مقالة منهجية

التنفيذ المنهجي لأنظمة تشعيع الحيوانات الصغيرة للدراسات قبل السريرية الموجهة بالتصوير

52 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/71605

⸱

أغسطس 21, 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Radiation Oncology, WashU Medicine

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

يصف هذا البروتوكول التنفيذ المنهجي لنظامين من أنظمة تشعيع الحيوانات الصغيرة لإجراء دراسات إشعاعية قبل سريرية موجهة بالصور. كما يوضح تكوين النظام، ومسارات عمل التصوير، وإجراءات تخطيط العلاج، واعتبارات تقديم الإشعاع لدعم تجارب الحيوانات الصغيرة القابلة للتكرار وذات الصلة سريرياً.

الملخص

تُعد الأبحاث الراديوبيولوجية قبل السريرية أساسية لتعزيز فهم كيفية تأثير خصائص إيصال الإشعاع المختلفة على الاستجابات البيولوجية ولتحسين استراتيجيات العلاج عبر مختلف المواقع المستهدفة. وتعتمد دقة هذه الدراسات وقابلية تكرارها وأهميتها الانتقالية على التنفيذ السليم لمنصات تشعيع الحيوانات الصغيرة الموجهة بالصور والتي تحاكي بدقة سير عمل العلاج الإشعاعي السريري. يصف المقال الحالي التشغيل العملي لنظامين من أنظمة العلاج الإشعاعي قبل السريري الموجه بالصور والمعتمدين على نطاق واسع لتشعيع الحيوانات الصغيرة بدقة عالية. وعلى الرغم من أن كلتا المنصتين مصممتان لإيصال إشعاع متوافق بتوجيه صوري، إلا أنهما تختلفان في ميزات هندسية رئيسية، بما في ذلك مواصفات أنبوب الأشعة السينية، والمسافة من المصدر إلى المحور (SAD)، وتوازى الحزمة، وآليات التدريع، والهندسة الميكانيكية، وبرمجيات تخطيط العلاج. وتؤثر هذه الاختلافات على إعداد النظام، وسير عمل التشعيع، وإيصال العلاج. ومن خلال تحديد الاعتبارات المنهجية والإجراءات التشغيلية لكلتا المنصتين، يوفر هذا البروتوكول للباحثين إرشادات عملية لتصميم وتنفيذ وتكرار تجارب الإشعاع قبل السريرية ذات الصلة الانتقالية.

المقدمة

يعد السرطان من بين الأسباب الرئيسية للوفاة في العالم1. وتعتبر العلاجات الإشعاعية والجراحية والكيميائية العلاجات الأساسية للسرطان2. ويُقدر أن ما يقرب من نصف جميع مرضى السرطان يحتاجون إلى العلاج الإشعاعي في علاجهم3. وتُشكل الدراسات قبل السريرية على النماذج الحيوانية، والتي تُصمم عادةً لتقييم السلامة والآليات البيولوجية والفعالية العلاجية لنهج علاجي ما، أساساً لتطوير التجارب السريرية وصولاً إلى الترجمة السريرية النهائية لاستراتيجيات العلاج الجديدة. وقد أصبحت أجهزة التشعيع للحيوانات الصغيرة الموجهة بالصور أدوات أساسية في العلاج الإشعاعي قبل السريري لأنها تتيح تشعيعاً متوافقاً وموضعياً للأورام والأعضاء المعرضة للخطر (OARs) بهندسات وسير عمل يهدفان إلى محاكاة توصيل الإشعاع وتخطيط العلاج السريري4,5,6. ووفقاً لمراجعة حديثة7، فقد ارتفع عدد المقالات المتعلقة بالعلاج الإشعاعي الموجه بالصور للحيوانات الصغيرة من أقل من 10 مقالات سنوياً في الفترة ما بين 2007-2010 إلى ما يقرب من 80 مقالة في عام 2020. وتغطي المقالات الفيزيائية والبيولوجية موضوعات تتراوح من قياس الجرعات وتخطيط العلاج إلى استجابة الورم والأنسجة الطبيعية7. والهدف العام من هذا البروتوكول هو توفير إطار عمل قائم على الأسس الفيزيائية لمقارنة منصتين من منصات تشعيع الحيوانات الصغيرة واسعة الاستخدام، وذلك لتسهيل الاختيار المدروس للمنصة التي تدعم دراسات إشعاعية قبل سريرية قابلة للتكرار وذات صلة سريرياً. النظام 1 هو منصة أبحاث الإشعاع للحيوانات الصغيرة (SARRP)، والنظام 2 هو منصة العلاج الإشعاعي الدقيق للحيوانات الصغيرة (SmART+). ويكمن المبرر لاستخدام هذه الأنظمة في أن دراسات البيولوجيا الإشعاعية تتطلب بشكل متزايد استهدافاً قابلاً للتكرار، وتحديد موقع قائماً على التصوير المقطعي المحوسب (CT)8,9، وتشكيل الحقل الذي يوفر توافقاً فائقاً للخطة مع تمكين نماذج ذات صلة سريرياً مثل التجزئة المنخفضة (hypofractionation)، وتشعيع الحجم الجزئي، واستراتيجيات الحفاظ على الأعضاء. وفي العلاج الإشعاعي، يجب الحفاظ على توازن دقيق بين الجرعة الموجهة لهدف العلاج والأعضاء المعرضة للخطر، وهو ما يتطلب فهماً شاملاً للآليات البيولوجية الإشعاعية المعنية10,11. ومن أجل الاستمرار في تحسين فهم استجابة الأنسجة السرطانية والسليمة للإشعاع، فإن الدقة العالية والقابلية للتكرار والإحكام في توصيل الجرعة تعد أموراً أساسية عند استخدام أجهزة تشعيع الحيوانات الصغيرة في الدراسات قبل السريرية.

