Investigação dos casos de câncer gástrico em ratos nus, usando raios-X em linha de imagem de contraste de fase

Investigação dos casos de câncer gástrico em ratos nus, usando raios-X em linha de imagem de contraste de fase da arte abstracta
Fundo
Este artigo é relatar a nova imagem de cancros gástricos sem o uso de agentes de imagem. Ambas as regiões normais gástricas e regiões câncer gástrico podem ser distinguidos por meio da análise de componentes principais (PCA) com base na matriz de nível de cinza co-ocorrência (GLCM).
Métodos
câncer gástrico humano BGC823 células foram implantadas nos estômagos ratos nus. Em seguida, 3, 5, 7, 9 ou 11 dias após a implantação células cancerosas, os ratinhos nus foram sacrificados e seus estômagos foram removidos. raios-X em linha de imagem de contraste de fase (XILPCI), um método de imagem de contraste de fase de raios-X, tem o maior contraste de tecidos moles do que a radiografia absorção tradicional e gera imagens de alta resolução. As amostras gástricas foram fotografadas pelo dispositivo de uma XILPCIs 'carga acoplado (CCD) de 9 mm resolução da imagem. O PCA da região de interesse (ROI) com base em GLCM das imagens projetivas foram extraídos de discriminar regiões normais gástricas e regiões câncer gástrico. Diferentes estágios de câncer gástrico foram classificadas pela utilização de máquinas de vetor de suporte (SVM).
Resultados
O raio-X em linha imagens de contraste de fase de amostras gástricas ratos nu mostram claramente as arquiteturas gástricas e os detalhes do início gástrica cancros. As imagens de tomografia de contraste de fase computadorizada (TC) de ratos nu espécimes câncer gástrico são melhores do que as imagens tradicionais CT absorção sem o uso de agentes de imagem. Os resultados do APC dos parâmetros de textura à base de GLCM de regiões normais é (F 1 + F 2) > 8.5, mas aqueles das regiões de cancro é (F 1 + F 2) < 8.5. A precisão da classificação é 83,3% que classificar amostras gástricas em diferentes estágios usando SVMs.
Conclusões
Este é um estudo muito preliminar de viabilidade. Com mais pesquisas, XILPCI poderia tornar-se um método não invasivo para o futuro da detecção precoce dos cancros gástricos ou pesquisas médicas.
Palavras-chave
de raios-X em linha de imagem de contraste de fase de raios-X de imagem absorção O câncer gástrico análise de componentes principais vetores de suporte Background máquina
cancro é a segunda principal causa mundial de morbidade. O câncer gástrico é uma das causas mais frequentes de morte relacionada ao câncer na Ásia [1]. A detecção precoce eo tratamento precoce dos cancros gástricos ainda são o foco da prevenção e tratamento do câncer. raios-X de imagem tradicional do esqueleto humano fornece imagens de alta resolução, mas que os órgãos abdominais humanos é muito pobre. Nos últimos anos, um novo método de imagem, o raio-X em linha de imagem de contraste de fase (XILPCI) emergiu. Este método de imagem baseia-se principalmente no fator de mudança de fase de raios-X após um raio-X atravessa objetos. XILPCI dos tecidos moles fornece micrômetro resolução espacial.
Detecção precoce do câncer depende, principalmente, de imagens radiográficas. Os métodos de exame atuais dos estômagos consistem principalmente de CT [2-5], ressonância magnética (MRI) [4, 6], endoscopia [7, 8] e duplo contraste de raios-X gastrointestinalgraphy gás de bário [9, 10]. A resolução da imagem destes dispositivos está na escala milimétrica. A resolução da imagem que pode ser obtida por raios-X de imagem de contraste de fase (XPCI) está na escala mícron. O deslocamento de fase de raios-X é aproximadamente 1000 vezes maior do que a variação na absorção. Atualmente, há uma série de equipas de investigação internacionais propondo vários métodos de imagem contraste. As abordagens mais comumente usadas construir sistemas XPCI incluem interferômetro de raios-X [11-13], difração reforçada imagiologia [14-16], XILPCI [17, 18], e de raios-X ralar interferômetro [19].
