이 프로토콜은 자체 개발 알고리즘을 사용하여 쥐 교모세포종 모델에서 전임상 PET 기반 방사선 요법에 최적화된 워크플로우를 설명합니다. 최적화된 접근 방식은 자동화를 선호하며 이전에 개발된 워크플로우에 비해 시간이 적습니다. 직경 7~8mm의 종양을 품고 있는 F98 교모세포종 쥐를 마취한 후, PET 획득 1시간 전에 측면 꼬리 정맥에 200 마이크로리터에 용해된 불소-18 FET의 10~12메가베크렐을 주입한다.
추적자가 몸 전체에 분포되는 동안 동물이 의식을 되찾게하십시오. 한편, MRI PET 에이전트로 채워진 모세관을 수정하여 쉽게 공동 등록할 수 있습니다. 그런 다음 동물을 다시 마취하고 다중 양식 침대에 놓습니다.
후크 및 루프 패스너를 사용하여 동물을 보호하여 이미징 및 미세 조사 중에 고정된 위치를 유지한 다음 동물을 버블 랩으로 감싸다 다중 양식 이미징 및 치료 중 체온을 유지합니다. PET 트레이서를 주입한 후 1시간 후 PET 스캔을 수행합니다. 최대 가능성 기대 극대화 알고리즘의 30반복을 사용하여 PET 스캔을 0.4밀리미터 복셀 크기로 3D 볼륨으로 재구성합니다.
다음으로 MRI 조영제를 꼬리 정맥에 주입한 다음 MRI 스캐너의 동물 홀더에 있는 다중 양식 침대에 쥐를 고정배치합니다. 조내 강화된 T1 가중 스핀 에코 시퀀스가 뒤따르는 로컬라이저 스캔을 수행합니다. 그런 다음 마이크로 디에이터의 4축 로봇 위치 테이블에 고정된 플라스틱 홀더에 다중 양식 침대에 여전히 고정된 동물을 배치합니다.
360도 이상의 총 360개의 프로젝션이 필요한 고해상도 치료 계획 원뿔 빔 CT를 수행합니다. 0.275 밀리미터의 등위축복셀 크기로 CT 이미지를 재구성합니다. 이미지 공동 등록의 경우 세 이미지 양식에 하나의 폴더에 배치한 다음 변환된 이미지를 MATLAB으로 가져옵니다.
다음으로, DICOM 이미지를 NIfTI 형식으로 변환하는 용량 페인팅 공동 등록 MATLAB 스크립트를 실행하고, 1밀리미터 전체 폭 반 최대 가우시안 필터로 PET 이미지를 필터링하고, PET 이미지를 크롭하고, 이미지 센터를 서로 가깝게 이동하고 통계 파라메트릭 매핑을 사용하여 실제 강체 공동 등록을 수행합니다. 치료 계획을 진행하기 전에 자동 공동 등록 결과를 평가합니다. 방법 하나를 적용하려면, 용량 페인팅 방사선 계획 MATLAB 스크립트를 실행하고 MATLAB 응용 프로그램에 세 가지 다른 이미징 양식체를로드합니다.
다음으로, T1 가중치 MRI 스캔의 횡구, 좌활 및 정면 뷰에 대비 향상 주위에 넉넉한 경계 상자를 배치합니다. 경계 상자의 위치를 저장한 다음 상자를 마무리합니다. 임계값을 사용하여 대비가 향상된 볼륨을 결정합니다.
여러 영역이 선택된 경우 가장 큰 부피만 선택하며, 그 중심은 방사선 요법에 대한 처방된 용량을 제공하는 첫 번째 동위 센터로 간주됩니다. 각 방향으로 이전에 결정된 MRI 콘트라스트 향상을 10픽셀로 확장합니다. 여러 영역이 검출되면 가장 큰 PET 부피만 유지하며, 그 중심은 방사선 요법에 대한 처방된 용량을 제공하기 위해 두 번째 등방센터로 간주됩니다.
첫 번째 등리 센터의 경우, 소파 위치 0, 음수 45 및 음수 90도에서 3 개의 비 코플라나르 아크를 사용하여 각각 120, 120 및 60도의 갠트리 회전을 사용하여 2, 000 센티미터의 처방 된 용량을 제공합니다. 10 x 10mm의 고정 콜리메이터 크기를 사용합니다. 그러나, 더 작은 종양을 위해, 5 x 5 밀리미터와 같은 적당한 크기를 사용하십시오.
두 번째 등동 센터의 경우, 소파 위치 0, 음수 45 및 음수 90도에서 3 개의 비 coplanar 아크를 사용하여 800 센티미터의 처방 된 용량을 각각 120, 120 및 60도의 갠트리 회전으로 전달합니다. 1밀리미터의 고정 콜리메이터 크기를 사용합니다. 동물 내의 용량 분포와 빔 전달 파라미터를 계산합니다.
방법 2를 적용하려면 앞에서 설명한 대로 MATLAB 앱에 세 가지 서로 다른 이미징 양식체를 로드한 다음, 불소-18 FET PET 이미지의 횡선, 좌활 및 정면 뷰에 대한 대비 향상 주위에 넉넉한 경계 상자를 배치하고 경계 상자의 위치를 저장합니다. 경계 상자를 마무리한 후 적절한 MATLAB 스크립트를 사용하여 동소센터에서 V50, V60, V70, V80 및 V90을 결정하고 전동 변수 콜리메이터를 안내하는 데 필요한 각 빔에 대한 턱 치수를 결정합니다. 2, 000 센티미터의 규정 된 복용량을 제공 하려면 V50에 대 한 16 빔 및 800 센티미터의 복용량 V60 대 V90에 대 한 40 빔 을 배포, MATLAB 스크립트에 의해 생성 된 출력 파일을 선택 하 고 치료 계획 소프트웨어에 56 빔을 가져옵니다.
모든 56개의 빔이 올바르게 가져온지 확인한 후 동물 내의 용량 분포와 빔 전달 파라미터를 계산합니다. PET 기반 용량 페인팅 방사선 요법의 두 가지 방법이 세 가지 다른 경우에 적용되었다. 케이스 1개는 구형 균질 PET uptake를 가지고 있는 반면 케이스 2 및 3는 감소된 PET uptake가 가장 가능성이 높은 괴사 조직인 반지 모양의 uptake가 있습니다.
방법 2에 대한 투여량 부각 히스토그램은 방법 하나보다 이상적인 용량 분포에 체계적으로 가깝습니다. 실질적인 종양 부피는 방법 1로 치료할 때 2및 3의 경우 부족한 조사를 받습니다. D90 및 D50 값은 방법 2보다 메서드 하나에 대해 상당히 낮습니다.
이상적으로, Q 볼륨 히스토그램은 Q 값과 동일한 Q 값으로 급격한 하락을 합니다. 방법 2 항상 방법 하나 보다 복용량 목표에 가까운 복용량 분포 결과. 더욱이, 방법 2에 대한 전체 Q 계수는 방법 하나에 대한 그보다 우수하였다.
이 방법론은 일반적으로 임상 루틴에 사용 되 고 더 전 임상 방사선 연구와 클리닉 사이의 격차를 좁히는 반전 계획을 향해 중요 한 단계.