على الرغم من أن كلا النظامين يعملان بحزم أشعة سينية بجهد كيلو فولت يصل إلى 225 kVp، إلا أن هناك اختلافات جوهرية في إعدادهما (انظر الشكل 1) قد تتطلب اعتبارات خاصة لبعض التجارب. يتميز النظام 1 بمسافة من المصدر إلى المحور (SAD) تبلغ 35 cm، ويعتمد نهج التصوير المقطعي المحوسب بالحزمة المخروطية المرتكز على المنصة، مما يتطلب تدوير الجسم أثناء الفحص. أما النظام 2 فله مسافة SAD أقصر تبلغ 30 cm، ويعتمد نظام توصيل قائم على القنطرة، مما يتطلب تدوير الحزمة حول الجسم لإجراء الفحص. وحتى الآن، استُخدم النظام 1 لتشعيع الفئران والجرذان، بينما استُخدم النظام 2 (بما في ذلك الإصدارات الأقدم) لتشعيع الفئران والجرذان وطيور الكناري12,13,14. يستغرق بروتوكول التصوير الكامل وتخطيط العلاج وتوصيل العلاج حوالي 30 min لكل عينة في هذه الأنظمة. ومع ذلك، يمكن تقصير سير العمل اعتماداً على البروتوكول المتبع؛ فعلى سبيل المثال، قد تسمح بعض البروتوكولات باستخدام خطة عامة واحدة لجميع الحيوانات في المجموعة، مما يؤدي إلى حذف خطوة تخطيط العلاج وتقصير الوقت الإجمالي للتجربة. إن فهم كيفية تأثير الاختلافات بين أجهزة التشعيع على معدل الجرعة، وتحديد المجال، والخلوص الهندسي، وقيود سير العمل يوفر أساساً لاختيار النظام الذي يناسب الاحتياجات التقنية والتجريبية بشكل أفضل. ويرد ملخص للمواصفات الفيزيائية والتشغيلية الرئيسية للنظام 1 والنظام 2 في الجدول 1.

يتم تقديم ملخص لسير العمل العام لدراسة نموذجية تتضمن تشعيع الحيوانات الصغيرة (انظر الشكل 2). يصف هذا البروتوكول التنفيذ المنهجي للنظام 1 والنظام 2 للدراسات الإشعاعية قبل السريرية الموجهة بالصور. كما يوضح تكوين النظام، وسير عمل التصوير، وإجراءات تخطيط العلاج، واعتبارات تقديم التشعيع لدعم تجارب الحيوانات الصغيرة القابلة للتكرار وذات الصلة سريرياً.

البروتوكول

أُجريت جميع الدراسات الحيوانية بموافقة لجنة الرعاية والاستخدام المؤسسي للحيوان (IACUC). الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.

1 النظام 1

  1. الإحماء (17.5–72 دقيقة)
    ملاحظة: أثناء التركيب والتشغيل التجريبي، يجب على مسؤول السلامة الإشعاعية (RSO) في المؤسسة إجراء مسح إشعاعي للتأكد من أن التسرب الإشعاعي خارج الكابينة أقل من عتبة الجرعة في أي ساعة واحدة والجرعة في أي أسبوع واحد. قبل تشغيل النظام، يجب على المستخدم اتباع تعليمات السلامة الإشعاعية المقدمة من مسؤول السلامة الإشعاعية بالمؤسسة.
    1. ابدأ بوضع مفتاح معالج الوحدة (MP1) عند الموضع 0 (الساعة 9). في جهاز System 1، اضغط على زر البدء الأخضر. قم بتشغيل مقابض إضاءة الكابينة والليزر. أدر مفتاح MP1 إلى موضع الاستعداد (الساعة 12).
    2. قد يعرض متحكم سجل البيانات في MP1 القيمة 810 (17.5 دقيقة) أو 811 (72 دقيقة)، اعتماداً على موعد آخر استخدام للوحدة. إذا لم يتم عرض برنامج إحماء، اختر Set وأدخل 810، ثم اضغط Enter.
    3. أدخل مرشح النحاس 0.15 mm (انظر الشكل 3) في فتحة المرشح الموجودة على رأس القنطرة (gantry head). أدخل الموازِ 0.5 mm في الحامل وأحكم ربط المسمار لتثبيته.
    4. أدر مفتاح MP1 إلى موضع الطاقة العالية (الساعة 3). اختر زر X-ray On الأخضر لبدء الإحماء.
  2. تسلسل العودة للموضع الأصلي ومعايرة الكاشف (5 دقائق)
    1. افتح Software 1 (انظر الجدول 1).
    2. ستظهر نافذة منبثقة تطلب ضبط المنصة الدوارة. اضغط Ok وانتظر تحرك المنصة إلى موضعها الأصلي.
    3. في Software 1، تأكد من تحديد مربع "Motors Enabled".
    4. انتظر ظهور رسالة "Homing Complete".
    5. تحت Imaging و Robotics Control، اكتب 90 في مربع طلب القنطرة (Gantry demand box) واضغط Move.
    6. افتح باب كابينة System 1. اسحب غطاء نافذة CT للأعلى واسحب وحدة CT للأمام حتى يتم قفلها. تأكد من إزالة جميع الأرائك (couches) من المنصة. اسحب الموازِ والحامل لإزالتهما من رأس القنطرة. أدخل مرشح الألمنيوم 1 mm للتصوير.
    7. في Software 1 وتحت Technique Presets، اختر Mouse CT Imaging واضغط Apply.
    8. من شريط الأدوات، اختر Detector ثم Detector calibration لبدء المعايرة.
  3. تصوير CT بحزمة مخروطية للفئران (10 دقائق، بما في ذلك التخدير)
    1. ضع الفأر في حجرة تخدير وفقاً لما هو محدد في بروتوكول البحث المعتمد.
    2. افتح باب الكابينة. ضع الأريكة على المنصة وثبتها بإحكام عن طريق ربط المسمار. ضع سرير القوارض على الأريكة وثبته بالشريط اللاصق. قم بتوصيل أنبوب الإيزوفلوران برأس السرير وقم بتشغيل الغاز.
