Name: positron emission tomography-based dose painting radiation therapy in a glioblastoma rat model using the small animal radiation research platform
Uploaded: 2022-03-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Positron Emission Tomography-based Dose Painting Radiation Therapy in a Glioblastoma Rat Model using the Small Animal Radiation Research Platform at JoVE.com

लेखक इस काम का समर्थन करने के लिए लक्स लुका फाउंडेशन को धन्यवाद देना चाहते हैं।

अध्ययन को पशु प्रयोगों के लिए स्थानीय नैतिकता समिति (ईसीडी 18/21) द्वारा अनुमोदित किया गया था। संज्ञाहरण निगरानी एक सेंसर का उपयोग करके जानवरों की श्वसन दर प्राप्त करके की जाती है।
1. F98 जीबी चूहा ?...

<ol>
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H., Woiciechowsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+F-18-fluoro-ethyl-tyrosin+uptake+with+vascular+and+cell+density+in+non-contrast-enhancing+gliomas.">Correlation of F-18-fluoro-ethyl-tyrosin uptake with vascular and cell density in non-contrast-enhancing gliomas.</a> Journal of Neuro-oncology. 88 (2), 205-210 (2008).</li><li>. Mricron dicom to nifti converter. neuroimaging informatics tools and resources clearinghouse (nitrc) Available from: <a target="_blank" href="https://www.nitrc.org/projects/mricron">https://www.nitrc.org/projects/mricron</a> (2015)</li><li>. SPM12 Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/doc/spm12_manual.pdf">https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/doc/spm12_manual.pdf</a> (2014)</li><li>Espa&#241;a, S., Marcinkowski, R., Keereman, V., Vandenberghe, S., Van Holen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DigiPET:+Sub-millimeter+spatial+resolution+small-animal+PET+imaging+using+thin+monolithic+scintillators.">DigiPET: Sub-millimeter spatial resolution small-animal PET imaging using thin monolithic scintillators.</a> Physics in Medicine &amp; Biology. 59 (13), 3405-3420 (2014).</li></ol>

ग्लियोब्लास्टोमा रोगियों के लिए क्लिनिक में कीमो-विकिरण उपचार की नकल करने के लिए एक चूहा जीबी मॉडल पहले 20 वर्णित किया गया था। नैदानिक विधि के समान, सीटी और एमआरआई को अधिक सटीक विकिरण प्राप्त क?...

