπαράσταση (Β) Κύκλωμα του φορητού συστήματος RF. (Γ) Ρύθμιση για την εξαγωγή εντάσεις ηλεκτρικού πεδίου. Ένας ανιχνευτής ηλεκτρικού πεδίου (EFP) τοποθετείται σε συγκεκριμένα σημεία κατά μήκος του x και z-άξονα ανάμεσα στα κεφάλια TX και RX και μετρά την τάση σε κάθε σημείο για 20 W RF-δύναμη. (Δ) Το ηλεκτρικό πεδίο που προέρχεται από τα δεδομένα τάσης και χαράσσεται ως πλοκή ένταση περιγράμματος.

Η

Το ίδιο το σύστημα ρ-RF είναι σχετικά μικρό (μήκος ~ 60 cm), σε σύγκριση με τις μεγαλύτερες μας μοντέλα RF [1, 7, 14]. Παρόμοια με προηγούμενες γεννήτριες RF μας, ο σχεδιασμός παρέχει ένα ισχυρό εναλλασσόμενο (13.56 MHz) ηλεκτρικό πεδίο κατά μήκος των κεφαλών ΤΧ και RX [29] χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο καταρράκτη LC. Ωστόσο, σε αντίθεση με προηγούμενες μας συστήματα, το σύστημα αυτό δεν χωρητικά-συζευγμένο και δεν μοντελοποιεί μια ιδανική διαμόρφωση πυκνωτή παράλληλες πλάκες όπου το ηλεκτρικό πεδίο θα είναι περίπου ομοιόμορφη κατά μήκος των κεφαλών ΤΧ και RX. Αντ ‘αυτού, το σύστημα εκπέμπει ένα ηλεκτρικό πεδίο το οποίο μειώνεται σταδιακά σε όλα τα κεφάλια TX-RX και ως εκ τούτου κατατάσσονται ως «διαμόρφωση μετάδοσης τελικούς καύση».

IVM-RF σύστημα

Μια εικόνα του συστήματος π-RF εκ των υστέρων σε ένα Nikon A1R

+ IVM δείχνεται στο σχήμα 2Α. Η Nikon A1R

+ είναι μια σάρωση με λέιζερ ομοεστιακό μικροσκόπιο εφοδιασμένο με δύο μηχανισμούς σάρωσης, ένα συμβατικό γαλβανόμετρο οδηγείται σύστημα και μια ηχηρή σαρωτή. Η A1R

+ είναι εξοπλισμένος με 4 στερεάς κατάστασης λέιζερ (405, 488, 561 και 640 nm) και 4 ανιχνευτές φθορισμού, μεταξύ των οποίων δύο GaAsP PMTs. Η A1R

+ είναι επίσης εξοπλισμένο με μία μεγάλη πλατφόρμα μηχανοκίνητα στάδιο (Πριν Επιστημονική ZDeck) και μια συλλογή των στόχων απόσταση μακράς εργασίας που κυμαίνονται από χαμηλή μεγέθυνση, μεγάλο οπτικό πεδίο (4x 0.2NA και 10x 0,4 NA), μέχρι υψηλής ανάλυσης, εμβάπτιση σε νερό (16x 0,8 NA και 25x 1.2NA) φακοί. λειτουργία του συστήματος και την απόκτηση της εικόνας ελέγχονται από το λογισμικό της Nikon NIS Στοιχείων (v 4.0). Μόλις το όργανο RF προσαρμόστηκε στο IVM, αρχική μας εκτίμηση του ολοκληρωμένου συστήματος που εμπλέκεται αυξάνοντας σταδιακά την δύναμη π-RF (χωρίς δείγμα), ενώ παρακολουθεί την τάση που επάγεται κατά μήκος του σασί IVM συνδέοντας μια ανιχνευτή παλμογράφο στους ακροδέκτες ηλεκτροδίου γείωσης βρίσκεται πίσω από τον αντικειμενικό φακό στο σύστημα IVM. Σε όλα τα επίπεδα ισχύος, συμπεριλαμβανομένης της υψηλότερης ισχύος 200 W RF, η τάση που επάγεται στο σασί ήταν λιγότερο από 500 mV, η οποία θεωρείται αμελητέα και δεν είχε προβλεφθεί να παρεμβαίνει με το υλικό. Αυτή η διαδικασία δοκιμής εκτελέστηκε για να βεβαιωθείτε ότι η ενέργεια RF δεν ήταν άμεσα σύζευξη με το μικροσκόπιο IVM, η οποία κατά πάσα πιθανότητα θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη ηλεκτρονική και δομική βλάβη στο σύστημα IVM. Μικρά παρεμβολές περιλαμβάνονται δυσλειτουργία λογισμικού με τη μορφή άνοιξε τυχαία παράθυρα του προγράμματος περιήγησης και το κείμενο εμφανίσεις-μας ονομάζεται το φαινόμενο αυτό «συγγραφέας-φάντασμα» και ανακάλυψε την προέλευση αυτού του αποτελέσματος να οφείλεται σε πεδία ραδιοσυχνοτήτων σύζευξη με το πληκτρολόγιο του υπολογιστή. Αναδίπλωση το καλώδιο του πληκτρολογίου γύρω από έναν πυρήνα φερρίτη balun να μειώσει RF παρεμβολές λυθεί αυτό το πρόβλημα. Παρατηρήσαμε επίσης παρεμβολή με το μηχανοκίνητο στάδιο, το οποίο λύθηκε με μονωτική το πλαίσιο ελεγκτή joystick με αλουμινόχαρτο.