    3. ضع الفأر على السرير في وضع الانبطاح أو الاستلقاء وفقاً لبروتوكول التجربة.
    4. في Software 1 وتحت Imaging and Robotics Control، اختر المجلد الخاص بالباحث الرئيسي والدراسة. اختر CBCT Acquisition.
    5. قم بتسمية المسح. اختر بروتوكول إعادة البناء المطلوب، وعدد الإسقاطات ثنائية الأبعاد (الافتراضي 360)، وسرعة الأريكة (الافتراضي 1.5 deg/s). اختر OK. راقب كاميرا الويب على شاشة البرنامج للتأكد من عدم وجود تصادمات. إذا بدا أن التصادم وشيك، اضغط Stop لإيقاف القنطرة.
  4. العلاج (10 دقائق)
    1. بمجرد اكتمال التصوير، أغلق نافذة Software 2. افتح Software 3. تحت Experiment، اختر مجلد الباحث الرئيسي. تحت Scan، اختر رقم الفأر واضغط Load Reconstruction.
    2. سيتم تحميل CBCT في 3 لوحات. اضغط Adjust Window. انقر بزر الفأرة الأيسر، ثم حرك المؤشر فوق الصورة واسحبه للأسفل وإلى اليسار لضبط نافذة الـ CT.
    3. بمجرد ضبط الكثافات، استخدم زر الفأرة الأيمن واسحب للأسفل لتكبير الصورة. اضغط على زر التمرير واسحب للتحريك (pan). لتقييم جودة الصورة، تأكد من عدم وجود شوائب (artifacts) بالقرب من الهدف وأنه يمكن تمييز الهدف عن الأعضاء المعرضة للخطر (OARs) المحيطة. بمجرد الرضا عن النتيجة، اضغط Register.
    4. في حالة استخدام خطة معدة مسبقاً، ابحث عن الخطة وقم بتحميلها تحت Select Reference Plan، ثم اضغط Create. أما في حالة إنشاء خطة جديدة، فاترك حقل Select Reference Plan على الوضع None.
    5. اختر Define Contours. تحت Segmentation Thresholds، اضبط عتبات التجزئة للهواء، والرئة، والدهون، والأنسجة، والعظام. تحت Edit Contours، لكل عضو مستهدف، اختر Add، وقم بتحديد محيط العضو باستخدام أداة Paint. اضبط قطر الفرشاة حسب الرغبة. يمكن تحديد محيط العضو إما شريحة تلو الأخرى ثم إجراء الاستيفاء (interpolation)، أو باستخدام أداة الفرشاة الكروية.
    6. اختر Treatment Planning. إذا كنت تستخدم خطة معدة مسبقاً، حرك كل مركز متساوي المسافات (isocenter) إلى مركز العضو المستهدف واضبطه في جميع العروض الثلاثة. في حالة إنشاء خطة جديدة، تحت Targets، اضغط على علامة الزائد الخضراء لكل مركز متساوي المسافات مطلوب وحرك المركز إلى الهدف.
    7. لكل هدف، حدد الجرعة بالنقر المزدوج على حقل Dose. تحت Beams، اضغط على علامة الزائد الخضراء التي تحمل حرف B لإضافة حزمة ثابتة أو علامة الزائد الخضراء التي تحمل حرف A لإضافة قوس (arc). حدد وزن الحزمة، والموازِ، وزاوية القنطرة لكل حزمة. لإضافة حزمة لمركز متساوي المسافات آخر، اختر ذلك isocenter تحت Targets بحيث يتم تظليله باللون الأرجواني، ثم أضف الحزمة.
    8. تحت Dose، اختر Dose Engine المطلوب (Superposition Convolution أو Monte Carlo). اختر Compute Dose.
    9. اختر Verify. اختر Compute Isodoses و Compute DVH. تأكد من أن الخطة و
      ​DVHs توفر الجرعة المطلوبة للأهداف والأعضاء المعرضة للخطر OARs (انظر الشكل 4).
    10. افتح باب الكابينة. قم بإزالة مرشح الألمنيوم وأدخل مرشح النحاس. أدخل الموازِ في الحامل واسحب الوحدة للخلف في رأس القنطرة. اسحب غطاء نافذة CT للأسفل وادفعه للخلف حتى يتم قفله.
    11. اختر Execute ثم Execute Beam.
    12. من Software 1، ستظهر نافذة منبثقة توضح موضع الأريكة والقنطرة المستهدفين. تأكد من أن دوران الأريكة عند 0 لتجنب التصادم واضغط OK. ستظهر نافذة أخرى توضح حجم الموازِ ونوع المرشح. اضغط OK، وستبدأ الحزمة تلقائياً.
    13. راقب كاميرا الويب في Software 1 للتأكد من عدم وجود تصادمات.
    14. إذا كان هناك أكثر من حزمة واحدة، فبمجرد انتهاء تسليم الحزمة السابقة، اختر Execute Beam وكرر الخطوة 1.4.11.
    15. افتح باب الكابينة، وأخرج الفأر الحالي من السرير، وأعده إلى القفص.
    16. للمتابعة مع الحيوان التالي، كرر الخطوات 1.3 و 1.4.
  5. ما بعد العلاج (3 دقائق)
    1. بمجرد علاج الحيوان الأخير، في لوحة Imaging and Robotics Control، اضبط زاوية القنطرة على 90° واضبط جميع حقول الحركة الأخرى على 0. اختر Move. بمجرد اكتمال الحركة، أغلق برنامج System 1. عند مطالبتك بإعادة المنصة إلى الموضع الأصلي، اختر Yes.
    2. قم بإزالة السرير والموازِ والمرشح من الكابينة. تأكد من إغلاق غطاء نافذة CT ودفعه إلى موضع التخزين.
    3. أعد مفتاح MP1 إلى الموضع 0 (الساعة 9). اضغط على زر Stop الأحمر في System 1.