ग्लियोब्लास्टोमा (जीबी) एक घातक और बहुत आक्रामक प्राथमिक मस्तिष्क ट्यूमर है। जीबी एक ठोस विषम ट्यूमर है जो आमतौर पर घुसपैठ की सीमाओं, परमाणु एटिपिया और नेक्रोसिस 1 की विशेषता है। रक्त-मस्तिष्क-बाधा की उपस्थिति और एक प्रतिरक्षा-विशेषाधिकार प्राप्त साइट के रूप में मस्तिष्क की स्थिति केमो- और इम्यूनोथेरेपी के लिए उपन्यास लक्ष्यों की खोज को एक चुनौतीपूर्ण कार्य 2,3,4 बनाती है। यह उल्लेखनीय है कि जीबी रोगियों का उपचार मुश्किल से 2005 में, स्टुप प्रोटोकॉल के परिचय के बाद से बदल गया है, जो सहवर्ती टेमोज़ोलोमाइड के साथ बाहरी बीम विकिरण चिकित्सा (आरटी) को जोड़ता है, आमतौर पर सहायक टेमोज़ोलोमाइड 5 के बाद। आमतौर पर, Stupp प्रोटोकॉल अधिकतम सर्जिकल लकीर से पहले है। इसलिए, वैकल्पिक उपचार दृष्टिकोण निर्णायक महत्व के हैं।
ग्लियोब्लास्टोमा रोगियों के लिए वर्तमान विकिरण चिकित्सा परिभाषित ट्यूमर की मात्रा के लिए एक समान विकिरण खुराक प्रदान करती है। विकिरण ऑन्कोलॉजी में, बढ़ती खुराक के साथ ग्लियोब्लास्टोमा के लिए एक महत्वपूर्ण खुराक-प्रतिक्रिया सहसंबंध है, जो सामान्य मस्तिष्क 6,7 के लिए बढ़ी हुई विषाक्तता के कारण लगभग 60 Gy के आसपास कैप करने लगता है। हालांकि, ट्यूमर बहुत (रेडियोबायोलॉजिकल रूप से) विषम हो सकते हैं, ऑक्सीजन स्तर के ग्रेडिएंट और / या सेलुलर घनत्व में बड़े अंतर के साथ। मेटाबोलिक इमेजिंग तकनीक, जैसे पीईटी, इन जैविक विशेषताओं की कल्पना कर सकती है और खुराक के पर्चे को अनुकूलित करने के लिए उपयोग की जा सकती है। इस दृष्टिकोण को खुराक पेंटिंग आरटी के रूप में जाना जाता है। इस शब्द को 2000 में लिंग एट अल द्वारा पेश किया गया था। लेखकों ने खुराक पेंटिंग आरटी को "विकिरण प्रसार और तितर-बितर की बाधाओं के भीतर उत्कृष्ट रूप से अनुरूप खुराक वितरण" के उत्पादन के रूप में परिभाषित किया है।
दो प्रकार की खुराक पेंटिंग आरटी, समोच्च (DPBC) द्वारा खुराक पेंटिंग हैं, जिसके द्वारा नेस्टेड उप-वॉल्यूम के एक सेट के लिए एक खुराक निर्धारित की जाती है, और संख्याओं (DPBN) द्वारा खुराक पेंटिंग, जिससे वोक्सेल स्तर पर एक खुराक निर्धारित की जाती है। DPBN आरटी के लिए खुराक वितरण कार्यात्मक छवियों से निकाला जा सकता है। प्रत्येक voxel में खुराक छवि में इसी voxel की तीव्रता I द्वारा निर्धारित किया जाता है, एक कम और ऊपरी सीमा के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए कि, एक तरफ, ट्यूमर के हर हिस्से में पर्याप्त खुराक वितरित की जाती है। दूसरी ओर, खुराक जोखिम में अंगों की रक्षा करने और विषाक्तता से बचने के लिए एक ऊपरी सीमा से अधिक नहीं होती है। सबसे सरल विधि न्यूनतम खुराक Dmin और अधिकतम खुराक Dmax के बीच एक रैखिक इंटरपोलेशन (Eq. 1 देखें) है, आनुपातिक रूप से न्यूनतम तीव्रता Imax और लक्ष्य मात्रा के भीतर अधिकतम तीव्रता के बीच भिन्न 9,10
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/62560/62560eq01.jpg">Eq. 1
क्योंकि DPBN आरटी की गुणवत्ता आश्वासन के बारे में कुछ संदेह है, खुराक के जमाव को प्रीक्लिनिकल और नैदानिक अनुसंधान 10 के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए। हालांकि, नैदानिक परीक्षणों से केवल सीमित डेटा प्राप्त किया जा सकता है, और यह परिकल्पना की गई है कि प्रयोगशाला जानवरों 11,12 को डाउनस्केल करके अधिक अंतर्दृष्टि प्राप्त की जा सकती है। इसलिए, सटीक छवि-निर्देशित विकिरण अनुसंधान प्लेटफार्मों का उपयोग करने वाले प्रीक्लिनिकल अध्ययन जो कुछ बहुत ही विशिष्ट तकनीकों के साथ युग्मन की अनुमति देते हैं, जैसे कि ऑटोरेडियोग्राफी, खुले मुद्दों की जांच करने और व्यक्तिगत चिकित्सा और उपन्यास उपचार रणनीतियों की ओर मार्ग प्रशस्त करने के लिए उपयुक्त हैं, जैसे कि खुराक पेंटिंग RT13,14। हालांकि, प्रीक्लिनिकल डेटा की व्याख्या सावधानी के साथ की जानी चाहिए, और इन प्रीक्लिनिकल सेटअप की कमियों पर विचार किया जाना चाहिए14।