Resolução espacial expressa o poder para resolver estruturas finas. resolução densidade (isto é, a resolução de contraste) expressa diferenças de densidade sutis. Atualmente, a resolução espacial de micro-CT tem pode chegar a 2 m [20] e micro-CT pode distinguir uma diferença de densidade do tecido de 0,01 g /cm 3 [21], mas a resolução de imagem de micro-CT ainda é em milímetros escala sem a utilização de agentes de imagiologia. MRI fornece boa resolução de contraste e resolução espacial de tecidos moles, mas a resolução da imagem MRI é apenas na escala milimétrica. A resolução espacial é limitada pela força magnética da ressonância magnética e é difícil de aumentar ainda mais.
Atualmente, a detecção precoce do câncer gástrico é principalmente dependente de endoscopia e é confirmado por uma biópsia. A resolução de imagem de endoscopia é de cerca de 0,56 mm [22]. Pacientes com dor no processo de exame, e havia o risco de perfuração e sangramento.
Duplo contraste gastrointestinalgraphy de raios-X de gás de bário é uma ferramenta clínica comum para avaliar as condições gastrointestinais. CO 2 de bário é mais comumente usado, por causa da maior segurança e menor preço. Antes da análise, alguns pós aerogenic são tomados oralmente pelos pacientes. Reações entre os pós secos não ocorrerá até que eles encontram água. O trato gastrointestinal será expandido pelo CO produzido 2 gás. Depois de alguns minutos, os pacientes tomar por via oral de bário. O 2-bário imagem dupla de contraste de raios-X CO pode não só proporcionar melhor visualização de anormalidades da mucosa, mas também avaliar a função peristáltica intestinal [9]. No entanto, o método é proibida a utilização, quando um paciente é suspeito de perfuração gastrointestinal ou obstrução completa. A resolução da imagem é à escala milimétrica. No processo de exame, o paciente deve receber múltiplos irradiações de raios-X. É lento para bário vazio no corpo do paciente após a análise.
XILPCI é combinado com CT, que fornece imagens com base em tomografia de fase. O contraste de fase CT também é conhecido como CT difracção de [23] e é um método de imagem potencialmente úteis para os tecidos macios, sem a utilização de agentes de imagiologia. A resolução da imagem XILPCI dos tecidos moles pode chegar a 0,74 uM, sem a utilização de agentes de imagiologia. Ele aumenta a precisão da detecção e pode ser usado para observar lesões cancerosas precoces.
Métodos
configuração e espécimes
camundongos nus não possuem timos normais e só tem resquícios do timo ou epitelial timo anormal, que não pode produzir As células T por divisão normais epiteliais do timo. Os gânglios linfáticos e linfócitos do baço de ratinhos nus são muito pequenos, ratos tão nua são animais que possuem menos linfócitos e ratos nus também apresentam pele e cabelo atrofia e ceratose folicular. Em geral, os ratinhos nus são considerados como sendo o modelo genético humano mais próximo entre os animais de laboratório para estudar as doenças humanas. Uma variedade de cancros humanos são geralmente capazes de sobreviver em ratinhos nus. Devido à sua deficiência imunológica, ratinhos nus não rejeitam tecidos de outros animais. Por conseguinte, eles podem ser utilizados como receptores para o transplante de cancros humanos malignos.
No processo de pré-teste, tanto para simular as condições fisiológicas do estômago humanos e a obtenção de imagens claras, verificou-se que a imagem era muito clara para atender as necessidades de nossos experimentos, quando usamos os espécimes gástricas limpos fora de resíduos de alimentos e cheias de ar. Por isso, decidimos usar as amostras gástricas cheios de ar para os experimentos restantes.
