JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

في الماضي، أجرى تشعيع الحيوانات الصغيرة عادة دون القدرة على استهداف من حجم ورم تحديداً جيدا. وكان الهدف تقليد معاملة جليوبلاستوما البشرية في الفئران. باستخدام منصة تشعيع حيوانات صغيرة، نحن إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي يسترشد تشعيع الامتثالي 3D مع زيادة حجم الفرعي المستندة إلى الحيوانات الأليفة في إعداد السريرية.

Abstract

على مدى عقود، أجريت أبحاث الإشعاع الحيوانات الصغيرة معظمهم استخدام الأجهزة التجريبية الخام إلى حد كبير تطبيق تقنيات شعاع واحد بسيط دون القدرة على استهداف من حجم ورم أو محددة تحديداً جيدا. وتم تسليم الإشعاع استخدام مصادر إشعاعية ثابتة أو المعجلات الخطية تنتج الأشعة السينية ميجافولتاجي (MV). هذه الأجهزة غير قادرة على تحقيق الدقة ملليمتر الفرعية المطلوبة للحيوانات الصغيرة. وعلاوة على ذلك، تسليم جرعات عالية تعوق الأنسجة المحيطة سليمة استجابة التقييم. زيادة الترجمة بين الدراسات الصغيرة على الحيوانات والبشر، أن هدفنا تقليد معاملة جليوبلاستوما البشرية في نموذج الفئران. لتمكين تشعيع أكثر دقة في إعداد السريرية، في الآونة الأخيرة، وضعت برامج البحوث الإشعاعية الحيوانات الصغيرة الموجهة بصورة الدقة. مماثلة لنظم التخطيط البشري، يستند العلاج التخطيط في هذه الجزئية-إيرادياتورس على التصوير المقطعي (CT). ومع ذلك، التباين المنخفض الأنسجة اللينة في الأشعة المقطعية يجعل من صعبة للغاية لترجمة الأهداف في بعض الأنسجة، مثل الدماغ. ولذلك، تتضمن التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي)، التي قد تباين الأنسجة اللينة ممتازة مقارنة بالأشعة المقطعية، سيمكن أكثر دقة تحديد الهدف التشعيع. في آخر العقد البيولوجية أيضا تقنيات التصوير، مثل التصوير المقطعي بالبوزيترون (PET) اكتسب الفائدة لتوجيه العلاج العلاج بالإشعاع. الحيوانات الأليفة يمكن التصور مثلاً، واستهلاك الجلوكوز، والأحماض الأمينية النقل أو نقص، الموجودة في الورم. استهداف تلك الأجزاء عالية التكاثري أو مقاومة للإذاعة للورم مع جرعة أعلى يمكن أن تعطي فائدة البقاء على قيد الحياة. هذا الافتراض أدى إلى إدخال حجم الورم البيولوجية (فيروس اللسان الأزرق)، بالإضافة إلى وحدة التخزين الهدف الإجمالي التقليدية (GTV) ووحدة التخزين الهدف السريرية (CTV)، ووحدة التخزين الهدف المخطط لها (بي تي).

في مختبر التصوير السريري من جامعة غينت، تتوفر الصغير-إيرادياتور وحيوانات صغيرة الأليفة تي حيوانات صغيرة 7 التصوير بالرنين المغناطيسي. وكان الهدف دمج تشعيع الموجهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي، وزيادة حجم الفرعية الموجهة بالحيوانات الأليفة في نموذج الفئران جليوبلاستوما.

Introduction

الدبقي عالية الجودة هو ورم خبيث في الدماغ الأكثر شيوعاً والأكثر عدوانية في البالغين المصابين متوسط بقاء سنة واحدة على الرغم من طرائق المعاملة الحالية. ويشمل معيار العناية القصوى الاستئصال الجراحي يتبعه العلاج الإشعاعي شعاع الخارجية مجتمعة (RT) وتيموزولوميدي (زد)، متبوعاً بصيانة زد1،،من23. منذ إدخال زد الآن أكثر من 15 عاماً، بذلت لا تحسينات كبيرة في علاج هذه الأورام. ولذلك، تنفيذ استراتيجيات علاجية جديدة عاجلة بل ينبغي التحقيق الأولى في نماذج العلاج السرطان الحيوانات الصغيرة (معظمهم من الفئران والجرذان). يمكن استخدام نماذج القوارض الحاملة للورم للتحقيق في مدى فعالية البروتوكولات الإشعاع جديدة ومعقدة، وربما جنبا إلى جنب مع سائر وكلاء العلاج (جديد)، لتقييم استجابة الإشعاع أو للتحقيق في العوامل الواقية من إذاعة. وميزة رئيسية للبحوث الإكلينيكية الإشعاع هو القدرة على العمل في ظل ظروف التجريبية التي تسيطر عليها استخدام أفواج كبيرة أسفرت عن البيانات المعجل العائد بسبب إعمار أقصر من القوارض. ثم ينبغي أن تترجم النتائج السريرية تجربة سريرية بطريقة أسرع بكثير وأكثر كفاءة من الممارسة الحالية4.