सूक्ष्म विकिरण प्रणालियां, जैसे कि छोटे पशु विकिरण अनुसंधान मंच (SARRP), अपने नैदानिक समकक्ष के समान प्रौद्योगिकियों से सुसज्जित हैं। वे ऑन-बोर्ड शंकु-बीम सीटी (सीबीसीटी) इमेजिंग, एक प्रीक्लिनिकल उपचार-योजना प्रणाली (पीसीटीपीएस) शामिल हैं, और उप-मिलीमीटर परिशुद्धता प्रदान करते हैं। नैदानिक खुराक की गणना व्युत्क्रम उपचार योजना द्वारा की जाती है, जिससे कोई पुनरावर्ती एल्गोरिथ्म के माध्यम से बीम को निर्धारित करने के लिए वांछित खुराक वितरण से शुरू होता है। प्रीक्लिनिकल इरेडिएटर्स अक्सर आगे की योजना का उपयोग करते हैं। आगे की योजना में, बीम की आवश्यक मात्रा और कोण का चयन किया जाता है, और PCTPS तब खुराक वितरण की गणना करता है। योजनाओं का अनुकूलन मैनुअल पुनरावृत्ति द्वारा किया जाता है, जो श्रम-गहन 15 है।
2009 के बाद, उपन्यास विकास ने इन शोध प्लेटफार्मों पर व्युत्क्रम योजना के कार्यान्वयन को संभव बना दिया है16,17,18। नैदानिक विधि के साथ समानता बढ़ाने के लिए, एक motorized चर आयताकार collimator (MVC) बहु पत्ती collimator के एक preclinical समकक्ष के रूप में विकसित किया गया था। एक चर collimator का उपयोग कर एक दो आयामी खुराक पेंटिंग विधि Cho et al.19 द्वारा प्रकाशित किया गया था। इस शोध समूह ने एक माइक्रो-इरेडिएटर पर एक त्रि-आयामी (3 डी) व्युत्क्रम उपचार-योजना प्रोटोकॉल लागू किया और लक्ष्य की मात्रा के लिए न्यूनतम और अधिकतम खुराक और जोखिम वाले अंगों के लिए अधिकतम खुराक निर्धारित की। इन तकनीकों का मूल्यांकन मुख्य रूप से सिलिको में किया गया है, और उनके प्रीक्लिनिकल अनुप्रयोगों का पता लगाने की आवश्यकता है।
यह पेपर [18F]-fluoro-ethyl-L-tyrosine ([18F]FET) के लिए दो तरीकों की तुलना करने के लिए एक सिलिको अध्ययन प्रस्तुत करता है पीईटी-आधारित खुराक पेंटिंग एक जीबी चूहा मॉडल 20,21,22 में एक छोटे से पशु विकिरण अनुसंधान मंच का उपयोग करके। ये दो तरीके हैं (1) पूर्वनिर्धारित बीम आकारों का उपयोग करके उप-मात्रा को बढ़ावा देना और (2) एक मोटरचालित चर कॉलिमेटर का उपयोग करके खुराक पेंटिंग जहां जबड़े के आयामों को ट्यूमर की मात्रा में पीईटी ट्रेसर अपटेक के आधार पर संशोधित किया जाता है। [18F] एफईटी एक पीईटी ट्रेसर है जिसका उपयोग अक्सर न्यूरो-ऑन्कोलॉजी में किया जाता है क्योंकि मस्तिष्क ट्यूमर का पता लगाने की क्षमता 23। [18F] एफईटी एक कृत्रिम अमीनो एसिड है जो ट्यूमरल कोशिकाओं में आंतरिक है लेकिन सेल प्रोटीन में शामिल नहीं है। [18F] एफईटी अपटेक सेल प्रसार दर, ट्यूमर सेल घनत्व और एंजियोजेनेसिस 24 के साथ मेल खाता है। चूंकि यह इन लेखकों के संस्थान में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑन्कोलॉजिक मस्तिष्क पीईटी ट्रेसर है, इसलिए इस रेडियोट्रेसर को नए वर्कफ़्लो का मूल्यांकन करने के लिए चुना गया था।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cell culture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F98 Glioblastoma Cell Line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-2397</td>
			<td>https://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/CRL-2397</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbeco&#39;s Modified Eagle Medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>22320-030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flasks</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>178883</td>
			<td>75 cm&#178;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25030-032</td>
			<td>200 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicilline-Streptomycin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15140-148</td>
			<td>10,000 U/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14040-224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25300-062</td>
			<td>0.05%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GB Rat Model</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ball-shaped burr</td>
			<td>Foredom</td>
			<td>A-228</td>
			<td>1.8 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone Wax</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>1029754</td>
			<td>https://www.aesculapusa.com/en/healthcare-professionals/or-solutions/or-solutions-cranial-closure/hemostatic-bone-wax.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethilon</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>662G/662H</td>