2 النظام 2

  1. الإحماء (35 دقيقة)
    1. أثناء التركيب والتشغيل التجريبي، يجب على مسؤول السلامة الإشعاعية (RSO) في المؤسسة إجراء مسح إشعاعي للتأكد من أن التسرب الإشعاعي خارج الكابينة أقل من حد الجرعة في أي ساعة واحدة والجرعة في أي أسبوع واحد. وقبل تشغيل النظام، يجب على المستخدم اتباع تعليمات السلامة الإشعاعية المقدمة من مسؤول السلامة الإشعاعية في المؤسسة.
    2. افتح باب الكابينة وتأكد من عدم وجود طاولة على المنصة ولا يوجد موازٍ مثبت برأس القنطرة.
    3. في جهاز System 2، أدر مفتاح تشغيل طاقة النظام والأضواء والليزر إلى وضع التشغيل (on).
    4. أدر مفتاح طاقة وحدة التحكم إلى وضع التشغيل (on).
    5. في رأس القنطرة، افتح مزلاج فتحة المرشح وأدخل إما مرشح النحاس 0.3 mm أو مرشح الألمنيوم 2 mm حتى يستقر المرشح في مكانه (انظر الشكل 3).
    6. افتح Software 4 وWebcam.
    7. حدد X-Ray، ثم Not treatment، ثم Begin warmup لكل من الأشعة السينية الأساسية (20 دقيقة) والأشعة السينية ذات البؤرة الدقيقة (15 دقيقة).
  2. تصوير الأشعة المقطعية بالحزمة المخروطية (Cone-Beam CT) للفئران (10 دقائق، بما في ذلك التخدير)
    1. ضع الفأر في حجرة التخدير كما هو محدد في بروتوكول البحث المعتمد.
    2. افتح باب الكابينة. أدخل مرشح الألمنيوم 2 mm في فتحة المرشح إذا لم يكن مدرجاً بالفعل.
    3. ثبّت الطاولة على المنصة عن طريق الضغط على دبوس التحرير السريع ومحاذاة الدبوس مع الفتحة الموجودة في مركز المنصة.
    4. ثبّت السرير على الطاولة باستخدام شريط لاصق. وثبّت أنبوب الإيسوفلوران برأس السرير باستخدام شريط لاصق، ثم قم بتشغيل الغاز.
    5. ضع الفأر على السرير في وضعية الانبطاح أو الاستلقاء وفقاً لبروتوكول التجربة.
    6. افتح Software 5. ضمن فئة Radiation delivery، حدد CT targeting باستخدام إما البروتوكول اليدوي أو بروتوكول العلاج.
    7. في صفحة اختيار الحيوان (Animal selection)، حدد المجلد الخاص بالباحث الرئيسي والدراسة، وأنشئ ملفاً جديداً للحيوان. انقر فوق Next.
    8. ضمن Animal setup، انقر فوق Next. وبالنسبة لنوع الاستطلاع (Scout type)، انقر فوق Skip.
    9. اختر Preset selection بناءً على نوع النسيج المستهدف وانقر فوق Next (الإعداد الافتراضي هو 40 kV 2mA 60 s للأنسجة الرخوة).
    10. تحقق من إدراج المرشح المناسب لجودة الحزمة المخطط لها وتأكد من أن حالة المرشح المعروضة باللون الأخضر.
    11. حدد Start لبدء الفحص المقطعي (CT scan). سيفتح الغالق ويغلق تلقائياً.
    12. استخدم الـ Webcam للتأكد من أن القنطرة لن تصطدم بالطاولة أو الحيوان أثناء دورانها 360°. إذا بدا أن الاصطدام وشيك، اضغط على زر التوقف الطارئ الأحمر في وحدة التحكم، وستتوقف القنطرة فوراً.
    13. بمجرد اكتمال الفحص المقطعي، انقر فوق Next. سيظهر الفحص المقطعي المكتسب كـ 3 لوحات للمشاهد الإكليلية والسهمية والمحورية. قم بالتكبير والتمرير عبر الشرائح المكتسبة في كل لوحة للتعديل حسب الضرورة.
    14. استخدم الفأرة لسحب خطوط التقاطع إلى المركز المتساوي (isocenter) للمستهدف. حدد Move Stage. إذا لزم الأمر، حدد Scan Again للتحقق من موقع المستهدف. انقر فوق Next.
    15. في صفحة Export، انقر فوق Go لتصدير ملف DICOM.
    16. إذا كنت تقوم بإنشاء خطة علاج جديدة، انتقل إلى الخطوة 4. إذا كنت تستخدم خطة موجودة أو يدوية، انتقل إلى الخطوة 5.
  3. تخطيط العلاج المتقدم (10 دقائق)
    1. افتح Software 6. حدد المجلد الذي يحتوي على ملفات DICOM وحدد Import Selected Data.
    2. بمجرد تحميل ملف DICOM، انقر فوق علامة التبويب CT2MD.
    3. حرك شريط الكثافة حتى تظهر أنسجة القارض.
    4. انقر فوق علامة التبويب Contouring. لإضافة مخططات كنتورية، حدد Add. سمِّ المخطط وحدد نوعه من القائمة المنسدلة Type.
    5. حدد الأداة المطلوبة (فرشاة أو خط) وحدد Automatic. قم بتظليل أو تحديد العضو المطلوب بالفرشاة أو التحديد. استخدم شريط التمرير للتنقل عبر الإطارات ومواصلة تحديد العضو. يمكن أن يؤدي تحديد المزيد من الإطارات إلى زيادة دقة الاستيفاء (interpolation). بمجرد تحديد الإطار الأخير من العضو، حدد Interpolate.
    6. تنقل عبر الإطارات مرة أخرى للتأكد من أن الاستيفاء قد حدد العضو كما هو متوقع وقم بتصحيح أي إطارات منحرفة.
    7. انقر فوق علامة التبويب Planning. انقر فوق Add لإضافة مركز متساوي (isocenter) إلى الخطة. قم بمحاذاة هذا المركز مع المستهدف المطلوب في المستوى الإكليلي والمحوري، وأدخل الجرعة المتوقعة (Gy) للمركز المتساوي.
    8. لإضافة الحزم، حدد Add ضمن Beams. اختر بين الثابتة والديناميكية واضبط الزوايا حسب الرغبة. إذا لزم الأمر، اختر زاوية الطاولة. حدد الموازٍ وفقاً لمعايير التخطيط.
    9. ضمن Calculation، حدد Start Calculations. ستؤدي زيادة التواريخ/المساحة (histories/area) إلى زيادة دقة الخوارزمية. يمكن ضبط معلمات Monte Carlo الإضافية حسب الرغبة؛ ومع ذلك، فإن هذا خارج نطاق البروتوكول. بمجرد الاكتمال، ستظهر الشاشة شريحة الحجم (Volume Slice). حدد علامات التبويب لإظهار مدرج الجرعة الحجمي (DVH) ومقاييس الجرعة الحجمية (DVM) (انظر الشكل 5).
    10. عد إلى Planning لإجراء التغييرات حسب الحاجة.
    11. ضمن Evaluation، تحقق من وقت تشغيل الحزمة، والجرعة للمركز المتساوي، وDVH، وDVM.
    12. حدد Export data. سمِّ الملف وحدد Export to file لإنشاء ملف .ini.
  4. العلاج (10 دقائق)
    1. افتح باب الكابينة، وأزل مرشح الألمنيوم 2 mm، وأدخل مرشح النحاس 0.3 mm والموازٍ وفقاً لبروتوكول التجربة.
    2. ارجع إلى System 2 Program.
    3. بالنسبة للبروتوكول اليدوي، في شاشة بناء العلاج، حدد spot size (صغيرة أو كبيرة)، والمرشح (0.3 mm Cu)، والجهد المطلوب (kVp)، والتيار (mA)، ووقت العلاج (s). حدد حجم وشكل الموازٍ (دائري، مربع، مستطيل، أو آلي). حدد زاوية القنطرة. إذا رغبت، أضف حزمة متوازية متقابلة.
    4. بالنسبة لبروتوكول العلاج، في علامة التبويب Protocol Selection، انقر فوق Load Protocol وحدد ملف .ini من الخطوة 4. تحقق من اسم الخطة والمعلمات بتحديد مربع Show protocol details. انقر فوق Next.
    5. حدد Start Treatment ثم حدد Start Beam. إذا كان هناك أكثر من حزمة واحدة، فبمجرد تقديم الحزمة السابقة، حدد Start Beam لبدء الحزمة التالية. راقب الـ webcam للتأكد من عدم وجود اصطدامات.
    6. افتح باب الكابينة، وأزل الفأر الحالي من السرير، وأعده إلى القفص.
    7. للمتابعة مع الحيوان التالي، كرر الخطوات من 2.2 إلى 2.4.
  5. ما بعد العلاج (3 دقائق)
    1. بمجرد علاج الحيوان الأخير، أزل السرير والطاولة من المنصة. أزل المرشح والموازٍ من القنطرة.
    2. أعد القنطرة إلى الزاوية 0° وموضع المنصة إلى (0 mm, 0 mm, 0 mm) باستخدام Software 4. أغلق أبواب الكابينة. أغلق Software 5.
    3. أدر مفتاح طاقة وحدة التحكم إلى وضع الإيقاف. في جهاز System 2، أدر مفتاح الأضواء والليزر، ثم أدر طاقة النظام إلى وضع الإيقاف (off position).

النتائج

يمكن لأنبوب الأشعة السينية في System 1 توليد 20–225 kVp بمعدل جرعة يبلغ 2.6 Gy/min عند عمق 1 cm في نموذج محاكاة (phantom) من مادة مكافئة للماء بسماكتها، وبحقل يبلغ 10 × 10 mm2 ومسافة من المصدر إلى السطح (SSD) تبلغ 33 cm. تبلغ طبقة نصف القيمة (HVL) للحزمة 0.73 mm Cu عند 220 kVp و 2.15 mm Al عند 60 kVp15. ولغرض التسديد (collimation)، يستخدم System 1 مراحل نحاسية متعددة لتقليل منطقة شبه الظل (penumbra). وتُستخدم كتلتان نحاسيتان منزلقات لحجب المخرج أثناء توليد التيار واستقراره. كما تُستخدم فوهات تسديد قابلة للتبديل لعملية التشعيع. وتبلغ سماكة المرشحات 0.15 mm من النحاس و 1 mm من الألمنيوم.

تشمل الخاضعين للعلاج عادةً الفئران والجرذان، وتتضمن المواقع المعالجة القلب، والكبد، والخاصرة، والرئة، والبنكرياس، والساق، والدماغ، والاثني عشر16,17. وتتراوح الجرعات السابقة من 0.2–60 Gy باستخدام 1–6 حزم إشعاعية مع مزيج من أنواع الحزم الساكنة والقوسية. يظهر مثال لخطة علاجية تصف 2 Gy للدماغ بأكمله لفأر (انظر الشكل 4). تعتمد خطة العلاج على حزمة واحدة بزاوية گانتري 0° مع موازٍ بمقاس 10 × 10 mm2. تم تحديد محيط النخاع الشوكي العلوي يدوياً كعضو معرض للخطر (OAR)، ويظهر مخطط توزيع الجرعة الحجمي (DVH) أن ما يقرب من 20% من العضو المعرض للخطر يتلقى 0.5 Gy.

يتضمن باب خزانة System 1 نافذة مكافئة للرصاص من أجل المعاينة البصرية. تبلغ المسافة من المصدر إلى المحور (SAD) في نظام System 1 مقدار 35 cm، بينما تبلغ المسافة من المصدر إلى الكاشف (SDD) مقدار 53 cm. وأثناء التصوير المقطعي المحوسب بالحزمة المخروطية (CBCT)، تدور طاولة System 1 بزاوية 360°. وينتج عن ذلك صورة CBCT بدقة تحديد مواقع تبلغ حوالي 0.2 mm18. وبعد العلاج، يقوم نظام System 1 بإنشاء ملف سجل يوضح تكوين الحزمة، بما في ذلك عدد الحزم، ومواضع الطاولة والقنطرة (gantry)، والمسافة من المصدر إلى السطح (SSD)، وتوزيغ أوزان الحزمة، ووقت تشغيل الحزمة (انظر الشكل 6). كما يوثق الملف إحداثيات المركز المتساوي (isocenter)، والجرعة المقررة، ومعرف الخطة، والبيانات الوصفية ذات الصلة بالتخطيط مثل أسماء الخطوط الكنتورية وقيم عتبة التجزئة.

يمكن لأنبوب الأشعة السينية في System 2 توليد 10–225 kVp بمعدل جرعة يبلغ 2.7 Gy/min عند عمق 1 cm في نموذج محاكاة (phantom) من مادة ذات سمك مكافئ للماء باستخدام مجال بمساحة 10 × 10 mm2 ومسافة مصدر إلى سطح (SSD) تبلغ 29 cm. تبلغ طبقة القيمة النصفية (HVL) للحزمة 0.95 mm Cu عند 225 kVp و 2.8 mm Al عند 100 kVp. وبالنسبة للتسديد، يتكون System 2 من مسدد وحدات وحامل مرشح متصل بأنبوب الأشعة السينية. تحتوي المسددات على مشذبات ثانوية لتقليل شبه الظل (penumbra) باستخدام مخاريط مكونة من النحاس والرصاص. وتوجد مسافة خلوص تبلغ 7 cm من المسدد إلى المحور. أما المرشحات فهي من النحاس بسمك 0.3 mm والألومنيوم بسمك 2 mm.

تشمل العينات التي يتم علاجها عادةً الفئران والجرذان، وتشمل المواقع المعالجة الرأس والرقبة19، والقلب، والجانب، والدماغ، والبنكرياس، والكلية، والغدة اللعابية. تتراوح الجرعات السابقة من 2–60 Gy باستخدام 1–2 حزمة إشعاعية ومزيج من أنواع الحزم الساكنة والقوسية. يظهر مثال لخطة علاجية تصف 2 Gy للدماغ كاملاً لفأر (انظر الشكل 5). تستخدم الخطة العلاجية حزمتين عند زوايا gantry قدرها 90° و 270° مع موازٍ (collimator) بمقاس 10 × 10 mm2. تم تحديد محيط النخاع الشوكي العلوي يدوياً كعضو معرض للخطر (OAR)، ويظهر مخطط توزيع الجرعة الحجمي (DVH) أن ما يقرب من 20% من العضو المعرض للخطر يتلقى 0.5 Gy.

تبلغ المسافة من المصدر إلى محور الدوران (SAD) في النظام 2 مقدار 30 cm، والمسافة من المصدر إلى الكاشف (SDD) مقدار 62 cm. وفي النظام 2، يدور القنطرة ونافذة الأشعة المقطعية (CT) بمقدار 360° حول طاولة المريض. وينتج عن ذلك صورة تصوير مقطعي حزمي مخروطي (CBCT) بدقة تطابق تصل إلى 0.2 mm وفقاً للشركة المصنعة. وبعد العلاج، يُنشئ النظام 2 ملف سجل يوضح معايير التنفيذ، بما في ذلك عدد الحزم، وتوزين الحزمة، ووقت تشغيل الحزمة، وزاوية القنطرة واتجاه الدوران، وطاقة الحزمة (kVp)، وتيار الأنبوب (mA)، وحجم البقعة، وموضع الطاولة، ومادة وسمك المرشح. كما يتضمن الملف نوع الإشعاع والبيانات الوصفية للتخطيط.

مخطط إعداد العلاج الإشعاعي، وتصوير CBCT، ودوران القنطرة، ومرشحات الألمنيوم/النحاس، واستخدام الموازِ.
الشكل 1: تكوينات النظام 1 والنظام 2. تُظهر اللوحات (A–C) النظام 1، وتُظهر اللوحات (D–F) النظام 2. (A,D) مناظر خارجية لكل منصة مع توضيح الأبعاد (الارتفاع، والعرض، والعمق). (B,E) التكوين الداخلي أثناء التصوير، بما في ذلك دوران طاولة الفحص (B) ودوران القنطرة (E). يظهر فأر تحت التخدير في النظام 1 (B)، ويظهر نموذج محاكاة للفأر (phantom) في النظام 2 (E). (C,F) التكوين الداخلي أثناء تقديم العلاج، مع تسليط الضوء على إعداد العلاج مع وجود أجهزة التوازي في كل نظام. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

مخطط سير عمل دراسة القوارض؛ يتضمن خطوات ما قبل الإجراء، والخطوات المعتمدة على الجهاز، وخطوات ما بعد التقييم.
الشكل 2: يلخص المخطط الانسيابي سير العمل التجريبي من البداية إلى النهاية، مقسماً إلى أنشطة ما قبل الإجراء، والإجراءات المعتمدة على الجهاز، وتقييم ما بعد الإجراء. وتشير الأسهم إلى التسلسل الإجرائي لسير العمل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

إعدادات تجريبية لمكونات القياس البصري، وتتضمن عناصر وتجميعات مطيافية.
الشكل 3: المواد المستخدمة في إعداد المعالجة. تُظهر اللوحات (A–C) مكونات النظام 1، وتُظهر اللوحات (D–F) مكونات النظام 2. (A,D) مجموعة موازيات بأحجام وأشكال متنوعة. (B,E) سرير/منصة دعم الحيوان المستخدمة في التصوير وتحديد موضع المعالجة. (C,F) مرشحات Al و Cu. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

مخطط توزيع الجرعة والحجم ومسوحات CT؛ تخطيط العلاج الإشعاعي؛ تحليل الدماغ والأعضاء المعرضة للخطر؛ رسم بياني.
الشكل 4: مناظر تقييم خطة النظام 1. (A) مخطط توزيع الجرعة والحجم (DVH) لخطة علاج الدماغ بالكامل. يمثل الهدف (الخط الأخضر) الدماغ بالكامل، ويمثل العضو المعرض للخطر (OAR) (الخط الأصفر) الحبل الشوكي العلوي. (B) منظر محوري (عرضي) لتوزيع الجرعة المحسوب والمتراكب على مجموعة بيانات التصوير. (C) منظر سهمي لتوزيع الجرعة المحسوب. (D) منظر إكليلي لتوزيع الجرعة المحسوب. تم تحديد محيط الدماغ باللون الأخضر، وحدود الحزمة محددة باللون الأرجواني (B–D). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

مخطط مدرج تكراري للجرعة والحجم ومسوحات بالأشعة المقطعية لتخطيط العلاج؛ يظهر الدماغ والأعضاء المعرضة للخطر.
الشكل 5: مناظر تقييم خطة النظام 2. (A) المخطط المدرج التكراري للجرعة والحجم (DVH) لخطة علاج الدماغ بأكمله. الهدف (الخط الأحمر) هو الدماغ، والعضو المعرض للخطر OAR (الخط الأبيض) هو النخاع الشوكي العلوي. (B) منظر الجرعة المحوري في المستوى الرأسي × الجانبي. (C) منظر الجرعة السهمي في المستوى الرأسي × الطولي. (D) منظر الجرعة الإكليلي في المستوى الجانبي × الطولي. يظهر مسار الشعاع باللون الأزرق (B–D). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

عرض تحليل بيانات العلاج الإشعاعي، هيكل JSON على اليسار، وجدول معاملات الحزمة على اليمين.
الشكل 6: ملفات سجل العلاج للنظام 2 والنظام 1. (A) ملف سجل النظام 1 الذي يوضح معلومات مماثلة عن العلاج وتوصيل الحزمة. (B) ملف سجل النظام 2 الذي يوثق معاملات العلاج. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الجدول 1: ملخص للمواصفات الفيزيائية والتشغيلية الرئيسية للنظام 1 والنظام 2.يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.

المناقشة

يتطور مجال العلاج الإشعاعي بسرعة، وعلى الرغم من وجود العديد من التجارب السريرية الجارية، إلا أن التجارب قبل السريرية الدقيقة والقابلة للتكرار تعد حاسمة في فهم الآليات الراديوبيولوجية التي تحقق الهدف النهائي المنشود. قد تؤدي طرق تشعيع الحيوانات الصغيرة باستخدام المصادر الثابتة أو التشعيع الكامل للجسم إلى سمية غير مرغوب فيها20. ويسمح ظهور أجهزة تشعيع الحيوانات الصغيرة الموجهة بالصور باستهداف قابل للتكرار وتقليل الجرعات الموجهة للأعضاء المعرضة للخطر (OARs). يحاكي ذلك معلمات مشابهة لعلاجات المرضى ويسمح باستكشاف الآليات البيولوجية مع مخاطر أقل بكثير من حيث سمية الحيوانات ووفاتها قبل استكمال نظام العلاج والوصول إلى النقاط النهائية المنشودة. لقد أصبح استخدام نماذج الحيوانات الصغيرة في الدراسات الأساسية وقبل السريرية نموذجاً بحثياً جوهرياً قبل الانتقال إلى التطبيق السريري. ونظراً لصغر مجال الرؤية وحجم الكاشف، يمكن لأنظمة تشعيع الحيوانات الصغيرة تحقيق دقة مكانية أقل من 1 mm، وهي دقة تتفوق على أو تتساوى مع دقة المسرعات الخطية العلاجية21. علاوة على ذلك، يتم تخصيص آلات العلاج الإشعاعي في عيادات الأورام لعلاج المرضى خلال ساعات العمل، مما يحد من الوقت المتاح للدراسات الحيوانية قبل السريرية. وفي هذا السياق، توفر أجهزة تشعيع الحيوانات الصغيرة للباحثين منصة مخصصة لإجراء الدراسات الراديوبيولوجية دون تعطيل سير العمل السريري.

يتيح كل من النظام 1 والنظام 2 إشعاع الحيوانات الصغيرة بتوجيه صوري بدقة عالية ودقة تقل عن 1 mm22. وبينما توجد تشابهات في سير العمل العام لكلا النظامين، تشمل الاختلافات الجوهرية بينهما تقنيات الاستحواذ المستخدمة في CBCT، وجودة الشعاع، ومعدل الجرعة.

في كلا النظامين، يتم إجراء التصوير قبل التخطيط باستخدام مرشح Al وبدون أجهزة موازاة الحزمة، بينما يتم تقديم حزمة العلاج باستخدام مرشح Cu ومن خلال أجهزة مخصصة لتشكيل الحزمة. وبناءً على ذلك، يجب توخي الحذر لضمان استخدام أجهزة موازاة الحزمة والمرشح الصحيحين لكل مهمة. تم تجهيز المرشحات في النظام 2 بمستشعرات مدمجة تتواصل مع البرنامج وتوضح أي منها موجود في مكانه. هذه الميزة غائبة في النظام 1، ولا يوجد نظام تعشيق لمنع التشعيع في حال إدخال المرشح الخاطئ.

بالنسبة لتخطيط العلاج، يمتلك برنامج System 1 القدرة على استخدام خطة سابقة كقالب وحساب أوقات تشعيع الحزمة الجديدة بناءً على المسح المقطعي المحوسب (CT) المكتسب حديثاً. هذه الميزة غائبة في System 2 وتتطلب بناء خطة جديدة لكل مسح أو استخدام المعلمات من خطة سابقة، مما يستوجب تحقيق توازن بين الدقة والإنتاجية. وفيما يخص كلا الجهازين، فإن إحدى الخطوات التي تنطوي على أكبر قدر من عدم اليقين هي التحديد اليدوي للمحيط (manual contouring)، ويجب تنفيذها بحذر لضمان الدقة المكانية للجرعة في المنطقة المطلوبة. تفترض حسابات جرعة تخطيط العلاج اتساق أداء الجهاز، وبالنسبة لكلا الجهازين، يجب إجراء إجراءات ضمان الجودة بانتظام لتقييم اتساق المخرجات. وإذا انحرفت المخرجات بأكثر من التفاوت المسموح به، فيجب الاتصال بالشركة الموردة لإعادة المعايرة حسب الضرورة. يتم تنفيذ ضمان الجودة بناءً على توصيات المورد والمؤسسة .

بالنسبة لكل حيوان، تشمل الخطوات اليدوية المطلوبة التبديل بين مرشحات الألمنيوم والنحاس بين مرحلتي التصوير والعلاج، وإضافة أو تبديل الموازِ (collimator)، ومحاذاة الحيوان، والتشعيع، ثم إخراج الحيوان. في الوقت الحالي، لا يوجد تقرير عن استخدام أدوات مؤتمتة في أي من النظامين لتنفيذ الخطوات المذكورة سابقاً. في النظام 1، يجب أيضاً فتح أو إغلاق لوحة CBCT وتحريكها بين التصوير والعلاج. وكما ذكرنا سابقاً، إذا كان البروتوكول يسمح بهامش دقة أكبر، فيمكن إغفال بعض الخطوات لزيادة الكفاءة. وفي حال استخدام خطة علاجية سابقة أو عامة، يمكن إغفال مرحلة تخطيط العلاج. وبالنسبة لأي من الجهازين، فإن مشغلاً واحداً يكون كافياً، ومع ذلك، يمكن زيادة كفاءة سير العمل بوجود أفراد إضافيين؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لمستخدم واحد التركيز على التحكم في الجهاز وتبديل المرشح والموازِ، بينما يتولى المستخدم الآخر مراقبة التخدير وتبديل العينات.

بالنسبة لكل من الجهازين، تتمثل إحدى المشكلات المحتملة في إمكانية تصادم القنطرة مع طاولة الفحص، حيث يمكن أن يؤثر التصادم على محاذاة المركز المتساوي (isocenter alignment) ويتطلب إعادة تشغيل ومعايرة الجهاز. وبسبب ذلك، تم تجهيز كلا الجهازين بكاميرا يجب مراقبتها كلما كانت القنطرة في حالة حركة. إذا اشتبه المستخدم في احتمال تصادم القنطرة مع الطاولة، يجب على المشغل الضغط فوراً على زر إيقاف الأشعة السينية (X-ray off) في برنامج التحكم. وفي حال عدم استجابة النظام، أو إذا كان هناك خطر يهدد المشغل أو الشخص الخاضع للفحص، يجب على المشغل الضغط على زر التوقف الطارئ الأحمر المادي. سيؤدي ذلك إلى قطع الطاقة عن النظام بالكامل. بعد ذلك، يجب على المستخدم إعادة ضبط الزر وإعادة تشغيل النظام. ونظراً لأن الشخص الخاضع للفحص قد تعرض لإشعاع جزئي، يجب على المشغل استشارة الباحث الرئيسي لتحديد الإجراء الأمثل للتعامل مع حالة الشخص.

تتمثل مشكلة محتملة أخرى في التشعيع غير الصحيح في حال إدراج مرشح أو موازٍ خاطئ. ورغم أنه يمكن تجنب ذلك من خلال التحقق من الإعدادات قبل تشعيع كل خاضع للتجربة، إلا أن احتمال حدوث التشعيع غير الصحيح يظل قائماً لأن تركيب المرشح والموازي يمثلان خطوات يدوية يجب تنفيذها بين مرحلتي التصوير والعلاج. وفي هذه الحالة، ينبغي تدوين رقم الخاضع للتجربة وإبلاغ الباحث الرئيسي بذلك للمتابعة. أما المشكلة الشائعة الأخيرة فهي تلقي أحد الأعضاء المعرضة للخطر (OAR) جرعة عالية جداً أثناء تخطيط العلاج. وبشكل مشابه لخطط العلاج السريرية، ينبغي إجراء تعديلات على بارامترات الحزمة، بما في ذلك إضافة حزم إضافية بزوايا مختلفة أو الانتقال إلى خطة ديناميكية. كما يمكن أيضاً تعديل وضعية الخاضع للتجربة على طاولة العلاج.

يتمتع كلا النظامين بدقة تصوير متقاربة في التصوير المقطعي المحوسب بالحزمة المخروطية (CBCT) والقدرة على إجراء التصوير المقطعي المجهري (micro-CT)، والتنظير التألقي، والتصوير بالتلألؤ البيولوجي، وهي أمور لم يتم تناولها في هذا البروتوكول. يحتوي النظام 1 على موازٍ متغير يعمل بمحرك، وهو نظام موازاة متخصص يسمح بالإشعاع المتوافق وغير المستوي، بينما يحتوي النظام 2 على موازٍ قابل للتعديل آلياً ينشئ مجالات مستطيلة قابلة للتدوير. وبالنسبة لتخطيط العلاج، يمكن استخدام النظام 1 مع Software 3، أو SmART-XPS، أو micro-Raystation، بينما يتوافق النظام 2 مع Software 6 أو micro-Raystation.