(Α) Το σύστημα RF ενσωματωθεί στην έμβια μικροσκόπιο (IVM) για την απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με την έκθεση σε ραδιοσυχνότητες . (Β) χειραγώγηση ποντίκι για την απεικόνιση-μια τομή γίνεται για να εκθέσει και απαλά χειραγωγήσουν τον όγκο 4Τ1 για την απεικόνιση IVM. (C) 4Τ1 όγκου υπό φωτισμό IVM με x4 αντικειμενικό φακό.

Η

Τα ζωικά μοντέλα

Γυμνά ποντίκια (ηλικίας 4-6 εβδομάδων) λήφθηκαν από Charles River Laboratories, Inc. ( Wilmington, ΜΑ). όγκους του μαστού ιδρύθηκαν με φθορίζοντα 4Τ1 TD-Ντομάτα Bioware Ultra μαστικών καρκινικών κυττάρων Red ποντίκι που αγοράζονται από δαγκάνα Life Sciences (Hopkinton, ΜΑ). Τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε αγωγή και απεικονίστηκαν όταν οι όγκοι έφθασαν μέγεθος ~ 8 έως 10 mm σε διάμετρο. Κατά τον τερματισμό της συνόδου απεικόνισης, τα ζώα υποβλήθηκαν σε ευθανασία μέσω CO

2 έκθεση ακολουθούμενη από αυχενική εξάρθρωση. Όλες οι διαδικασίες πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με τα πρωτόκολλα εγκεκριμένα από τη Φροντίδα και Χρήση Επιτροπής Θεσμικών ζώων στο Χιούστον Methodist Ινστιτούτο Έρευνας και σύμφωνα με τον οδηγό του ΝΙΗ για τη Φροντίδα και Χρήση των Ζώων Εργαστηρίου.

RF-IVM χειρισμοί των ζώων

ποντίκια που έφεραν όγκους 4Τ1 εκτέθηκαν από μια μικρή κεντρική τομή όπου η περιτονία μεταξύ του δέρματος και των μυών διαταράχθηκε χρησιμοποιώντας ένα μάκτρο βάμβακος. Ένα ανεστραμμένο πτερύγιο του δέρματος ανυψώθηκε χρησιμοποιώντας έλασης γάζα βαμβακιού. Οι εικόνες των ποντικών χειραγωγούνται για RF-IVM φαίνεται στο Σχ 2Β και 2C. Οι ποντικοί αναισθητοποιήθηκαν με τη χρήση 2-3% ισοφλουράνιο (Aerrane? Baxter Healthcare, Deerfield, IL, USA) που χορηγήθηκε μέσω ενός isoflurane σύστημα ψεκαστήρα (Ε-Ζ Systems, Palmer, ΡΑ, USA). Οι ποντικοί διατηρήθηκαν σε ένα μαξιλάρι θέρμανσης κατά τη διάρκεια χειρουργικών πειραμάτων προετοιμασίας και απεικόνισης για να διατηρήσει τη θερμοκρασία του σώματος του πυρήνα. Κατά τη διάρκεια των καταγραφών εικόνας ο όγκος συνεχώς βρεγμένο με φυσιολογικό ορό και η θερμοκρασία παρακολουθήθηκε με τη χρήση τεφλόν επικαλυμμένη ανιχνευτές οπτικών ινών ή /και μία κάμερα υπερύθρων. Για την απεικόνιση με φακούς εμβάπτιση σε νερό, μια καλυπτρίδα τοποθετήθηκε απαλά στην κορυφή του έχει υγρανθεί περιοχή απεικόνισης χρησιμοποιώντας ένα χειροκίνητο μικροχειριστή (Kite, WPI). ηχογραφήσεις time-lapse συνελήφθησαν σε επιλεγμένα οπτικά πεδία σε ρυθμούς καρέ 10-30 fps.