			<td>FS-2, 4-0, 3/8, 19 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fischer F344/Ico crl Rats</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin Syringe Microfine</td>
			<td>Beckton-Dickinson</td>
			<td>320924</td>
			<td>1 mL, 29 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Lamp</td>
			<td>Philips</td>
			<td>HP3616/01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam (Metacam)</td>
			<td>Boehringer Ingelheim</td>
			<td>-</td>
			<td>2 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromotor rotary tool</td>
			<td>Foredom</td>
			<td>K.1090-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropump system</td>
			<td>Stoelting Co.</td>
			<td>53312</td>
			<td>Stoelting Stereotaxic Injector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic frame</td>
			<td>Stoelting Co.</td>
			<td>51600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine (1%, with adrenaline 1:200,000)</td>
			<td>Aspen</td>
			<td>-</td>
			<td>1%, with adrenaline 1:200,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine gel (2%)</td>
			<td>Aspen</td>
			<td>-</td>
			<td>2%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal Irradiation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-irradiator</td>
			<td>X-Strahl</td>
			<td>SARRP</td>
			<td>Version 4.2.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td>X-Strahl</td>
			<td>Muriplan</td>
			<td>Preclinical treatment planning system (PCTPC), version 2.2.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal PET</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[18F]FET</td>
			<td>Inhouse made</td>
			<td>-</td>
			<td>PET tracer; along with Prohance: MRI/PET agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-PET</td>
			<td>Molecubes</td>
			<td>Beta-Cube</td>
			<td>https://www.molecubes.com/b-cube/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal MRI</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-MRI</td>
			<td>Bruker Biospin</td>
			<td>Pharmascan 70/16</td>
			<td>https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 G Needle for IV injection</td>
			<td>Beckton-Dickinson</td>
			<td>305128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE 10 Tubing</td>
			<td>Instech Laboratories Inc</td>
			<td>BTPE-10</td>
			<td>BTPE-10, polyethylene tubing 0.011 x 0.024 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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prohance contrast agent</td>
			<td>Bracco Imaging</td>
			<td>-</td>
			<td>279.3 mg/mL, gadolinium-contrast agent (along with [18F]FET: MRI/PET agent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tx/Rx Rat Brain - Mouse Whole Body Volumecoil</td>
			<td>Bruker Biospin</td>
			<td>-</td>
			<td>40 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-based Heating Unit</td>
			<td>Bruker Biospin</td>
			<td>MT0125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Consumables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>B506</td>
			<td>Anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin Syringe Microfine</td>
			<td>Beckton-Dickinson</td>
			<td>320924</td>
			<td>1 mL, 29 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image Analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>-</td>
			<td>Version R2019b</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMOD</td>
			<td>PMOD technologies LLC</td>
			<td></td>
			<td>Preclinical and molecular imaging software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