عادة ما تحققت تجارب الإشعاع الحيوانات الصغيرة في العقود الماضية باستخدام الإشعاع الثابتة مصادر5،،من67، مثلاً، 137Cs و 60شركة، النظائر المشعة، أو خطية مسرعات مخصصة للاستخدام السريري البشري، تطبيق حقل إشعاع واحد مع "الأشعة السينية أم"6،،من89،،من1011. ومع ذلك، هذه الأجهزة لا تصل إلى الدقة ملليمتر الفرعية، وهو مطلوب للحيوانات الصغيرة12. وعلاوة على ذلك، "الأشعة السينية أم" لها خصائص غير صالحة للمعالجة الأهداف الصغيرة، مثل تراكم جرعات في واجهة الهواء-الأنسجة في منطقة مدخل من الحزم مع حد ترتيب الحيوان حجمه4،6 ،،من89،،من1011. هذا الأخير يجعل من تحد كبير لتقديم جرعة موحدة لورم بينما تدخر المحيطة بالدماغ العادي الأنسجة4،،من89،10،11. ومن ثم يتضح أن الدراسات الحيوانية الحالية التي قدر ما زالت ذات الصلة ب الممارسة RT الحديثة12. وفي هذا الصدد، وضعت مؤخرا ثلاثي الأبعاد (3D) الامتثالي الصغيرة الحيوانات الصغيرة-إيرادياتورس واعدة لسد الفجوة التكنولوجية بين 3D الموجهة بصورة RT التقنيات المتقدمة، مثل العلاج بالإشعاع كثافة التضمين (IMRT) أو مطابقة الأقواس المستخدمة في البشر وتشعيع الحيوانات الصغيرة الحالية4،13. تجعل هذه المنصات استخدام مصدر الأشعة السينية كيلوفولتاجي (kV) للحصول على غورها حادة ولتجنب تراكم الجرعات. هذه المنصات وتشمل مرحلة تسيطر عليها الكمبيوتر للحيوان لتحديد المواقع، وم مصدر الأشعة السينية للتصوير والعلاج الإشعاعي، والجمعية الهزال تناوب للسماح بإيصال الإشعاع من مختلف الزوايا، ونظام كوليماتينج لتشكيل شعاع الإشعاع 4. في عام 2011، تم تثبيته الدقيقة-إيرادياتور في مختبر التصوير السريري من جامعة غنت (الشكل 1). هذا النظام مماثل لممارسة العلاج الإشعاعي البشرية الحديثة وتمكن مجموعة متنوعة واسعة من التجارب الإكلينيكية، مثل التآزر بين الإشعاع مع العلاجات، ومخططات الإشعاع معقدة والموجهة بصورة الهدف الفرعي دفعة الدراسات الأخرى.

يستند العلاج التخطيط في هذه الجزئية-إيرادياتورس CT، وما يعادل14،نظم التخطيط البشري15. للتصوير بالأشعة المقطعية، يستخدم كاشف الأشعة سينية على متن السفينة في تركيبة مع نفس أنبوب الأشعة السينية كيلوفولت يتم استخدامه أثناء العلاج. ويستخدم التصوير بالأشعة المقطعية كما أنها تسمح للحيوان دقيقة لتحديد المواقع، ويوفر المعلومات اللازمة للعمليات الحسابية جرعة الإشعاع الفردية عن طريق تجزئة. ومع ذلك، نظراً لتباين الأنسجة اللينة منخفضة في الأشعة المقطعية التصوير، أورام في دماغ الحيوانات الصغيرة، مثل الدبقي عالية الجودة، لا يمكن بسهولة تحديد. ولذلك الضروري إدماج التصوير بطريقة متعددة تحديد حجم هدف دقيقة. ومقارنة بالأشعة المقطعية، التصوير بالرنين المغناطيسي يوفر متفوقة الأنسجة اللينة التباين. وهذا يجعل من الأسهل بكثير أن تصور حدود الآفة التي سوف تسفر عن تحديد أفضل كثيرا من وحدة التخزين الهدف، مساعدة تشعيع الآفة بشكل أفضل وتجنب المحيطة بالانسجة، كما هو موضح في ، الشكل 24 16. ميزة إضافية هي أن يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي غير-الإشعاعات المؤينة، على عكس الأشعة المقطعية التي يتم استخدام الإشعاع المؤين. المساوئ الرئيسية للتصوير بالرنين المغناطيسي هي مرات اقتناء طويلة نسبيا وارتفاع التكاليف التشغيلية. من المهم ملاحظة أنه لا يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي بالأشعة لحسابات الجرعة، كما أنها لا توفر المعلومات كثافة الإلكترونات المطلوبة، على الرغم من أن التقدم المحرز في هذا المجال، أيضا مع التطور الأخير للسيد لينكس. على هذا النحو، dataset CT/التصوير بالرنين المغناطيسي مجتمعة هو الأسلوب المفضل للتخطيط تشعيع الدبقي الخبيثة، التي تحتوي على كل المعلومات المطلوبة لاستهداف (وحدات التخزين القائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي) وحسابات الجرعة (كثافة الإلكترون على أساس CT).

لتقليل الفجوة بين تشعيع الحيوانات الصغيرة والسريرية الروتينية، يحتاج التصوير بالرنين المغناطيسي وضوح أن تندمج في تدفق العمل الجزئي-إيرادياتور، التي تتطلب تسجيل صحيح بين التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية، التي أبعد ما تكون عن تافهة. في هذه الورقة، لدينا بروتوكول للتصوير بالرنين المغناطيسي يسترشد 3D الامتثالي تشعيع F98 يناقش جليوبلاستوما في الفئران، التي قد نشرت مؤخرا17.

