El protocolo describe un flujo de trabajo optimizado para la radioterapia preclínica basada en PET en un modelo de glioblastoma de rata utilizando algoritmos desarrollados internamente. El enfoque optimizado favorece la automatización y consume menos tiempo en comparación con el flujo de trabajo desarrollado anteriormente. Después de anestesiar a una rata con glioblastoma F98 que alberga un tumor de siete a ocho milímetros de diámetro, inyecte de 10 a 12 megabecquerelios de FET flúor-18 disuelto en 200 microlitros de solución salina en la vena lateral de la cola una hora antes de la adquisición de PET.
Deje que el animal recupere la conciencia mientras el trazador se distribuye por todo el cuerpo. Mientras tanto, arregle un capilar lleno con el agente MRI PET para facilitar el registro conjunto. Luego anestesia al animal nuevamente y colócalo en una cama multimodal.
Asegure al animal con sujetadores de gancho y lazo para mantener una posición fija durante la imagen y la microirradiación, luego envuelva al animal en plástico de burbujas para preservar su temperatura corporal durante la imagen y la terapia multimodalidad. Una hora después de la inyección del trazador de PET, realice una tomografía por emisión de positrones. Reconstruya el escaneo PET en un volumen 3D con un tamaño de vóxel de 0,4 milímetros utilizando 30 iteraciones del algoritmo de maximización de expectativas de máxima probabilidad.
A continuación, inyecte un agente de contraste de resonancia magnética en la vena de la cola, luego coloque la rata aún fijada en la cama multimodal en el soporte del animal del escáner de resonancia magnética. Realice un escaneo localizador seguido de una secuencia de eco de espín ponderado T1 con contraste mejorado. Luego coloque al animal aún fijo en la cama multimodal sobre un soporte de plástico asegurado en la mesa de posicionamiento robótica de cuatro ejes en el microrrasor.
Realizar una TC de haz cónico de planificación de tratamiento de alta resolución que requiera un total de 360 proyecciones de más de 360 grados. Reconstruir las imágenes de TC con un tamaño de vóxel isotrópico de 0,275 milímetros. Para el registro conjunto de imágenes, coloque las tres modalidades de imagen en una carpeta y, a continuación, importe las imágenes convertidas en MATLAB.
A continuación, ejecute el script MATLAB de co-registro de pintura de dosis que convierte las imágenes DICOM al formato NIfTI, filtra la imagen PET con un filtro gaussiano de un milímetro de ancho completo medio máximo, recorta la imagen PET y mueve los centros de imagen cerca uno del otro y realiza el co-registro de cuerpo rígido real utilizando mapeo paramétrico estadístico. Evalúe el resultado del co-registro automático antes de proceder a la planificación del tratamiento. Para aplicar el método uno, ejecute el script MATLAB de planificación de radiación de pintura de dosis y cargue las tres modalidades de imagen diferentes en la aplicación MATLAB.
A continuación, coloque una generosa caja delimitadora alrededor de la mejora del contraste en las vistas transversal, sagital y frontal de la resonancia magnética ponderada T1. Guarde la ubicación del cuadro delimitador y, a continuación, finalice el cuadro. Determine el volumen mejorado de contraste mediante un umbral.
Si se han seleccionado varias regiones, seleccione solo el volumen más grande, cuyo centro se considera como el primer isocentro en administrar una dosis prescrita para la radioterapia. Expanda la mejora de contraste de MRI previamente determinada en 10 píxeles en cada dirección. Si se detectan múltiples regiones, retenga solo el mayor volumen de PET, cuyo centro se considera el segundo isocentro en administrar una dosis prescrita para la radioterapia.
Para el primer isocentro, administre una dosis prescrita de 2, 000 centigray utilizando tres arcos no coplanares en las posiciones de sofá cero, negativo 45 y negativo 90 grados con una rotación de pórtico de 120, 120 y 60 grados respectivamente. Utilice un tamaño de colimador fijo de 10 por 10 milímetros. Sin embargo, para tumores más pequeños, use un tamaño apropiado, como cinco por cinco milímetros.
Para el segundo isocentro, administre una dosis prescrita de 800 centigray utilizando tres arcos no coplanares en las posiciones de sofá cero, negativo 45 y negativo 90 grados con una rotación de pórtico de 120, 120 y 60 grados respectivamente. Utilice un tamaño de colimador fijo de un milímetro. Calcule la distribución de la dosis dentro del animal y los parámetros de entrega del haz.
Para aplicar el método dos, cargue las tres modalidades de imagen diferentes en la aplicación MATLAB como se demostró anteriormente, luego coloque un generoso cuadro delimitador alrededor de la mejora de contraste en las vistas transversal, sagital y frontal de la imagen PET FET FET con flúor-18 y guarde las ubicaciones del cuadro delimitador. Después de finalizar el cuadro delimitador, utilice el script de MATLAB apropiado para determinar V50, V60, V70, V80 y V90 en los isocentros y las dimensiones de la mandíbula para cada haz necesario para guiar el colimador variable motorizado. Para administrar una dosis prescrita de 2.000 centigray distribuidos en 16 haces para V50 y una dosis de 800 centigray distribuidos en 40 haces para V60 a V90, seleccione el archivo de salida generado por el script matlab e importe los 56 haces en el software de planificación del tratamiento.
Después de verificar que los 56 haces se han importado correctamente, calcule la distribución de la dosis dentro del animal y los parámetros de entrega del haz. Ambos métodos de radioterapia de pintura a dosis basada en PET se aplicaron a tres casos diferentes. El caso uno tiene una absorción homogénea esférica de PET, mientras que los casos dos y tres tienen una absorción en forma de anillo donde la absorción reducida de PET es probablemente tejido necrótico.
Los histogramas de volumen de dosis para el método dos están sistemáticamente más cerca de la distribución de dosis ideal que los del método uno. Un volumen tumoral sustancial recibe irradiación insuficiente en los casos dos y tres cuando se trata con el método uno. Los valores D90 y D50 son considerablemente más bajos para el método uno que para el método dos.
Idealmente, los histogramas de volumen Q hacen una caída brusca a un valor Q igual a uno. El método dos siempre da como resultado distribuciones de dosis que están más cerca del objetivo de dosis que el método uno. Además, los factores Q generales para el método dos fueron superiores a los del método uno.
Esta metodología es un paso crucial hacia la planificación inversa que generalmente se utiliza en la rutina clínica y reduce aún más la brecha entre la investigación de radiación preclínica y la clínica.