φθορισμού ιχνηθετών

Οι φθορίζουσες χρωστικές ουσίες που χρησιμοποιούνται σε αυτό πειράματα ήταν Αλβουμίνη-Alexa Fluor 647 (MW ~ 66kDa) και ισοθειοκυανική φθορεσκεΐνη-δεξτράνη (FITC-δεξτράνη, ΜΒ ~ 70 kDa). Τόσο ελήφθησαν από την Life Technologies, Grand Island, ΝΥ. Τα ποντίκια δόθηκαν 50 μΙ οπισθοκογχική ενέσεις είτε Alexa 647 ή ΡΙΤΟ-Δεξτράνη (ή δύο) σε συγκεντρώσεις 10 mg /kg (σε εναιώρηση εντός αλατούχου φωσφορικού ρυθμιστικού διαλύματος, PBS). Οι ποντικοί στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε έκθεση RF με ή χωρίς ταυτόχρονη απεικόνιση IVM. Φθορισμού ιχνηθέτες χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη να αντίθεση τα αιμοφόρα αγγεία του όγκου και να διερευνήσουν εξαγγείωση, λόγω της αυξημένης αγγειακής διαπερατότητας, και την διάχυση των ιχνηθετών σε όγκους. Τα καρκινικά κύτταρα ταυτοποιήθηκαν από την έκφραση του tdTomato φθορίζουσα πρωτεΐνη. σήματα φθορισμού FITC-δεξτράνη, TD-Ντομάτα και Αλβουμίνη-647 ανιχνεύθηκαν διαδοχικά χρησιμοποιώντας τις γραμμές διέγερσης με λέιζερ στα 488, 561 και 640 nm, ενώ η εκπομπή καταγράφηκε χρησιμοποιώντας φίλτρα διέλευσης στενής ζώνης (bandwidth 30-50 nm) στα 520, 600 και πλέον από 640 nm, αντίστοιχα. Τρεις κανάλι εικόνες συλλήφθηκαν ένα 512×512 μεγέθη πλαισίου με pinhole διαμέτρους ορίζεται σε 1 μονάδα Airy (AU) υπολογίζεται σε 561 nm.

απεικόνιση ανοσοφθορισμού

Η πλήρης μακρο-αιμάτωσης και η πρόσληψη του φθορισμού ιχνηθετών σε όλη την ο όγκος σε RF και μη RF ποντίκια με αγωγή αναλύθηκε

ex vivo

χρησιμοποιώντας απεικόνιση ανοσοφθορισμού. αιμοφόρα αγγεία του όγκου έγιναν ορατά χρησιμοποιώντας αντισώματα για CD31 για την αξιολόγηση της διείσδυσης ιστού με εξαγγείωση λευκωματίνη ή ΡΙΤΟ-δεξτράνη. Κατεψυγμένες τομές όγκου μονιμοποιήθηκαν με 4% παραφορμαλδεΰδη, αποκλείστηκαν με 5% φυσιολογικό ορό αλόγου και 1% φυσιολογικό ορό κατσίκας σε PBS, και ανοσοφθορισμό χρωματίστηκαν χρησιμοποιώντας αντισώματα προς CD31 (BD Biosciences, San Jose, CA). Οι τομές στη συνέχεια επωάστηκαν με αντίσωμα κατσίκας αντι-αρουραίου IgG Alexa Fluor 488 αντίσωμα (Jackson ImmunoResearch, West Groove, ΡΑ) [30]. Οι εικόνες συλλήφθηκαν χρησιμοποιώντας Nikon A1R μας

+ ομοεστιακό μικροσκόπιο και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό Nikon NIS-Στοιχεία AR (v3.2). Η αναλογία των pixel σε ολόκληρη την εικόνα που έχει υψηλότερη ένταση φθορισμού από το όριο (φόντο) δείχθηκε ως κλάσμα θετική περιοχή [31, 32]. Τα δεδομένα παρουσιάστηκαν ως μέσος όρος ± SD από αντιπροσωπευτικές τομές πάνω από 5 εικόνες των όγκων.

Αλγόριθμοι για τον ποσοτικό προσδιορισμό φθορίζοντος δείκτου αιμάτωσης

Για να ποσοτικοποιηθεί η φθορίζουσα συσσώρευση ιχνηθέτη στον όγκο και την εξαγγείωση από τα αιμοφόρα αγγεία, χρησιμοποιήσαμε ένα απλό αλγόριθμο που βασίζεται στην παγκόσμια τμηματοποίηση όριο και δυαδική τεχνικές συγκάλυψης που εφαρμόζονται για τις εικόνες που αποκτήθηκαν σε ζώντα ζώα. Με κατωφλίου του συστατικού φθορισμού TD-Ντομάτα, πρέπει πρώτα να δημιουργήσετε ένα δυαδικής εικόνας, η οποία χρησιμοποιείται για να παράγει μια μάσκα για τον όγκο. Οι διαστέλλονται και να διαβρώσει επιχειρήσεις χρησιμοποιηθεί για να αφαιρέσει τις τρύπες και να εξομαλύνουν τις άκρες αυτής της μάσκας. Μια παρόμοια μέθοδος χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει μια μάσκα αγγειακό σύστημα με βάση τις υψηλές τιμές της έντασης της ΡΙΤΟ-Δεξτράνη ή λευκωματίνης 647 σήματα. Οι δύο μάσκες στη συνέχεια συνδυάζονται για να βρει την εξωαγγειακή συνιστώσα της περιοχής του όγκου και αυτό προκύπτουσα μάσκα χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση της ποσότητας βαφής ιχνηθέτη, η οποία έχει μεταναστεύσει εντός του όγκου.