على الرغم من أن إدماج الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي في سير العمل من مايكرو--إيرادياتور خطوة واضحة إلى الأمام في بحوث تشعيع الحيوانات الصغيرة، هذه تقنيات التصوير التشريحية لا تسمح دائماً تعريف كامل لوحدة التخزين الهدف. التغيرات المرضية في الدماغ على الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي تتسم بزيادة الماء المحتوى (وذمة) والتسرب من حاجز الدم في الدماغ أو تعزيز النقيض. ومع ذلك، تعزيز النقيض ومناطق الإفراط الشديد في التصوير بالرنين المغناطيسي T2 مرجح ليست دائماً مقياس دقيق لمدى الورم.تم الكشف عن الخلايا السرطانية أبعد من هوامش تعزيز النقيض12. أيضا، أي من هذه التقنيات يمكن تحديد الأجزاء الأكثر عدوانية داخل الورم، التي قد تكون مسؤولة عن مقاومة العلاجية وتكرار الورم. ولذلك، تستهدف الحصول على معلومات إضافية من تقنيات التصوير الجزيئي مثل الحيوانات الأليفة قد يكون لها قيمة مضافة ل RT تعريف حجم لأن هذه التقنيات تمكن من تصور الممرات البيولوجية في فيفو12،18، 19.

في عام 2000، قدم لينغ et al. مفهوم وحدة التخزين الهدف البيولوجي (BTV) بإدماج التصوير التشريحية والوظيفية في العلاج الإشعاعي سير العمل، مما يؤدي إلى ما يسمى العلاج الإشعاعي الامتثالي الأبعاد20. وهذا يخلق إمكانية تحسين الاستهداف بتقديم جرعة غير موحدة إلى منطقة هدف على سبيل المثال باستخدام صور الحيوانات الأليفة بالجرعات. الراسم الحيوانات الأليفة الأكثر استخداماً التدريج الورم ورصد العلاج هو رد فلور-18 (18و) المسمى فلوروديوكسيجلوكوسي (فدج)، الذي يتصور استقلاب الجلوكوز21. في سرطان الرأس والرقبة، أظهرت الدراسات السابقة أن استخدام 18وفدج "الحيوانات الأليفة" أدى إلى تقدير أفضل لحجم الورم الفعلية، كما حددها عينات باثولوجي، مقارنة ب الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي22. الأورام، حيث فدج ليست مفيدة بسبب إشارة خلفية قوية جداً من الدماغ العادي، والأحماض الأمينية، مثل 11ج-الميثيونين، وفي الآونة الأخيرة 18وفلوروتثيلتيروسيني (FET)، قد حقق في الدماغ الأولية ل GTV ترسيم مع وجود اختلافات ملحوظة في كثير من الأحيان بين الأحماض الأمينية الحيوانات الأليفة والقائم على التصوير بالرنين المغناطيسي جتفس23. ولكن المحاكمة المرتقبة لا تحقق معنى هذه النتيجة قد أنجز حتى الآن. في هذه الدراسة، اخترنا الراسم الأحماض الأمينية 18و FET ونقص الراسم 18وفلوروازوميسين-أرابينوسيدي (18وفسا). 18 واو-FET و 18وفسا اختير لأنه يرتبط بقوة زيادة امتصاص الأحماض الأمينية بمعدل انتشار الأورام غيغابايت، بينما يرتبط الإقبال نقص الحيوانات الأليفة-الراسم بمقاومة ل العلاج الإشعاعي (الكيماوي)18 , 23-زيادة حجم الفرعية استخدام مايكرو-إيرادياتور الأمثل بإعطاء جرعة إشعاع إضافية إلى جزء تعريف الحيوانات الأليفة الورم F98 جيجابايت في الفئران.

Protocol

تمت الموافقة على الدراسة بلجنة أخلاقيات التجارب على الحيوانات (النماء 09/23 ونماء الطفولة المبكرة 12/28). يمكن الاطلاع على جميع التفاصيل التجارية في الجدول للمواد.