Os ratos nus eram do sexo feminino e pesando aproximadamente 16 g em nossos experimentos. Um total de 36 ratinhos nus foram divididos aleatoriamente em 6 grupos, para as nossas experiências e cada grupo é de 6 ratinhos nus. Um grupo é grupo normal do rato nu, e os outros 5 grupos são grupos câncer gástrico ratinho nu. A ratinhos nus nos grupos de cancro gástrico ratinho nu foram anestesiados com uma injecção intraperitoneal de 0,72 mg (45 mg /kg) com pentobarbital de sódio. Depois que foi anestesiado, cada ratinho nu recebeu uma incisão transversal em seu abdômen. O estômago foi extrudada, foi feita uma incisão e células BGC823 câncer gástrico humano [24] foram transplantadas para o estômago nu mouse. Em seguida, a ferida foi suturada. Cada operação durou cerca de 10 minutos. Depois de aproximadamente uma hora, o ratinho nu despertou. Após a implantação de células de cancro gástrico, 2 dias foram autorizados a passar para permitir a possíveis respostas dos animais imunes. Após 3, 5, 7, 9 ou 11 dias, os murganhos nude foram sacrificados e os estômagos dos ratinhos nus foram retirados. Os estômagos foram limpos e cheios em formalina. O esôfago e duodeno perto do estômago foram amarrado separadamente por sutura. As amostras gástricas foram fixados em solução de formol a 10%. O estudo animal foi aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal da Experimental. A certificação dos animais de qualidade é Sheng Chan Xv Ke (SCXK Beijing) 2005-0004.
Princípio da XILPCI
radiação síncrotron [25] é a radiação eletromagnética em que as partículas carregadas são aceleradas até quase à velocidade da luz em um magnética campo pela força de Lorentz quando se deslocam a uma velocidade variável ao longo da direção alinhamento recto. Como uma fonte de luz, as suas vantagens são óbvias: banda larga, alta collimation, alta polarização, de alta pureza, alto brilho, pulso estreita e alta coerência. radiação síncrotron tem um elevado grau de estabilidade, alto rendimento e um diâmetro de micro-feixe.
Os experimentos XILPCI foram realizadas utilizando o beamline BL13W1 da Facilidade Shanghai Synchrotron Radiation (SSRF) [26]. A linha de luz BL13W1 produzido principalmente imagens 2-dimensionais de tecidos biológicos utilizando XILPCI. A instalação parcial BL13W1 beamline de SSRF foi descrito como Figura 1. XILPCI também é denominado difração de Fresnel [27, 28] ou imagem de contraste de fase coaxial. Em 1995, A. Snigirev [29] utilizada uma fonte de luz sincrotrão para obter imagens de contraste de fase. O método não requer XILPCI coerência temporal da fonte de luz. Pode usar-se fontes de luz multi-cores, eliminando assim a necessidade para a complexidade onerosa do sistema monocromático. O método pode utilizar directamente fontes de raios-X de micro-foco em vez das fontes de radiação sincrotrão. Esta vantagem pode fazer XILPCI adequado para a medicina clínica no futuro. Figura 1 A imagem de BL13W1 beamline instalação parcial de SSRF. 1. A mesa de espécime multidimensional. As amostras são colocadas sobre a mesa de amostra para girar e espécimes foram obtidos em diferentes ângulos. 2. Um CCD de raios-X. Obteve imagens projetivas 'espécimes com alta resolução. 3. A calha de guia de precisão. É possível controlar a distância exacta a partir do CCD para os espécimes.
Quando um raio-X passa por uma amostra, como em óptico comum, o índice de refracção complexo pode ser usado para descrever as suas características. O índice de refração n é um pouco menor do que o número de 1, pode ser escrita como: n
=
1

• Grave hemorragia por varizes gástrica devido à trombose da artéria esplênica e arterial consecutivo bypass
• mutações BRCA1 fundadores não contribuem para o aumento do risco de câncer gástrico no BRCA1 population