Αποτελέσματα και Συζήτηση

διαφοροποίηση της θερμοκρασίας των όγκων

Οι αρχικές δοκιμές του συστήματος RF-IVM περιλαμβάνεται έκθεση ενός 4Τ1 που φέρει τον όγκο του ποντικιού στην ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων, χωρίς απεικόνισης, για να επιβεβαιώσετε τη θέρμανση των όγκων. Το σχήμα 3Α απεικονίζει την πειραματική διάταξη. Το ποντίκι τοποθετήθηκε σε ένα ειδικά σχεδιασμένο στάδιο Teflon που καλύπτεται με ένα λεπτό φιλμ ταινία χαλκού στη γείωση ηλεκτρικά το ζώο: συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου πρόληψη επιφάνεια που θα μπορούσε να προκαλέσει θερμική βλάβη. Το στάδιο ζώο φορτωμένο τοποθετήθηκε μεταξύ των αρχηγών TX και RX του συστήματος π-RF. Τρεις οπτικών ινών θερμικής ανιχνευτές άμεσα εισάγεται μέσα στο ποντίκι σε διαφορετικές θέσεις που περιβάλλουν τον όγκο και σε μοναδικές αποστάσεις από την κεφαλή ΤΧ. Probe # 1 (που βρίσκεται πλησιέστερα προς την κεφαλή ΤΧ) εισήχθη κάτω από το δέρμα αλλά πάνω από τη μάζα του όγκου? ανιχνευτής # 2 εισήχθη κάτω από το δέρμα στην περιοχή μεταξύ της όπου ο όγκος προβάλλεται από το κύριο σώμα του ποντικιού? και ανιχνευτή # 3 εισήχθη πάνω από το εκτεθειμένο ενδοπεριτοναϊκή κοιλότητα. Δεδομένου ότι ο ιστός που βρίσκεται κοντά ανιχνευτής # 1 θα ήταν πιθανόν να θερμάνει το μεγαλύτερο λόγω της γειτνίασής της με το κεφάλι TX, χρησιμοποιήσαμε αυτό ως αναφορά στην ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του συστήματος RF σε διάφορα σημεία θερμοκρασία: 45 ° C, 43 ° C και 41 ΝΤΟ. Η θερμοκρασία του ιστού ψύχθηκε σε περίπου ~ 30 ° C (λόγω της κλιματιζόμενο χειρουργείο αέρα) μεταξύ κάθε έκθεση RF. Η συνολική ισχύς που απαιτείται για να δημιουργήσει αυτά τα προφίλ θέρμανσης ήταν 90 W. Όπως φαίνεται στο σχήμα 3Β, η θερμοκρασία του όγκου αρχικά αυξήθηκε από 30 ° C έως 45 ° C σε ~ 250 s, λαμβάνοντας ~ 375 s για την ψύξη και πάλι στους 30 ° C. Στο σημείο αυτό το RF γύρισε πίσω και ο όγκος θερμάνθηκε στους 43 ° C πριν απενεργοποιηθεί ξανά. Αυτό επαναλήφθηκε μέχρι τελικής θερμοκρασίας όγκου των 41 ° C. Τα δεδομένα θερμοκρασίας από ανιχνευτές # 1- # 3 έδειξαν μείωση στη θέρμανση των ιστών λόγω της πτώσης μακριά σε ένταση ηλεκτρικού πεδίου από την κεφαλή ΤΧ. Εάν το ηλεκτρικό πεδίο ήταν να είναι σταθερή σε όλη την κεφάλια ΤΧ και RX, όπως αυτή που πλησιάζει την προϋπόθεση ενός ιδανικού μοντέλου πυκνωτή παράλληλη πλάκα, τότε οποιεσδήποτε διακυμάνσεις και παραλλαγές στη θερμοκρασία είναι πολύ πιθανόν να αποδοθούν σε διαφορές στην διαπερατότητα και αγωγιμότητα μεταξύ των ιστών , τα όργανα, και όγκους του ποντικού, όπως θα συζητηθεί.