1-F98 جيجابايت الفئران نموذج الخلية

  1. الثقافة الخلايا F98 غيغابايت، والتي تم الحصول عليها من ATCC، في مونولاييرس باستخدام دولبيكو لتعديل "النسر المتوسطة" مصل العجل 10%، البنسلين 1%، ستربتوميسين 1%، 1% ل الجلوتامين و 0.1% الامفوتريسين ب، وفي حاضنة2 CO (5% CO2 و 37 درجة مئوية).
  2. تلقيح خلايا الدبقي في الدماغ من إناث الفئران F344 فيشر (وزن الجسم ز 170).
    1. استخدام أدوات معقمة وارتداء قفازات معقمة في جميع الأوقات.
    2. تخدير الفئران عن طريق حقن خليط من الكيتامين 74 ملغ/كغ و 11 مغ/كغ إكسيلازيني إينترابيرتيونيلي (IP) مع حقنه الأنسولين (مل 1، ز 29). تأكيد أنيسثيتيزيشن بسبب عدم استجابة منعكس الانسحاب من الطرف المصاب. شل على الفئران في جهاز المناظير باستخدام الأشعة باستخدام نقاط التثبيت للأنف والاذنين. مكان عين كاربومير هلام لمنع جفاف العينين بينما تحت التخدير.
    3. يحلق الفئران من مستوى العين إلى الجزء الخلفي الجمجمة وتطهير الجلد مع بوفيدون.
    4. فضح الجمجمة من خلال شق خط الوسط فروة الرأس 2 سم، وجعل مؤخرة 2 مم (الماس الحفر) ثقب 1 مم و 2.5 ملم الأفقي إلى بريجما في نصف الكرة الغربي حق أمامي.
    5. إدراج إبرة الأنسولين ستيريوتاكتيكالي إرشادية (29 زاي) وحقن 5 تعليق خلية ميليلتر (20,000 F98 GB الخلايا) العميق باستخدام وحدة تحكم مضخة ميكروسيرينجي 3 مم (إعدادات: حقن (I50)، ومعدل 1 nL/s (001 SDN)).
    6. سحب المحاقن ببطء وإغلاق الشق مع الشمع العظام. خياطة الجلد وتطهير مع بوفيدون.
    7. استقرار درجة حرارة الجسم للحيوان ما بعد الجراحة باستخدام مصباح أحمر. رصد صحوة الفئران حتى قد وعيه كافية للحفاظ على ريكومبينسي القصية. لا يعود الحيوان لشركة الحيوانات الأخرى حتى شُفي تماما. إبقاء جميع الحيوانات تحت ظروف خاضعة للرقابة بيئياً (دورات الضوء/الظلام العادية ح 12، 20-24 درجة مئوية، والرطوبة النسبية 40-70 في المائة) مع الأغذية والمياه libitum الإعلانية. تأكد من أن تتبع الحيوانات عن كثب بمراقبة وزن الجسم، والغذاء، وكمية المياه، والنشاط والسلوك العادي. استخدام جرعة قاتلة من الصوديوم بينتوباربيتال إلى euthanize الحيوانات (160 ملغ/كغ) إذا لوحظ انخفاض في وزن الجسم 20% أو عند شدة تدهور السلوك العادي (مثلاً، عدم وجود الاستمالة).

2-تأكيدا لنمو الورم

ملاحظة: تقييم الورم النمو 8 أيام بعد التطعيم باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي T2 المرجحة، الرنين المغناطيسي الحيوي تعزيز التباين (DCE-التصوير بالرنين المغناطيسي)، وتعزيز التباين الرنين المغناطيسي T1 المرجحة. عندما يصل الورم إلى حجم 2.5 x 2.5 x 2.5 ملم3، حدد الفئران للعلاج.

  1. أولاً، الاتصال إبرة ز 30 أنبوب طويل 60 سم، التي يتم وضعها عن طريق الوريد في السياق الذيل الأفقي. تخدير الفئران من خلال مخروط الآنف مع إيسوفلوراني 2% مختلطة مع الأكسجين (0.3 لتر/دقيقة). تأكيد أنيسثيتيزيشن عند الفئران لا تستجيب منعكس الانسحاب من الطرف المصاب. تغطية الفئران ببطانية دافئة، ووضعها في السرير التصوير بالرنين المغناطيسي. استخدم هلام عين كاربومير لمنع جفاف.
  2. وضع السرير في حامل لفائف سطح الدماغ الفئران ثابتة، ووضع السرير لفائف إرسال جسم كله الفئران 72 ملم.
  3. قم بإجراء تفحص المترجم متبوعاً بتفحص صدى تدور T2 المرجحة لتقييم نمو الورم. تفاصيل تسلسل T2-التصوير بالرنين المغناطيسي: 3661 TR/TE/37.1 مرض التصلب العصبي المتعدد، 109 ميكرومتر الخواص في الطائرة القرار، شريحة سمك 600 ميكرون، والمتوسطات 4، 9 تا دقيقة 45 ثانية.
  4. إذا تم تأكيد الورم على اكتساب T2 المرجحة، حقن عامل تباين المحتوية على الجادولينيوم في الأنابيب الموضوعة عن طريق الوريد (عامل تباين التصوير بالرنين المغناطيسي؛ 0.4 مل/كغ) 30 ثانية بعد بداية اقتناء DCE-التصوير بالرنين المغناطيسي. اكتساب DCE-التصوير بالرنين المغناطيسي خلال 12 دقيقة باستخدام زاوية منخفضة وسرعة إطلاق النار تسلسل (فلاش) في شريحة واحدة (سمك الشريحة 1 مم). استخدام قرار مكانية في الطائرة (312 ميكرومتر2) والأزمنة من 1.34 s.
  5. باستخدام أداة تحليل تسلسل الصورة، حدد منطقة الاهتمام (ROI) داخل منطقة الورم المشتبه بهم الأرض كثافة إشارة على مر الزمن. وفي وقت لاحق، تحليل شكل المنحنى DCE الناتجة تأكيد وجود جليوبلاستوما (الشكل 3).
  6. وأخيراً، الحصول على تسلسل تعزيز التباين T1 المرجحة تدور-صدى. تفاصيل تسلسل T1--التصوير بالرنين المغناطيسي: ms 1539 TR/TE/9.7، 117 ميكرومتر الخواص في الطائرة القرار، شريحة سمك 600 ميكرون، 3 متوسطات، 4 تا دقيقة 15 س. نموذجية التباين المحسن السيد T1 المرجحة الصور مبينة في الشكل 2.
  7. بعد الانتهاء من التسلسل T1 المرجحة، الحيوان يمكن أن يستيقظ تحت إشراف مستمر، حتى تستعيد الوعي الكامل.

