Este protocolo es una combinación novedosa de varias metodologías dosimétricas radiológicas y de radiación para garantizar experimentos precisos, reproducibles y preclínicos de radioterapia. Estos métodos vinculan las condiciones experimentales a las normas nacionales de dosis y permiten mediciones precisas de dosis que coinciden con las dosis de radioterapia. Centrándose en el diseño de experimentos reproducibles de radioterapia, este protocolo proporciona a los investigadores las herramientas y métodos necesarios para realizar estudios con una alta relevancia traslacional.
Los protocolos de calibración dosimétrica pueden ser difíciles para los principiantes, especialmente para aquellos que no tienen antecedentes en física médica. Sugerimos consultar a un físico de radioterapia cuando intente estos experimentos por primera vez. Las técnicas de este protocolo son comunes tanto a los físicos de radiación como a los investigadores biomédicos.
Sin embargo, algunos de estos no se utilizan típicamente en combinación. Para determinar la salida de dosis adecuada, establezca el irradiador para suministrar radiación a un kilovoltaje máximo de 220 y 13 miliamperios con un campo abierto de 17 por 17 centímetros situado a 35 centímetros de la fuente. Filtre el haz con un filtro de cobre de 0,15 milímetros con un enfoque amplio y alinee la losa de un centímetro, la losa de dos centímetros, la losa de dos centímetros con la cámara de ionización y la losa de un centímetro.
Después de configurar la pila fantasma, inserte la cámara de ionización en el fantasma y ajuste las pilas de modo que la distancia de origen a superficie sea de 33 centímetros cuando esté adecuadamente nivelada. A continuación, confirme que estas medidas se colocan correctamente dentro de la cámara de ionización a 35 centímetros del isócono. Para crear una curva de calibración de película cromática radioeléctrica, prepare varias piezas adicionales de película del mismo tamaño y orientación y coloque la película a una profundidad de dos centímetros en la pila fantasma de agua sólida.
Para comenzar la irradiación, coloque una pieza de película encima de cuatro centímetros de agua sólida y coloque los dos centímetros restantes de agua sólida por encima de las películas. Después de requerir escaneos de película posteriores a la exposición, importe los archivos de imagen en ImageJ en un formato de archivo tiff y seleccione Imagen, Color y seleccione Canales divididos. Solo en el canal de imagen rojo, utilice la herramienta rectángulo para dibujar una región de interés y presione Ctrl+M para permitir que los valores medios se transcriban desde la ventana de resultados.
Una vez obtenidos todos los valores de píxel para las películas no expuestas y expuestas, calcule la densidad óptica neta utilizando la ecuación como se indica, luego trace la densidad óptica de la red contra la dosis a la que se expuso la película y ajuste la trama con una curva cuadrática. Para determinar el valor alfa/beta para líneas celulares cancerosas específicas a través de un ensayo clonogénico, cuente el número resultante de colonias en cada grupo de tratamiento para permitir el cálculo de la fracción de supervivencia de cada placa, luego trace el registro natural de la fracción de supervivencia contra la dosis correspondiente administrada y ajuste la curva con una función cuadrática. Para determinar la salida de dosis específica para diseños experimentales variables, seleccione el tamaño y la distancia de campo deseados de la fuente y utilice fantasmas de agua sólida para proporcionar acumulación y backscatter según sea necesario, posicionando la pieza de película en la orientación que mejor retrata el diseño experimental.
A continuación, la dosis se puede determinar a partir de la densidad óptica neta de la película utilizando la curva de calibración de la película para la dosis. Para determinar la posición de haz adecuada para un tratamiento con ratones portadores de tumores, después de confirmar la falta de respuesta al reflejo del pedal, utilizar una cámara portal a bordo y un filtro de aluminio para obtener un radiograma del ratón experimental sin colimación, a continuación, obtener un radiograma con la intercalación en su lugar y superponer los radiogramas en ImageJ para determinar el posicionamiento del haz. Utilizando la curva de calibración como se ha demostrado, se pueden generar dos muestras de película que se pueden utilizar para estimar los tiempos de irradiación experimental requeridos.
La superposición de estas imágenes revelará el posicionamiento exacto del haz de radiación colimado en relación con el animal pequeño que está siendo tratado. La deposición exitosa de la dosis puede confirmarse como ilustrada por la tinción gamma-H2AX positiva observada dentro del hemisferio tratado sólo en este análisis representativo. Mantenerse consistente al pasar de determinar la salida del irradiador a generar una curva de calibración de película y al determinar la dosis para su diseño experimental ideal es fundamental.
Seguir estos protocolos permite a los investigadores estudiar una amplia variedad de cuestiones radiobiológicas clínicamente aplicables en un entorno preclínico. Estas preguntas pueden conducir a una mejor comprensión de los resultados de los pacientes. Este protocolo no es una nueva técnica independiente.
Sin embargo, la combinación de estas metodologías conducirá a la relevancia clínica directa y dará información sobre los resultados de las dosis observadas en la clínica.