(Α) Θερμική τοποθέτηση καθετήρα οπτικών ινών. Ανιχνευτές # 1-3 είναι τοποθετημένα (i) κάτω από το δέρμα, αλλά πάνω του όγκου? (Ii) κάτω από το δέρμα μεταξύ του όγκου και του κυρίου σώματος? και (iii) κάτω από το δέρμα δίπλα στην ενδοπεριτοναϊκή κοιλότητα. (Β) Απόσπασμα δεδομένα θερμικό αισθητήρα. Η καταγεγραμμένη θερμοκρασία των ανιχνευτών διαμορφώνεται από την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του συστήματος RF (+ RF και-RF). Το σύστημα ήταν απενεργοποιημένη όταν η θερμοκρασία του όγκου (ανιχνευτής # 1) έφθασε 45 ° C, 43 ° C, και 41 ° C, αντίστοιχα, και ενεργοποιείται όταν όλοι οι ανιχνευτές είχαν τιμές στο εύρος ~ 29-31 ° C. (Γ) Η κάμερα IR μετρούνται ταυτόχρονα τη θερμοκρασία της επιφάνειας των σημείων όπου βρίσκονταν τα θερμικών ανιχνευτών.

Η

Η ένταση ηλεκτρικού πεδίου γύρω από τον όγκο, καθώς και διηλεκτρικές ιδιότητες των όγκων »είναι ίσως οι δύο πιο σημαντικές φυσικές παράμετροι που διέπουν τα ποσοστά θέρμανσης των επιμέρους όγκων. Διηλεκτρικό σε αυτή την περίπτωση αναφέρεται στο πόσο ηλεκτρική ενέργεια ένα υλικό θα απορροφήσει και να μετατρέψει σε θερμότητα, και εξαρτάται από τη συχνότητα. Μια πρόσφατη δημοσίευση κατέδειξε αντι-καρκινικές επιδράσεις που προκύπτουν από μη επεμβατικές RF [1]. Στη μελέτη τους, Raoof

et al

. υποβληθεί ποντίκια που φέρουν ορθοτοπική εμφύτευση ανθρώπινου ηπατοκυτταρικού και παγκρεατικού ξενομοσχευμάτων στα ανοίγματα εβδομαδιαία RF. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι RF-μόνο ήταν αρκετή για να προκαλέσει ένα αποτέλεσμα κατά του όγκου σε ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα και θα μπορούσε να εξηγηθεί αποκλειστικά από την αρχή της διηλεκτρικών ιδιοτήτων των όγκων ‘να είναι μεγαλύτερο από το κανονικό, υγιών ιστών. Η ικανότητα ενός υλικού να αποθηκεύει και να διαχέει την ηλεκτρική ενέργεια ως θερμότητα μπορεί να περιγραφεί από το πραγματικό (

ε ‘

) και φανταστικό (

ε «

) μέρη της λειτουργίας σύνθετη διηλεκτρική (ε * ). Η σχέση αυτή δίνεται από την εξίσωση 1: (1) όπου

ω

είναι η ακτινική συχνότητα (

2πf

). Ο πραγματικός όρος της εξίσωσης 1 δίνει πληροφορίες ως προς το πόσο ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί σε ένα υλικό, ενώ το φανταστικό όρος υποδηλώνει πόσο μεγάλο μέρος αυτής της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα.

Σε μια αμιγώς ιδανικό κλινική κατάσταση, το φαντασιακό τιμές για ιστούς όγκων θα είναι σημαντικά υψηλότερη από εκείνη των κανονικών, υγιών ιστών, με την οποία ο όγκος θα θερμάνει ταχέως σε θερμοκρασίες που επάγουν είτε υπερθερμία (που οδηγεί σε φυσικά προγραμματισμένο μηχανισμούς κυτταρικού θανάτου) ή ολική εκτομή και νέκρωση. Οι διηλεκτρικές ιδιότητες των δύο καρκινικών και φυσιολογικών ιστών μετρήθηκαν με Raoof

κ.ά.

. (Χρησιμοποιώντας ένα αναλυτή διηλεκτρική), και απεδείχθη να είναι μεγαλύτερη για όγκους από τα φυσιολογικά κύτταρα. Η σχέση μεταξύ διηλεκτρική ενός υλικού και την επίδρασή της στην παραγωγή θερμότητας όταν εκτίθεται σε ένα χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση: (2) όπου

ε

0

είναι η διηλεκτρική κενό,

ε «

είναι το φανταστικό μέρος του συγκροτήματος διηλεκτρική,

E

είναι η ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο δείγμα,

ρ

είναι η πυκνότητα, και

γ

p

την ειδική θερμοχωρητικότητα. Σε αυτό το θεμελιώδες Διοικητικό εξίσωση, όλες τις σχετικές φυσικές μεταβλητές περιλαμβάνονται που περιγράφουν πώς ένα δείγμα θα ανταποκριθεί σε έκθεση σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αυτή η εξίσωση, ιδιαίτερα η ισχυρή εξάρτηση από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, μπορεί να βοηθήσει να εξηγήσει περαιτέρω τη μείωση της παραγωγής θερμότητας:. Οι ανιχνευτές θερμοκρασίας που βρίσκονται πιο μακριά από το κεφάλι TX με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μειώνεται σταδιακά