3-موقفية التصوير لتحديد حجم الهدف

ملاحظة: ليتمكن من إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي يسترشد 3D نموذج تشعيع الامتثالي من الفئران F98 جيجابايت مع زيادة حجم الفرعية الموجهة بالحيوانات الأليفة، 3 التصوير الحاجة إلى الطرائق التي يتعين القيام بها. أولاً، حقن راديوتراسير، ثم القيام بالتصوير بالرنين المغناطيسي أثناء امتصاص الراسم، القيام لاحقاً اقتناء الحيوانات الأليفة ثابتة وعلاج التخطيط قيراط

  1. تخدير الحيوانات استخدام مخروط الآنف مع إيسوفلوراني 2% مختلطة مع الأكسجين (0.3 لتر/دقيقة). تأكيد أنيسثيتيزيشن عند الفئران لا تستجيب منعكس الانسحاب من الطرف المصاب. استخدم هلام عين كاربومير لمنع جفاف بينما تحت التخدير.
  2. إدراج قسطرة (26 ز) في هذا السياق الذيل، تمكين حقن 37 "مبق للحيوانات الأليفة" المشعة الراسم حله في 200 ميليلتر المالحة. حقن أما من 18و FET أو 18وفسا، 30 دقيقة أو 2 ح قبل اقتناء الحيوانات الأليفة، على التوالي.
  3. حقن عامل تباين التصوير بالرنين المغناطيسي (0.4 مل/كغ) عن طريق الوريد في السياق ذيل استخدام القسطرة 15 دقيقة قبل اقتناء الحيوانات الأليفة.
  4. مكان الفئران على داخلية بسرير موقفية، وتأمين استخدام خطاف وحلقة السحابات، الحفاظ على موقع ثابت أثناء التصوير والصغرى-التشعيع (الشكل 1).
  5. إصلاح ثلاث علامات موقفية (الشعيرات الدموية مملوءة بالماء) تحت، أعلاه، وعلى الجانب الأيمن من الجمجمة. ضع الفئران، لا تزال ثابتة على السرير موقفية، وفي صاحب الحيوان للتصوير بالرنين المغناطيسي الماسح الضوئي وإصلاح اللولب سطح الدماغ الفئران وموقف هذا التشكيل لفائف الجسم كله إرسال الفئران 72 ملم. قم بإجراء تفحص المترجم متبوعاً تسلسل تعزيز التباين T1 المرجحة تدور-صدى.
  6. نقل الحيوانات إجراء 18و FET أو 18اقتناء "الحيوانات الأليفة" وفسا. الحصول على 30 دقيقة الحيوانات الأليفة مسح في وضع قائمة ثابتة. ينبغي أن تفحص المكتسبة أما 30 دقيقة بعد حقن 18و FET أو ح 2 بعد حقن 18وفسا.
إعمار جميع الحيوانات الأليفة مسح في مصفوفة 200 × 200 × 64 من خوارزمية تعظيم توقعات احتمال الحد أقصى (ملم) 2D استخدام تكرارات 60 وحجم فوكسل 1.157 × 0.5 × 0.5 مم.
  • مكان الحيوان، ولا تزال ثابتة على السرير موقفية، وعلى حامل بلاستيكي المضمونة على جدول تحديد المواقع الروبوتية أربعة-المحور الصغير-إيرادياتور. إجراء فحص الأشعة المقطعية تخطيط علاج عالية الدقة باستخدام عامل تصفية ألومنيوم من 1 مم وكشف مسطحة Si متبلور 20 × 20 سم (1,024 x 1,024 بكسل). إعادة البناء الصور المقطعية مع حجم فوكسل الخواص من 0.2 مم. إصلاح أنبوب التيار الكهربائي وأنبوب الحالية في 70 كيلو فولت و 0.4 mA، على التوالي. الحصول على ما مجموعة 360 إسقاطات ما يزيد على 360 °.

