このプロトコルは、自社開発のアルゴリズムを使用したラット膠芽腫モデルにおける前臨床PETベースの放射線療法のための最適化されたワークフローを記述しています。最適化されたアプローチは自動化を優先し、以前に開発されたワークフローと比較して時間がかかりません。直径7〜8ミリメートルの腫瘍を保有するF98膠芽腫ラットを麻酔した後、PET取得の1時間前に200マイクロリットルの生理食塩水に溶解した10〜12メガベクレルのフッ素−18FETを側尾静脈に注射する。
トレーサーが体全体に分布している間に動物が意識を取り戻せるようにしましょう。その間、MRI PET剤で満たされた毛細血管を固定して、共同登録を容易にします。それから動物を再び麻酔し、それをマルチモダリティベッドの上に置きます。
次に、MRI造影剤を尾静脈に注入し、MRIスキャナーの動物ホルダーのマルチモダリティベッドに固定されたままのラットを置く。ローカライザスキャンを実行してから、コントラスト強化T1加重スピンエコーシーケンスを実行します。次に、マイクロ照射器の4軸ロボット位置決めテーブルに固定されたプラスチックホルダー上のマルチモダリティベッドに固定されたままの動物を置きます。
360度以上の合計360個の突起を必要とする高解像度の治療計画コーンビームCTを実行します。0.275ミリメートルの等方性ボクセルサイズでCT画像を再構築します。イメージの共同登録では、3 つのイメージ モダリティを 1 つのフォルダーに配置し、変換されたイメージを MATLAB にインポートします。
次に、DICOM画像をNIfTI形式に変換し、PET画像を1ミリメートルの全幅ハーフマックスガウスフィルタでフィルタリングし、PET画像をトリミングして画像中心を互いに近づけ、統計的パラメトリックマッピングを使用して実際の剛体共登録を行う線量塗装協調登録MATLABスクリプトを実行します。治療計画に進む前に、自動共同登録の結果を評価します。方法 1 を適用するには、線量塗装放射線計画 MATLAB スクリプトを実行し、3 つの異なるイメージング モダリティを MATLAB アプリに読み込みます。
次に、T1加重MRIスキャンの横方向、矢状および正面図のコントラスト強調の周りに寛大な境界ボックスを配置します。境界ボックスの位置を保存し、ボックスを確定します。しきい値を使用してコントラスト強化ボリュームを決定します。
複数の領域が選択されている場合は、最大の体積のみを選択し、その中心は放射線療法の処方線量を送達する最初のアイソセンターと見なされる。以前に決定した MRI コントラスト強調を各方向に 10 ピクセルずつ拡大します。複数の領域が検出された場合、最大のPET体積のみを保持し、その中心は放射線療法のための処方線量を送達するための第2のアイソセンターとみなされる。
最初のアイソセンターについては、ソファ位置のゼロ、負の45度、負の90度で3つの非同一平面円弧を使用して、それぞれ120度、120度、および60度のガントリ回転で、2,000センチグレーの処方用量を送達する。10 x 10 ミリメートルの固定コリメータ サイズを使用します。ただし、腫瘍が小さい場合は、5 x 5ミリメートルなどの適切なサイズを使用してください。
第2アイソセンターでは、ソファ位置がそれぞれ120度、120度、60度のガントリ回転で、ソファの位置がゼロ、負の45度、負の90度で3つの非同一平面円弧を使用して、800センチグレーの処方用量を送達する。1 ミリメートルの固定コリメータ サイズを使用します。動物内の線量分布とビーム送達パラメータを計算する。
方法 2 を適用するには、前述のように 3 つの異なるイメージング モダリティを MATLAB アプリにロードし、フッ素-18 FET PET 画像の横方向、矢状、正面図のコントラスト強調の周囲に寛大なバウンディング ボックスを配置し、バウンディング ボックスの位置を保存します。バウンディングボックスを完成させたら、適切なMATLABスクリプトを使用して、アイソセンター内のV50、V60、V70、V80、およびV90と、電動可変コリメータのガイドに必要な各ビームの顎寸法を決定します。V50 では 16 ビームに分散された 2, 000 センチグレーの所定線量、V60 ~ V90 では 40 ビームに分散された 800 センチグレーの線量を実現するには、MATLAB スクリプトによって生成された出力ファイルを選択し、56 本のビームを治療計画ソフトウェアにインポートします。
56本のビームすべてが正しくインポートされたことを確認したら、動物内の線量分布とビーム送達パラメータを計算します。PETベースの線量塗装放射線療法の両方の方法は、3つの異なる症例に適用された。ケース1は球状の均質なPET取り込みを有し、ケース2および3はリング状の取り込みを有し、減少したPET取り込みは壊死組織である可能性が最も高い。
方法2の線量体積ヒストグラムは、方法1のヒストグラムよりも体系的に理想的な線量分布に近い。実質的な腫瘍体積は、方法1で治療した場合、症例2および3において不十分な照射を受ける。D90 と D50 の値は、方法 1 の方が方法 2 よりもかなり低くなります。
理想的には、Qボリュームヒストグラムは、1に等しいQ値で急激な低下を生じます。方法2は、常に方法1よりも線量目標に近い線量分布をもたらす。さらに、方法2の全体的なQ因子は、方法1のQ因子よりも優れていた。
この方法論は、臨床ルーチンで一般的に使用されている逆計画に向けた重要なステップであり、前臨床放射線研究と診療所との間のギャップをさらに狭める。