positron emission tomography-based dose painting radiation therapy in a glioblastoma rat model using the small animal radiation research platform

क्लिनिक में मानव ग्लियोब्लास्टोमा के कीमो-विकिरण उपचार की नकल करने के लिए एक चूहा ग्लियोब्लास्टोमा मॉडल पहले स्थापित किया गया था। नैदानिक उपचार के समान, उपचार-योजना प्रक्रिया के दौरान गणना टोमोग्राफी (सीटी) और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) को जोड़ा गया था। पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) इमेजिंग को बाद में एक माइक्रो-विकिरण प्रणाली का उपयोग करके उप-वॉल्यूम बूस्टिंग को लागू करने के लिए जोड़ा गया था। हालांकि, माइक्रो-विकिरण प्रणाली का उपयोग करके तीन इमेजिंग तौर-तरीकों (सीटी, एमआरआई और पीईटी) का संयोजन श्रम-गहन साबित हुआ क्योंकि मल्टीमॉडल इमेजिंग, उपचार योजना और खुराक वितरण को प्रीक्लिनिकल सेटिंग में क्रमिक रूप से पूरा किया जाना है। यह भी एक वर्कफ़्लो में परिणाम है जो मानव त्रुटि के लिए अधिक प्रवण है। इसलिए, प्रीक्लिनिकल मल्टीमॉडल इमेजिंग-आधारित विकिरण उपचार योजना को और अनुकूलित करने के लिए एक उपयोगकर्ता के अनुकूल एल्गोरिथ्म लागू किया गया था। इस सॉफ्टवेयर उपकरण का उपयोग सिलिको अध्ययन डिजाइन में उपयोग करके सूक्ष्म विकिरण के साथ खुराक पेंटिंग विकिरण चिकित्सा की सटीकता और दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। खुराक पेंटिंग विकिरण चिकित्सा के लिए नई पद्धति सटीकता, समय दक्षता, और इंट्रा- और अंतर-उपयोगकर्ता परिवर्तनशीलता के मामले में पहले से वर्णित विधि से बेहतर है। यह माइक्रो-इरेडिएटर्स पर व्युत्क्रम उपचार योजना के कार्यान्वयन की दिशा में भी एक महत्वपूर्ण कदम है, जहां नैदानिक प्रणालियों के विपरीत, आगे की योजना अभी भी आमतौर पर उपयोग की जाती है।

मानव उपचार रणनीति की नकल करने के लिए SARRP का उपयोग करके एक ग्लियोब्लास्टोमा चूहा मॉडल में पीईटी- और एमआरआई-निर्देशित विकिरण की व्यवहार्यता को पहले 20,21,22 वर्णित किया गया है।<sup class="xref...

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Positron Emission Tomography-based Dose Painting Radiation Therapy in a Glioblastoma Rat Model using the Small Animal Radiation Research Platform

यहां हम सटीकता और दक्षता को अनुकूलित करने के लिए इन-हाउस विकसित एल्गोरिदम का उपयोग करके चूहे ग्लियोब्लास्टोमा मॉडल में प्रीक्लिनिकल पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी-आधारित रेडियोथेरेपी करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं।

Positron उत्सर्जन टोमोग्राफी-आधारित खुराक पेंटिंग विकिरण थेरेपी एक ग्लियोब्लास्टोमा चूहा मॉडल में छोटे पशु विकिरण अनुसंधान मंच का उपयोग कर

A rat glioblastoma model to mimic chemo-radiation treatment of human glioblastoma in the clinic was previously established. Similar to the clinical ...

प्रोटोकॉल इन-हाउस विकसित एल्गोरिदम का उपयोग करके एक चूहे ग्लियोब्लास्टोमा मॉडल में प्रीक्लिनिकल पीईटी-आधारित रेडियोथेरेपी के लिए एक अनुकूलित वर्कफ़्लो का वर्णन करता है। अनुकूलित दृष्टिकोण स्वचालन का पक्ष लेता है और पहले से विकसित वर्कफ़्लो की तुलना में कम समय लेने वाला होता है। सात से आठ मिलीमीटर व्यास के ट्यूमर को आश्रय देने वाले एक F98 ग्लियोब्लास्टोमा चूहे को बेहोश करने के बाद, पीईटी अधिग्रहण से एक घंटे पहले पार्श्व पूंछ शिरा में खारा के 200 माइक्रोलीटर में भंग फ्लोरीन -18 एफईटी के 10 से 12 मेगाबेक्वेरल इंजेक्ट करें।जानवर को होश में आने दें, जबकि अनुरेखक पूरे शरीर में वितरित हो जाता है। इस बीच, आसान सह-पंजीकरण के लिए एमआरआई पीईटी एजेंट से भरे एक केशिका को ठीक करें। फिर जानवर को फिर से बेहोश करें और इसे एक बहु-रूपरेखा बिस्तर पर रखें।इमेजिंग और माइक्रो-विकिरण के दौरान एक निश्चित स्थिति बनाए रखने के लिए हुक और लूप फास्टनरों का उपयोग करके जानवर को सुरक्षित करें, फिर बहु-रूपरेखा इमेजिंग और थेरेपी के दौरान अपने शरीर के तापमान को संरक्षित करने के लिए जानवर को बबल रैप में लपेटें। पीईटी ट्रेसर के इंजेक्शन के एक घंटे बाद, पीईटी स्कैन करें। अधिकतम संभावना अपेक्षा अधिकतमीकरण एल्गोरिथ्म के 30 पुनरावृत्तियों का उपयोग करके 0.4 मिलीमीटर voxel आकार के साथ एक 3 डी मात्रा में पीईटी स्कैन का पुनर्निर्माण करें।इसके बाद, पूंछ की नस में एक एमआरआई कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्ट करें, फिर एमआरआई स्कैनर के पशु धारक में बहु-साधन बिस्तर पर अभी भी तय चूहे को रखें। एक कंट्रास्ट एन्हांस्ड T1 भारित स्पिन इको अनुक्रम के बाद एक स्थानीयकरण स्कैन निष्पादित करें। फिर जानवर को अभी भी माइक्रो-इरेडिएटर पर चार-अक्ष रोबोट पोजिशनिंग टेबल पर सुरक्षित प्लास्टिक धारक पर बहु-रूपरेखा बिस्तर पर रखा गया है।एक उच्च रिज़ॉल्यूशन उपचार योजना शंकु बीम सीटी प्रदर्शन 360 डिग्री से अधिक 360 अनुमानों की कुल आवश्यकता है। 0.275 मिलीमीटर के एक आइसोट्रोपिक वोक्सेल आकार के साथ सीटी छवियों का पुनर्निर्माण करें। छवि सह-पंजीकरण के लिए, तीन छवि तौर-तरीकों को एक फ़ोल्डर में रखें, फिर परिवर्तित छवियों को MATLAB में आयात करें।इसके बाद, खुराक पेंटिंग सह-पंजीकरण MATLAB स्क्रिप्ट चलाएं जो DICOM छवियों को NIfTI प्रारूप में परिवर्तित करता है, एक मिलीमीटर पूर्ण चौड़ाई आधा अधिकतम गॉसियन फ़िल्टर के साथ पीईटी छवि को फ़िल्टर करता है, पीईटी छवि को क्रॉप करता है और छवि केंद्रों को एक-दूसरे के करीब ले जाता है और सांख्यिकीय पैरामीट्रिक मैपिंग का उपयोग करके वास्तविक कठोर शरीर सह-पंजीकरण करता है। उपचार योजना पर आगे बढ़ने से पहले स्वचालित सह-पंजीकरण के परिणाम का मूल्यांकन करें। विधि एक को लागू करने के लिए, खुराक पेंटिंग विकिरण योजना MATLAB स्क्रिप्ट चलाएँ और MATLAB अनुप्रयोग में तीन अलग अलग इमेजिंग तौर-तरीकों को लोड करें।अगला, T1 भारित एमआरआई स्कैन के अनुप्रस्थ, sagittal और ललाट दृश्यों पर इसके विपरीत वृद्धि के चारों ओर एक उदार बाउंडिंग बॉक्स रखें। बाउंडिंग बॉक्स का स्थान सहेजें, फिर बॉक्स को अंतिम रूप दें. थ्रेशोल्ड का उपयोग करके कंट्रास्ट एन्हांस्ड वॉल्यूम निर्धारित करें.यदि कई क्षेत्रों का चयन किया गया है, तो केवल सबसे बड़ी मात्रा का चयन करें, जिसके केंद्र को विकिरण चिकित्सा के लिए निर्धारित खुराक देने के लिए पहला आइसोसेंटर माना जाता है। प्रत्येक दिशा में 10 पिक्सेल द्वारा पहले से निर्धारित MRI कंट्रास्ट एन्हांसमेंट का विस्तार करें। यदि कई क्षेत्रों का पता लगाया जाता है, तो केवल सबसे बड़ी पीईटी मात्रा को बनाए रखें, जिसके केंद्र को विकिरण चिकित्सा के लिए निर्धारित खुराक देने के लिए दूसरा आइसोसेंटर माना जाता है।पहले isocenter के लिए, 2, 000 centigray की एक निर्धारित खुराक वितरित सोफे की स्थिति शून्य, नकारात्मक 45 और नकारात्मक 90 डिग्री क्रमशः 120, 120, और 60 डिग्री के एक gantry रोटेशन के साथ तीन गैर-coplanar आर्क्स का उपयोग कर. 10 से 10 मिलीमीटर के एक निश्चित कॉलिमेटर आकार का उपयोग करें। हालांकि, छोटे ट्यूमर के लिए, एक उपयुक्त आकार का उपयोग करें जैसे कि पांच से पांच मिलीमीटर।दूसरे isocenter के लिए, सोफे की स्थिति शून्य, नकारात्मक 45 और नकारात्मक 90 डिग्री क्रमशः 120, 120, और 60 डिग्री के एक gantry रोटेशन के साथ तीन गैर-coplanar आर्क्स का उपयोग कर 800 centigray की एक निर्धारित खुराक वितरित। एक मिलीमीटर के एक निश्चित कॉलिमेटर आकार का उपयोग करें। जानवर और बीम वितरण मापदंडों के भीतर खुराक वितरण की गणना करें।विधि दो को लागू करने के लिए, MATLAB ऐप में तीन अलग-अलग इमेजिंग तौर-तरीकों को लोड करें जैसा कि पहले प्रदर्शित किया गया था, फिर फ्लोरीन -18 एफईटी पीईटी छवि के अनुप्रस्थ, सैजिटल और ललाट दृश्यों पर इसके विपरीत वृद्धि के चारों ओर एक उदार बाउंडिंग बॉक्स रखें और बाउंडिंग बॉक्स के स्थानों को सहेजें। बाउंडिंग बॉक्स को अंतिम रूप देने के बाद, उपयुक्त MATLAB स्क्रिप्ट का उपयोग V50, V60, V70, V80, और V90 isocenters में निर्धारित करने के लिए और motorized चर collimator मार्गदर्शन करने के लिए आवश्यक प्रत्येक बीम के लिए जबड़े आयाम। 2 की एक निर्धारित खुराक देने के लिए, 000 सेंटिग्रे ने V50 के लिए 16 बीम पर वितरित किया और V60 से V90 के लिए 40 से अधिक बीम वितरित 800 सेंटिग्रे की एक खुराक वितरित की, MATLAB स्क्रिप्ट द्वारा उत्पन्न आउटपुट फ़ाइल का चयन करें और उपचार योजना सॉफ्टवेयर में 56 बीम आयात करें।यह सत्यापित करने के बाद कि सभी 56 बीम सही ढंग से आयात किए गए हैं, जानवर के भीतर खुराक वितरण और बीम वितरण मापदंडों की गणना करें। पीईटी-आधारित खुराक पेंटिंग विकिरण चिकित्सा के दोनों तरीकों को तीन अलग-अलग मामलों में लागू किया गया था। मामले में एक में एक गोलाकार समरूप पीईटी अपटेक होता है जबकि मामलों में दो और तीन में एक अंगूठी के आकार का अपटेक होता है जहां कम पीईटी अपटेक सबसे अधिक संभावना नेक्रोटिक ऊतक होता है।विधि दो के लिए खुराक मात्रा हिस्टोग्राम व्यवस्थित रूप से विधि एक के लिए उन लोगों की तुलना में आदर्श खुराक वितरण के करीब हैं। एक पर्याप्त ट्यूमर की मात्रा दो और तीन मामलों में अपर्याप्त विकिरण प्राप्त करती है जब विधि एक के साथ इलाज किया जाता है। D90 और D50 मान विधि दो की तुलना में विधि एक के लिए काफी कम हैं।आदर्श रूप से, क्यू वॉल्यूम हिस्टोग्राम एक के बराबर क्यू मान पर एक तेज गिरावट बनाते हैं। विधि दो हमेशा खुराक वितरण में परिणाम है कि विधि एक से खुराक उद्देश्य के करीब हैं। इसके अलावा, विधि दो के लिए समग्र क्यू कारक विधि एक के लिए उन लोगों से बेहतर थे।यह पद्धति व्युत्क्रम योजना की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है जिसका उपयोग आमतौर पर नैदानिक दिनचर्या में किया जाता है और प्रीक्लिनिकल विकिरण अनुसंधान और क्लिनिक के बीच के अंतर को और कम करता है।