    • 4-RT تخطيط العلاج

    1. استخدام العلاج السريري قبل تخطيط نظام (بكتبس) لتخطيط العلاج. استيراد CT التخطيط إلى بكتبس ويدويًا تقسيم هذه الصورة CT إلى ثلاث فئات مختلفة من الأنسجة: العظام والأنسجة الرخوة، والهواء. هذا الانقسام دليل يستند إلى تحديد ثلاث عتبات غراي-قيمة مختلفة عن قيراط التخطيط وينبغي اختيار هذه العتبات غراي-القيمة المحددة يدوياً أن الهواء في الدماغ غائبة وأن سماكة العظام من الجمجمة غير الصفر. حالما يتم تعريف هذه العتبات، يتم تعيين كثافة المواد التي بكتبس للعظام والأنسجة الرخوة، والهواء (الشكل 4).
    2. إلا إذا كان هناك حاجة إلى توجيه التصوير بالرنين المغناطيسي، تحميل التصوير بالرنين المغناطيسي وسجل شارك مع CT تخطيط استخدام في بكتبس.
      1. استخدام تحويلات هيئة جامدة (ثلاث ترجمات وتناوب ثلاثة) وعلامات موقفية، والجمجمة. طريق تراكب الإشارات زيادة كثافة الجمجمة على الأشعة المقطعية مع إشارة سوداء على التصوير بالرنين المغناطيسي، يمكن أن يكون مزيجاً دقيقا حققت (الشكل 5).
      2. حدد هدفا التشعيع في وسط الورم تعزيز التباين في التصوير بالرنين المغناطيسي T1 المرجحة، انظر رقم 6 و رقم 7.
    3. عندما يجب تضمين معلومات إضافية في الحيوانات الأليفة، وتشمل تسجيل المشارك CT/التصوير بالرنين المغناطيسي/الحيوانات الأليفة باستخدام البرمجيات القياس الكمي الصور الطبية الحيوية (بكس).
      1. استخدم أداة الكنتوري في بكس تحقيق الحيوانات الأليفة/التصوير بالرنين المغناطيسي صورة الانصهار (الشكل 8). بعد تسجيل المشارك، وحدد الهدف في وسط زيادة استيعاب الراسم الحيوانات الأليفة في بيقس (الشكل 9) وأدخل الإحداثيات يدوياً إلى بكتبس استخدام تحويلات التالية: X →-X و Y ← Z ← Z-Y.
      2. حدد الجرعة الموصوفة، عدد من الأقواس، والقوس الموقف، تناوب مجموعة من الأقواس، وحجم صيد تلسكوب (الشكل 10).
      3. ل RT موجهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي، استخدم الإعدادات التالية: جرعة محددة من 20 غراي، 3 أقواس، المتمركزة في زوايا الأريكة-45 ° 0 ° و 45 ° مع تناوب قوس 120 °، وحجم صيد تلسكوب 5 × 5 مم.
      4. للحيوانات الأليفة-التصوير بالرنين المغناطيسي-تسترشد RT، استخدم الإعدادات التالية: جرعة محددة من 20 غراي استخدام الأقواس 3 وصيد تلسكوب 5 × 5 مم غراي 5 إضافية لزيادة حجم الفرعية باستخدام أقواس غير للديوكسينات 3 وصيد تلسكوب 1 × 1 مم. حدد دوران 120 ° لكل جمعية الهلال الأحمر الأفغاني أثناء تغيير موقف الأريكة (°-45, 0 ° و 45 °).
    4. حساب توزيع الجرعة داخل الحيوان ومعلمات التسليم شعاع لتقديم الجرعة الموصوفة للهدف باستخدام بكتبس. قبل التشعيع الفعلية، اختبار التناوب القوس في مواقف مختلفة الأريكة لمنع أي اصطدام خلال التشعيع.
    5. تشعيع الفعلية، حدد عامل تصفية نحاس 0.15 ملم، وتعيين الجهد الأشعة السينية إلى 220 كيلوفولط، تعيين الأشعة السينية الحالية إلى 13 mA، وموقف صيد تلسكوب الحق في الهزال. تنفيذ RT بنقل المعلمات تسليم الحزمة المناسبة من بكتبس إلى مايكرو--إيرادياتور.
    6. خلال هذه الإجراءات، يتم الاحتفاظ الفئران تحت التخدير isoflurane المستمر (إيسوفلوراني 2%، مختلطة مع الأكسجين 0.3 لتر/دقيقة). وعقب تنفيذ القوس الأخير، الحيوان أن تستيقظ تحت إشراف مستمر، حتى أنه يستعيد وعيه الكامل.

    5-الجرعة حجم المدرج الإحصائي (دفهس)

    ملاحظة: لمقارنة الجرعة الفعلية تسليمها إلى وحدات التخزين الهدف الورم وأنسجة المخ الطبيعية المحيطة بها، حساب دبس.

    1. رسم حجم المصالح (أصوات العراق) حول الورم والدماغ العادي على T1 المرجحة التباين المحسن السيد الصور لحساب الجرعة يعني، الحد الأقصى والحد الأدنى (الشكل 11).
    2. كبديل للأعلى، والوسط، والجرعات الحد الأدنى لحجم الورم وحجم أنسجة الدماغ العادي، حساب د2ود50، ود90. د تقف على الجرعة التي تلقاها x % من الحجم، المشار إليه المنخفض، ويمكن أن يستمد من دفة الناتجة عن ذلك.

    6-زد والعلاج الكيميائي الشام

    1. تقليد معاملة جليوبلاستوما في المرضى، وإدارة العلاج الكيميائي المتزامن استخدام الحقن IP 29 مغ/كغ زد المذابة في المحلول الملحي بنسبة 25% ديميثيلسولفوكسيدي ([دمس]) مرة واحدة في يوم لمدة 5 أيام بدءاً من يوم24تشعيع، 25-مل استخدام 1، ز 29 الأنسولين المحاقن لإدارة الحقن.
    2. لمجموعة المراقبة، إدارة حقن من الخطوة 6.1 دون زد.