Σε αυτό το μελετήσει, η επιφανειακή θερμοκρασία των θέσεων στις οποίες βρίσκονται οι θερμικές ανιχνευτές επίσης συλληφθεί χρησιμοποιώντας μια κάμερα υπερύθρων, όπως φαίνεται στο Σχ 3C. Όπως μπορεί να φανεί, υπάρχουν σημαντικές ομοιότητες και διαφορές σε σύγκριση με τα δεδομένα θερμικό αισθητήρα. Τα δεδομένα IR δείχνει μια μείωση στην τελική θερμοκρασία του ιστού σε σύγκριση με τη μέτρηση ανιχνευτή # 1 από ~ 5 ° C, και μείωση της θερμοκρασίας του ~ 3 ° C για ανιχνευτή # 2. Οι θερμοκρασίες είναι παρόμοιες για ιχνηλάτη # 3. Για να δοκιμαστεί περαιτέρω οι διαφορές και περιθώριο σφάλματος μεταξύ της κάμερας και IR δεδομένα θερμικό αισθητήρα, και οι τρεις ανιχνευτές βυθίστηκαν σε 1,3 ml PBS που περιέχονται σε μια κυψελίδα χαλαζία και εκτίθενται στο πεδίο RF. Τα δεδομένα της θερμοκρασίας φαίνεται στο Σχ 4. Υπάρχει στενή αντιστοιχία μεταξύ του καταγράφονται κάμερα IR και δεδομένα θερμικό αισθητήρα με ένα περιθώριο σφάλματος μεταξύ 0,2-0,5 ° C. Αυτή η ομοιότητα ήταν αναμενόμενο καθώς η κυψελίδα χαλαζία είναι σχεδόν οπτικά διαφανές σε όλο το φάσμα μηκών κύματος IR 3,0-5,0 μm. Λόγω των στενών ομοιότητες μεταξύ της κάμερας και IR δεδομένα θερμικό αισθητήρα, οι διαφορές σε ποντίκια η θέρμανση φαίνεται στο σχήμα 3 είναι πιο πιθανό να οφείλεται στην αναντιστοιχία μεταξύ της τοποθέτησης καθετήρα και IR θέση του δρομέα. Για παράδειγμα, η θέση του καθετήρα # 1 είναι στην πραγματικότητα βαθύτερη κάτω από το δέρμα του ποντικού από ανιχνευτή # 3 (καθώς επίσης και όντας πιο κοντά στον όγκο) ώστε θα δείξει πιθανόν μεγαλύτερη παραγωγή θερμότητας λόγω της θέρμανσης του όγκου σε σύγκριση με το μετρήσεις φωτογραφική μηχανή IR επιφάνεια. Επίσης, οι μετρήσεις επιφάνεια είναι γενικά πιθανότερο να είναι χαμηλότερες από τις θερμοκρασίες μεταξύ ιστών λόγω του ψυκτικού αποτελέσματος από το περιβάλλον σε θερμοκρασία δωματίου. Τέλος, οπτικές απώλειες και απορρόφηση του πολλαπλασιαστικού ενέργειας IR μέσω του δέρματος θα μειώσει πιθανότατα την ένταση των φωτονίων IR πάνω στην επιφάνεια του ποντικιού, τα οποία ανιχνεύονται με την κάμερα υπερύθρων.

(Α) Τρεις θερμική ανιχνευτές ήταν θέσεις σε μία κυψελίδα χαλαζία που γεμίζουν με φυσιολογικό ορό ρυθμισμένο με φωσφορικά (PBS) και εκτέθηκαν σε 200 W του RF. Η κάμερα IR κατέλαβε τη θερμοκρασία της επιφάνειας των σημείων δρομέα που βρίσκεται δίπλα στα ιαματικά ανιχνευτές για το χρόνο έκθεσης RF 0 s-380 s (Β και C, αντίστοιχα). (D) Σύγκριση της θερμικής καθετήρα και στοιχεία θέρμανσης IR κάμερα.

Η

πολλαπλών καναλιών απεικόνισης IVM-RF και την υποβάθμιση δοχείο υψηλής θερμοκρασίας

Σχήμα 5 απεικονίζει σε πραγματικό χρόνο πολλαπλών καναλιών απεικόνισης IVM-RF σε εκτεθειμένο όγκου 4Τ1. Τρία ξεχωριστά κανάλια απεικονίστηκαν: FITC (σκάφη με δεξτράνη), Texas Red (4Τ1 επιμολυσμένα όγκου), και Cy5 (ερυθρά αιμοσφαίρια, ερυθρά αιμοσφαίρια). Σχήμα 5Α δείχνει τα συγχωνευθείσα κανάλια, ενώ τα επιμέρους κανάλια δείχνεται στο Σχήμα 5Β-5D. Σχ 5Ε-5Η δείχνει τις αλλαγές στην αρχιτεκτονική σκάφους για τέσσερα διαφορετικά χρονικά σημεία, που απεικονίζεται ως χρονικό σημείο 1 έως 5 στην Εικ 5Θ (Σημείωση: η ώρα αριθμό σημείου 1 αντιστοιχεί απεικόνιση πριν από την προσθήκη της έκθεσης RF). Επίσης φαίνεται στο σχήμα 5Θ είναι η γραφική παράσταση της θερμοκρασίας του όγκου και ισχύς RF έναντι του χρόνου. θερμοκρασία όγκων σε αυτή την περίπτωση παρακολουθήθηκε χρησιμοποιώντας έναν ανιχνευτή θερμοκρασίας τοποθετείται στον όγκο. Ένας χρόνος-συμπιεσμένο ταινία από αυτές συγχωνεύονται και μεμονωμένα κανάλια μπορεί να βρεθεί στο S1 ταινία.