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Advanced Animal Model of Colorectal Metastasis in Liver: Imaging Techniques and Properties of Metastatic Clones

जिगर में कोलोरेक्टल मेटास्टेसिस के उन्नत पशु मॉडल: इमेजिंग तकनीक और metastatic क्लोन का गुण

Patients with a limited number of hepatic metastases and slow rates of progression can be successfully treated with local treatment approaches1,2. ...

PET and MRI Guided Irradiation of a Glioblastoma Rat Model Using a Micro-irradiator

पीईटी और एमआरआई एक ग्लियोब्लास्टोमा चूहा एक माइक्रो irradiator का उपयोग कर मॉडल के निर्देशित विकिरण

For decades, small animal radiation research was mostly performed using fairly crude experimental setups applying simple single-beam techniques without ...

An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion

An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion

पेरिनेरियल आक्रमण के Vivo Murine Sciatic तंत्रिका मॉडल में एक

Cancer cells invade nerves through a process termed perineural invasion (PNI), in which cancer cells proliferate and migrate in the nerve ...

The Clinical Application of Tumor Treating Fields Therapy in Glioblastoma

ट्यूमर के नैदानिक आवेदन ग्लियोब्लास्टोमा में खेतों चिकित्सा उपचार

Glioblastoma is the most common and lethal form of brain cancer, with a median survival of 15 months after diagnosis and a 5 year survival rate of only 5% ...

Studying Normal Tissue Radiation Effects using Extracellular Matrix Hydrogels

Extracellular मैट्रिक्स hydrogels का उपयोग कर सामान्य ऊतक विकिरण प्रभाव का अध्ययन

Radiation is a therapy for patients with triple negative breast cancer. The effect of radiation on the extracellular matrix (ECM) of healthy breast tissue ...

Cell Cycle-specific Measurement of &#947;H2AX and Apoptosis After Genotoxic Stress by Flow Cytometry

Cell Cycle-specific Measurement of ÃƒÅ½Ã‚Â³H2AX and Apoptosis After Genotoxic Stress by Flow Cytometry

प्रवाह साइटोमेट्री द्वारा जेनोटॉक्सिक तनाव के बाद सेल साइकिल-विशिष्ट मापन

The presented method or slightly modified versions have been devised to study specific treatment responses and side effects of various anti-cancer ...

Management of Respiratory Motion Artefacts in 18F-fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography using an Amplitude-Based Optimal Respiratory Gating Algorithm

Management of Respiratory Motion Artefacts in 18F-fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography using an Amplitude-Based Optimal Respiratory Gating Algorithm

18 एफ-फ्लोरोडेऑक्सीग्लूकोस पॉजिट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी में श्वसनगति कलाकृतियों का प्रबंधन एक आयाम आधारित इष्टतम श्वसन गेटिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके

Positron emission tomography (PET) combined with X-ray computed tomography (CT) is an important molecular imaging platform that is required for accurate ...

Studying Triple Negative Breast Cancer Using Orthotopic Breast Cancer Model

ऑर्थोटोपिक स्तन कैंसर मॉडल का उपयोग कर ट्रिपल नकारात्मक स्तन कैंसर का अध्ययन

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less ...

A 3D Spheroid Model for Glioblastoma

ग्लियोब्लास्टोमा के लिए एक 3 डी स्फेरॉइड मॉडल

Two-dimensional (2D) cell cultures do not mimic in vivo tumor growth satisfactorily. Therefore, three-dimensional (3D) culture spheroid models were ...

Machine Learning Algorithms for Early Detection of Bone Metastases in an Experimental Rat Model

एक प्रयोगात्मक चूहा मॉडल में बोन मेटास्टेस की शुरुआती पहचान के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम

Machine learning (ML) algorithms permit the integration of different features into a model to perform classification or regression tasks with an accuracy ...