    النتائج

    لتقليد المنهجية المعاملة الإنسانية تشعيع جليوبلاستوما في نموذج الإكلينيكية، إدراج العلاج بالأشعة الموجهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي ضروري. باستخدام بكتبس وواجهة مايكرو-إيرادياتور كنا قادرين على تشعيع جليوبلاستوما F98 في الفئران مع أقواس غير للديوكسينات الامتثالي مت...

    Discussion

    لتحقيق إشعاع دقيقة الهدف جليوبلاستوما ورم في الدماغ الفئران، التوجيه CT على متن الطائرة الصغيرة إيرادياتور لم تكن كافية. أورام الدماغ مرئية لا يكاد نظراً لتباين الأنسجة اللينة غير كافية، حتى إذا كانت ستستخدم في تعزيز النقيض. على هذا النحو، يحتاج التصوير بالرنين المغناطيسي لإدراجها للسما?...

    Disclosures

    الكتاب قد لا يوجد تضارب في الكشف عن

    Acknowledgements

    المؤلف يود أن يشكر Stichting لوكا هيميلايري، والرابطة الدولية لدعم هذا العمل.

    Materials

    NameCompanyCatalog NumberComments
    GB RAT model
    F98 Glioblastoma cell lineATCCCRL-2397
    Fischer F344/Ico crl RatsCharles RiverN/Ahttp://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/fischer-344-rat
    Micropump systemWorld Precision InstrumentsUMP3Micro 4: https://www.wpiinc.com/products/top-products/make-selection-ump3-ultramicropump/#tabs-1
    Stereotactic frameKopf902Model 902 Dual Small Animal Stereotaxic frame
    diamant drillVellemanVTHD02https://www.velleman.eu/products/view/?id=370450
    Bone waxAesculap1029754https://www.aesculapusa.com/products/wound-closure/hemostatic-bone-wax
    Insulin syringe MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
    InfraPhil IR lampPhilipsHP3616/01
    EthilonEthicon662G/662HFS-2, 4-0, 3/8, 19 mm
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Cell culture
    DMEMInvitrogen14040-091
    Penicilline-streptomycineInvitrogen15140-148
    L-glutamineInvitrogen25030-032
    FungizoneInvitrogen15290-018
    Trypsin-EDTAInvitrogen25300-062
    PBSInvitrogen14040-224
    FalconsThermo Scientific178883175 cm2 nunclon surface, disposables for cell culture with filter caps
    Cell freezing mediumSigma-aldrichC6164Cell Freezing Medium-DMSO, sterile-filtered, suitable for cell culture, endotoxin tested
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Animal irradiation
    Micro-irradiatorX-strahlSARRP
    software for irradiationX-strahlMuriPlanpre-clinical treatment planning system (PCTPS), version 2.0.5.
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Small animal PET
    microPET system possibility 1MolecubesB-Cubehttp://www.molecubes.com/b-cube/
    microPET system possibility 2TriFoil Imaging, Northridge CAFLEX Triumph IIhttp://www.trifoilimaging.com
    PET tracersIn-house made18F-FDG, 18F-FET, 18F-FAZA, 18F-Choline
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Small animal MRI
    microMRI systemBruker BiospinPharmascan 70/16https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan/overview.html
    Dotarem contrast agentGuerbetMRI contrast agent, Dotarem 0,5 mmol/ml
    rat whole body transmitter coilRapid BiomedicalV-HLS-070
    rat brain surface coilRapid BiomedicalP-H02LE-070
    Water-based heating unitBruker BiospinMT0125
    30 G Needle for IV injectionBeckton-Dickinson30512830 G
    PE 10 tubing (60 cm/injection)Instech laboratories, IncBTPE-10BTPE-10, polyethylene tubing 0.011 x .024 in (0.28 x 60 mm), non sterile, 30 m (98 ft) spool, Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
    non-heparinised micro haematocrit capillariesGMBH7493 21these capillaries are filled with water to create markers visible on MRI and CT
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Consumables
    isoflurane: IsofloZoetisB506Anaesthesia
    ketamine: KetamidorEcupharAnaesthesia
    xylazine: SedaxylCodifar NVAnaesthesia
    catheterTerumoVersatus-W26G
    TemozolomideSigma-aldrichT2577-100MGchemotherapy
    DMSOSigma-aldrich276855-100ML
    Insulin syringe MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Image analysis
    PMOD softwarePMOD technologies LLCPFUS (fusion tool)biomedical image quantification software (BIQS), version 3.405, https://www.pmod.com/web/?portfolio=22-image-processing-pfus
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Anesthesia-equipment
    Anesthetic movabe unitASA LTDASA 0039ASA LTD, 5 valley road, Keighley, BD21 4LZ
    Oxygen generatorVeterinary technics Int.7F-3BDO-Medipass, Ijmuiden