(Α) Επικάλυψη των ανεξάρτητων καναλιών IVM (FITC, Texas Red, και Cy5). Τα δοχεία (Β) Tumor επισημαίνονται χρησιμοποιώντας ΡΙΤΟ-δεξτράνης ιχνηθετών φθορισμού, (Γ) φθορίζουσα εκπομπή από την διαμολυσμένη κυτταρική γραμμή όγκου 4Τ1, εκπομπή (D) Cy5 από τις Did-βάφονται ερυθρά αιμοσφαίρια. Σχήμα (Α) – (Δ) λήφθηκαν σε χρόνο = 78 s. Σχήμα (Ε) – (H) απεικονίζουν το κανάλι FITC (σκάφη) σε διαφορετικά χρονικά σημεία: 762, 1650, 2382, και 2742 s, αντίστοιχα. Σχήμα Ι απεικονίζουν τη θερμοκρασία του όγκου ως προς το χρόνο και να εφαρμοστεί δύναμη RF. Οι αριθμοί 1-5 φαίνονται στο κάτω αριστερή πλευρά της κάθε σχήμα αντιστοιχούν στις 5 διαφορετικά χρονικά σημεία που επισημαίνονται στην Εικόνα I.

Η

Όπως μπορεί να φανεί από αυτά τα αποτελέσματα, τα σκάφη του όγκου αρχίζουν να στενό και συστέλλονται όταν η θερμοκρασία του όγκου αυξάνεται πάνω από 41 ° C. Σε μία τελική θερμοκρασία των όγκων του 44 ° C, τα ενδοαγγειακή κύτταρα είναι εντελώς στάσιμη και τα σκάφη έχουν σταματήσει να λειτουργεί. Αυτό μπορεί επίσης να φανεί στο S1 ταινία σε σχέση με τη ροή των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Μόλις η θερμοκρασία ανυψώνεται πάνω από 41 ° C η ροή των ερυθροκυττάρων γίνεται ακανόνιστη και υπάρχουν μερικά διαμερίσματα σκάφους, όπου η ροή του αίματος έχει παύσει τελείως. Σημειώστε, σε σχέση με τα χρονικά σημεία όπου η ισχύς RF ήταν διακεκομμένα τερματίζονται, προκειμένου να αποφευχθεί η υπερθέρμανση του όγκου. Η χρήση ενός κεκλιμένων προφίλ θέρμανση μας επιτρέπει να προσαρμόσουμε την παροχή ρεύματος μια φορά την ορισθείσα θερμοκρασία επιτυγχάνεται έτσι ώστε ένας ακριβής θερμοκρασία μπορεί να διατηρηθεί. Αυτό μπορεί να φανεί από τα χρονικά σημεία 2 και 3, όπου η δύναμη είναι ραγδαία μειώνεται στη συνέχεια σταδιακά αυξήθηκε να επιτρέψει μια πιο ήπια προφίλ θέρμανση.

Μια επανάληψη αυτού του πειράματος (αλλά χωρίς τη χρώση RBC) φαίνεται στο Σχ 6. Η επίδραση της αποικοδόμησης σκάφος είναι πιο έντονη σε αυτές τις εικόνες. Εξετάζοντας τα τέσσερα διαφορετικά χρονικά σημεία μπορεί να φανεί ότι κάποιοι χαμηλού επιπέδου αποδόμησης σκάφος είναι εμφανής για θερμοκρασίες μεταξύ 41,5 έως 41,8 ° C (πραγματοποιήσαμε αυτή την περιοχή θερμοκρασίας επί ~ 10 λεπτά). Μετά από αυτό, κατά την εφαρμογή των περισσότερων ισχύος RF, η αύξηση της παραγωγής θερμότητας όγκου (έως ~ 49 ° C) οδήγησε σε σοβαρή υποβάθμιση και πλήρη διακοπή της λειτουργίας των αγγείων του όγκου. Μια πλήρης ταινία από αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να δει σε S2 ταινία. Τα αποτελέσματα φαίνονται στα Σχήματα 5 και 6 απεικονίζουν την επίδραση των υψηλών θερμοκρασιών για την αρχιτεκτονική των πλοίων και δυναμική ροή RBC. Αν και είναι καλά γνωστό ότι η βλάβη σκάφος μπορεί να συμβεί για θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 41 ° C, έχει αποδειχθεί ότι ενισχυμένη διαπερατότητα σκάφος και αιμάτωσης του κυκλοφορούντος μακρομορίων, χημειοθεραπευτικά, και φάρμακα μπορεί να αναμένεται για θερμοκρασίες σε όλο το εύρος 39 ° C-41 ° C (το αναφερόμενο άρθρο ανασκόπησης από Roussakow προσφέρει μια ολοκληρωμένη και περιεκτική επισκόπηση του πεδίου [33])

(Α) – (Δ) Επιπτώσεις της έκθεσης σε ραδιοσυχνότητες στην αρχιτεκτονική σκάφος σε τέσσερα διαφορετικά χρονικά σημεία:. 0 : 22, 6:53, 16:18 και 20:31 λεπτά, αντίστοιχα. Οι θερμοκρασίες του όγκου και δύναμης RF σε αυτά τα χρονικά σημεία που φαίνεται στην επάνω μεσαία και ανώτερα-δεξιά τμήματα, αντίστοιχα. Σχήμα (Ε) απεικονίζει τη μεταβολή της θερμοκρασίας και της ισχύος ως προς τον χρόνο. υποβάθμιση σκάφος μπορεί να δει για θερμοκρασίες & gt? 41 ° C. Μια πλήρης ανάλυση της αρχιτεκτονικής του πλοίου μπορεί να δει για θερμοκρασίες & gt? 47 ° C.

Η

RF-επαγόμενη φθορισμού μεταφορά ιχνηθέτη και διάχυσης σε 4Τ1 όγκων

Ποντίκια με 4Τ1 όγκους χειρουργικά παρασκευάζονται για RF-IVM όπως περιγράφεται στο τμήμα των μεθόδων. Τα ποντίκια έλαβαν ενδοφλέβιες ενέσεις 50 μΙ αλβουμίνης-Alexa-fluor 647 βαφή (10 mg /Kg) μέσω οπισθο-τροχιακό ένεση και απεικονίζεται με και χωρίς RF (ως μάρτυρας). Για όλα τα πειράματα ο RF ήταν απενεργοποιημένη μόλις η θερμοκρασία του όγκου έφθασε 41 ° C (εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά), όπως υποδεικνύεται από την κάμερα IR. Σχ 7Α-7D εικονίζουν αιμάτωση του ιχνηθέτη λευκωματίνης από τα αιμοφόρα αγγεία και εντός του όγκου κατά τη διάρκεια μιας θεραπείας διάρκειας RF του 4,5 λεπτών. Ενισχυμένη αιμάτωσης όγκου είναι ιδιαίτερα εμφανής όταν συγκρίνονται Σχ 7Α και 7Β για την έναρξη και τελικά σημεία (0 και 4,5 λεπτά, αντιστοίχως) για την λευκωματίνη μόνο (μπλε) κανάλι. Τα πλήρη αρχεία βίντεο (επεξεργασία για την απομάκρυνση jitter εικόνα οφείλεται στην αναπνοή του ποντικιού) σε S3 και S4 ταινίες. Για έναν έλεγχο, το ίδιο πείραμα απεικονίστηκε χωρίς την έκθεση σε ραδιοσυχνότητες (Σχήμα 7Ε) για 30 λεπτά. Μια εξασθενημένη φράγμα διάχυσης είναι εμφανής καθώς δεν λευκωματίνη διεισδύει εντός του όγκου κατά τη διάρκεια της συνόδου απεικόνισης (30 min, Σχήμα 7Ε). Αυτό διαταραγμένη αιμάτωση είναι χαρακτηριστικό των όγκων λόγω της υψηλής πίεσης, χαοτική αγγείωση, και το προκύπτον συμπίεση δοχείο όγκου [34, 35]. Περιορισμένη αγγειακή αιμάτωση παρατηρήθηκε σε πολλαπλά ποντίκια κατά τη διάρκεια της απεικόνισης συνεδρίες διαρκούν έως και μία ώρα.

έκθεσης RF δείχνει τη μεταφορά των φθορισμό δεσμευμένο λευκωματίνης κατά μήκος του φράγματος διάχυσης σε περιοχή του όγκου. Σχήμα (Α) και (Β) απεικονίζουν το μπλε καναλιού της εικόνας (αλβουμίνη) πριν και μετά (4,5 λεπτά) έκθεση σε ραδιοσυχνότητες. Αυτά τα δεδομένα φαίνεται υπέρθεση με το κανάλι όγκου (κόκκινο) στο Σχήμα (Γ) και (Δ). Το σχήμα ποντικού (Ε) ελέγχου (όχι RF) απεικονίσθηκε για 30 λεπτά και στα δύο κανάλια. Δεν υπάρχει καμία μεταφορά αλβουμίνης εντός του όγκου κατά μήκος του φράγματος διάχυσης.