يُعد البروتوكول الموصوف هنا مناسبًا تمامًا لأبحاث البيولوجيا الإشعاعية المنهجية باستخدام أنظمة تشعيع الحيوانات الصغيرة بمعدلات جرعات تقليدية مع مجالات موحدة مكانيًا. لم يغطِ هذا البروتوكول العلاج الإشعاعي المجزأ مكانيًا (SFRT) والعلاج الإشعاعي بمعدل جرعة فائق الارتفاع (UHDR) لأن هذين الجهازين غير مصممين لمثل هذه الدراسات23. وقد قامت الشركة الموردة للنظام 1 بتطوير منصة أبحاث FLASH مخصصة لما قبل السريريات مع استمرار العمل على التحقق من صحة النظام لدراسات UHDR24. كما طورت الشركة الموردة للنظام 2 نظام كابينة جديدًا للتوصيل التقليدي وبمعدل UHDR. وقد عمل بعض المؤلفين على بناء مصدات جديدة لـ SFRT وتغيير المسافة من المصدر إلى الجلد (SSD) لزيادة معدل الجرعة25,26,27. وتشمل التطبيقات المستقبلية على الأنظمة الحالية تقييم قدرات معدل الجرعة القصوى عند تقليل SSD والمقارنات القياسية للجرعات بين الجهازين باستخدام خطة العلاج نفسها. قد يتضمن العمل الإضافي أيضًا تقييم قيود النظام الفيزيائية على نماذج حيوانات صغيرة أخرى، مثل الأرانب.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من خلال المنحتين S10OD020136-01 و S10OD036348-01. كما يود المؤلفون شكر قسم علاج الأورام بالإشعاع في WashU Medicine لدعمهم هذا العمل.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
MuriPlan v3.0.0برنامج 3XstrahlMuriPlan
MuriSlice v3.2.6برنامج 2XstrahlMuriSlice
PilotXRadConsole v1.30.3.5برنامج 4Precision X-RayPilotXRadConsole
SARRP Control Software v4.3.1برنامج 1XstrahlSARRP CS
منصة أبحاث الإشعاع للحيوانات الصغيرةنظام 1XstrahlSARRP
أنظمة العلاج الإشعاعي للحيوانات الصغيرةنظام 2Precision X-RaySmART+
SmART+ v1.30.3.5برنامج 5Precision X-RaySmART+
SmART-Advanced Treatment Planning v24.1.3.240826برنامج 6Precision X-RaySmART-ATP

المراجع

  1. Bray F, et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2024;74(3):229-263.
  2. Miller KD, et al. Cancer treatment and survivorship statistics, 2022. CA Cancer J Clin. 2022;72(5):409-436.
  3. Atun R, et al. Expanding global access to radiotherapy. Lancet Oncol. 2015;16(10):1153-1186.
  4. Verhaegen F, Granton P, Tryggestad E. Small animal radiotherapy research platforms. Phys Med Biol. 2011;56(12):R55-R83.
  5. Tillner F, Thute P, Bütof R, Krause M, Enghardt W. Preclinical research in small animals using radiotherapy technology: a bidirectional translational approach. Z Med Phys. 2014;24(4):335-351.
  6. Pidikiti R, et al. Dosimetric characterization of an image-guided stereotactic small animal irradiator. Phys Med Biol. 2011;56(8):2585-2599.
  7. Brown KH, et al. A scoping review of small animal image-guided radiotherapy research: advances, impact and future opportunities in translational radiobiology. Clin Transl Radiat Oncol. 2022;34:112-119.
  8. Wong J, et al. High-resolution, small animal radiation research platform with X-ray tomographic guidance capabilities. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2008;71(5):1591-1599.
  9. Verhaegen F, van Hoof S, Granton PV, Trani D. A review of treatment planning for precision image-guided photon beam preclinical animal radiation studies. Z Med Phys. 2014;24(4):323-334.
  10. Foray N, Bourguignon M, Hamada N. Individual response to ionizing radiation. Mutat Res Rev Mutat Res. 2016;770(Pt B):369-386.
  11. Hall EJ, Giaccia AJ. Radiobiology for the Radiologist. 8th ed. Philadelphia (PA): Lippincott Williams & Wilkins; 2018.
  12. Bolcaen J, et al. MRI-guided 3D conformal arc micro-irradiation of a F98 glioblastoma rat model using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). J Neurooncol. 2014;120(2):257-266.
  13. Yoon SW, et al. A precision 3D conformal treatment technique in rats: application to whole-brain radiotherapy with hippocampal avoidance. Med Phys. 2017;44(11):6008-6017.
  14. Chiver I, et al. Effects of the depletion of neural progenitors by focal X-ray irradiation on song production and perception in canaries. Sci Rep. 2023;13(1).
  15. Kampfer S, Duda MA, Dobiasch S, Combs SE, Wilkens JJ. A comprehensive and efficient quality assurance program for an image-guided small animal irradiation system. Z Med Phys. 2022;32(3):261-272.
  16. Seitzman BA, et al. Functional network disorganization and cognitive decline following fractionated whole-brain radiation in mice. GeroScience. 2024;46:543-562.
  17. LeMoyne Habimana-Griffin, et al. A novel focal duodenal radiation injury model reveals dose-, time-, and spatially dependent microbiome perturbations after radiation injury. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2026;125(2):590-602.
  18. Matinfar M, Ford E, Iordachita I, Wong J, Kazanzides P. Image-guided small animal radiation research platform: calibration of treatment beam alignment. Phys Med Biol. 2009;54(4):891-905.
  19. Ross RB, et al. PPARα agonism enhances immune response to radiotherapy while dietary oleic acid results in counteraction. Clin Cancer Res. 2024;30(9).
  20. Ghita M, Brown KH, Kelada OJ, Graves EE, Butterworth KT. Integrating small animal irradiators with functional imaging for advanced preclinical radiotherapy research. Cancers (Basel). 2019;11(2):170.
  21. Pokhrel D, Mallory R, Bernard ME. The spatial accuracy of ring-mounted Halcyon linac versus C-arm TrueBeam linac for single-isocenter/multi-target SBRT treatment. Med Dosim. 2023;48(3):170-175.
  22. Matinfar M, Ford E, Iordachita I, Wong J, Kazanzides P. Image-guided small animal radiation research platform: calibration of treatment beam alignment. Phys Med Biol. 2009;54(4):891-905.
  23. Ghaznavi H, Rezaee M, Reynoso F, Darafsheh A. Emerging strategies in radiation therapy: promises and challenges of spatial fractionation, ultra-high dose rates, and nanoparticles. J Phys D Appl Phys. 2025;58(41):413002.
  24. Tajik Mansoury MA, Sforza D, Wong J, Iordachita I, Rezaee M. Dosimetric commissioning of small animal FLASH radiation research platform. Phys Med Biol. 2025;70(11):115015.
  25. Sharma S, et al. Advanced small animal conformal radiation therapy device. Technol Cancer Res Treat. 2016;16(1):45-56.
  26. Sayler E, Dolney D, Avery S, Koch C. Shielding considerations for the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). Health Phys. 2013;104(5):471-480.
  27. Hill MA, et al. The development of technology for effective respiratory-gated irradiation using an image-guided small animal irradiator. Radiat Res. 2017;188(3):247-257.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

تم نشر هذه المقالة

الفيديو قريباً

تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.