    References

    1. Stupp, R., et al. Promising survival for patients with newly diagnosed glioblastoma multiforme treated with concomitant radiation plus temozolomide followed by adjuvant temozolomide. J Clin Oncol. 20 (5), 1375-1382 (2002).
    2. Dhermain, F. Radiotherapy of high-grade gliomas: current standards and new concepts, innovations in imaging and radiotherapy, and new therapeutic approaches. Chin J Cancer. 33 (1), 16-24 (2014).
    3. Ahmed, R., et al. Malignant gliomas: current perspectives in diagnosis, treatment, and early response assessment using advanced quantitative imaging methods. Cancer Manag Res. 6, 149-170 (2014).
    4. Verhaegen, F., Granton, P., Tryggestad, E. Small animal radiotherapy research platforms. Phys Med Biol. 56 (12), R55-R83 (2011).
    5. Kinsella, T. J., Vielhuber, K. A., Kunugi, K. A., Schupp, J., Davis, T. W., Sands, H. Preclinical toxicity and efficacy study of a 14-day schedule of oral 5-iodo-2-pyrimidinone-2-deoxyribose as a prodrug for 5-iodo-2-deoxyuridine radiosensitization in U251 human glioblastoma xenografts. Clin Cancer Res. 6 (4), 1468-1475 (2000).
    6. Vellimana, A. K., et al. Combination of paclitaxel thermal gel depot with temozolomide and radiotherapy significantly prolongs survival in an experimental rodent glioma model. J Neurooncol. 111 (3), 229-236 (2012).
    7. Kioi, M., Vogel, H., Schultz, G., Hoffman, R. M., Harsh, G. R., Brown, J. M. Inhibition of vasculogenesis, but not angiogenesis, prevents the recurrence of glioblastoma after irradiation in mice. J Clin Invest. 120 (3), 694-705 (2010).
    8. Vinchon-Petit, S., Jarnet, D., Jadaud, E., Feuvret, L., Garcion, E., Menei, P. External irradiation models for intracranial 9L glioma studies. J Exp Clin Cancer Res. 29, 142 (2010).
    9. Yang, W., et al. Convection enhanced delivery of carboplatin in combination with radiotherapy for treatment of brain tumors. J Neurooncol. 101 (3), 379-390 (2011).
    10. Rousseau, J., et al. Efficacy of intracerebral delivery of cisplatin in combination with photon irradiation for treatment of brain tumors. J Neurooncol. 98 (3), 287-295 (2010).
    11. Baumann, B. C., et al. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the small animal radiation research platform. Transl Oncol. 5 (4), 230-237 (2012).
    12. Grosu, A. -. L., et al. Implications of IMT-SPECT for postoperative radiotherapy planning in patients with gliomas. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 54 (3), 842-854 (2002).
    13. Butterworth, K. T., Prise, K. M., Verhaegen, F. Small animal image-guided radiotherapy: Status, considerations and potential for translational impact. Br J Radiol. 88 (1045), 4-6 (2015).
    14. Aird, E. G. A., Conway, J. CT simulation for radiotherapy treatment planning. Br J Radiol. 75 (900), 937-949 (2002).
    15. Baker, G. R. Localization: Conventional and CT simulation. Br J Radiol. 79 (Spec No 1). , S36-S49 (2006).
    16. Corroyer-Dumont, A., et al. MRI-guided radiotherapy of the SK-N-SH neuroblastoma xenograft model using a small animal radiation research platform. Br J Radiol. 90 (1069), 20160427 (2017).
    17. Bolcaen, J., et al. MRI-guided 3D conformal arc micro-irradiation of a F98 glioblastoma rat model using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). J Neurooncol. 120 (2), 257-266 (2014).
    18. Niyazi, M., et al. FET-PET for malignant glioma treatment planning. Radiother Oncol. 99 (1), 44-48 (2011).
    19. Grosu, A. L., et al. First experience with I-123-alpha-methyl-tyrosine SPECT in the 3-D radiation treatment planning of brain gliomas. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 47 (2), 517-526 (2000).
    20. Ling, C. C., et al. Towards multidimensional radiotherapy (MD-CRT):biological imaging and biological conformality. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 47 (3), 551-560 (2000).
    21. Wahl, R. L., Jacene, H., Kasamon, Y., Lodge, M. A. From RECIST to PERCIST: Evolving Considerations for PET response criteria in solid tumors. J Nucl Med. 50 (5), 122S-150S (2009).
    22. Daisne, J. F., et al. Tumor volume in pharyngolaryngeal squamous cell carcinoma: comparison at CT, MR imaging, and FDG PET and validation with surgical specimen. Radiology. 233 (1), 93-100 (2004).
    23. Grosu, A. -. L., Weber, W. PET for radiation treatment planning of brain tumours. Radiother Oncol. 96 (3), 325-327 (2010).
    24. Banissi, C., Ghiringhelli, F., Chen, L., Carpentier, A. F. Treg depletion with a low-dose metronomic temozolomide regimen in a rat glioma model. Cancer Immunol Immunother. 58, 1627-1634 (2009).
    25. Robinson, C. G., et al. Effect of alternative temozolomide schedules on glioblastoma O(6)-methylguanine-DNA methyltransferase activity and survival. Br J Cancer. 103, 498-504 (2010).
    26. España, S., Marcinkowski, R., Keereman, V., Vandenberghe, S., Van Holen, R. DigiPET: sub-millimeter spatial resolution small-animal PET imaging using thin monolithic scintillators. Phys Med Biol. 59 (13), 3405 (2014).

    Reprints and Permissions

    Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

    Request Permission

    Explore More Articles

    130

    This article has been published

    Video Coming Soon

    JoVE Logo

    Privacy

    Terms of Use

    Policies

    Contact Us

    Recommend to library

    JoVE NEWSLETTERS

    Research

    Education

    Authors

    Librarians

    ABOUT JoVE

    Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved