PET 与 MRI 引导下微器对大鼠胶质瘤模型的照射

该方法的总体目标是对小动物进行图像引导的适形照射。这种方法可以帮助回答放射学领域关于如何描绘靶向放射治疗的特定肿瘤体积的关键问题。该技术的主要优点是它模拟了人类对癌症的治疗，并允许对大鼠的肿瘤进行细胞照射。

使用 PET 引导去辐射束，可以将癌症生物学视为小动物放疗领域的一个新的和有前途的发展。包含生物靶体积，允许靶向肿瘤最活跃和抗辐射的区域，从而获得更好的治疗结果。为了用神经胶质瘤细胞接种麻醉的 170 克雌性渔夫 5344 大鼠的大脑，雌性渔夫 5344 大鼠与神经胶质瘤细胞，首先，通过对脚趾捏无反应来确认镇静，从眼睛水平去除毛发到颅骨后部，并在动物的眼睛上涂抹软膏。

将动物固定在立体定向装置中。用聚维酮碘对裸露的皮肤进行消毒，并用 2 厘米的中线头皮切口露出颅骨。使用金刚石钻头，在右额半球前囟后 2 毫米和外侧 2.5 毫米处打一个 1 毫米的孔。

接下来，在 29 号胰岛素注射器的针头上装入 5 微升细胞悬液，使用微量注射器泵控制器在立体定向引导下将细胞注入颅骨深 3 毫米，然后缓慢拔出针头。用骨蜡闭合切口。然后，用更多的聚维酮碘缝合和消毒皮肤，并使用红灯在手术后稳定动物的体温，并监测直到完全康复。

接种后 8 天，将 30 号针头连接到 60 厘米长的管子上。静脉内定位在外侧尾静脉内，并将麻醉的动物放入 MRI 床中。将床放在带有固定大鼠脑表面线圈的支架中，并将床放置在 72 毫米大鼠保持体传输器线圈中。

然后，通过定位器扫描评估肿瘤生长，然后进行 T2 加权自旋回声扫描。如果确诊为肿瘤，则开始 12 分钟的动态收缩增强 MRI 采集，在开始扫描后 30 秒将含钆的造影剂注射到静脉放置的管道中。要绘制信号强度随时间的变化，请使用图像序列分析工具在疑似肿瘤区域内选择一个感兴趣区域，并分析所得动态收缩增强曲线的形状以确认胶质母细胞瘤的存在。

然后，获取对比增强的 T1 加权自旋回波序列。对于目标体积的多模式成像，将 26 号导管插入尾静脉，并将 37 兆贝克勒尔感兴趣的 PET 放射性示踪剂和 200 微升盐水注入导管。在 PET 采集前 15 分钟，通过尾静脉导管注射 MRI 造影剂，并将麻醉的大鼠放在定制的多模态床上。

将一个多模式标记物放置在颅骨的下方、上方和右侧。使用钩环紧固件，将老鼠固定在床上。将床放在 MRI 扫描仪的动物支架中，固定大鼠脑表面线圈，并将整个装置放置在 72 毫米大鼠保持体传输器线圈中。

获得定位器扫描，然后获得对比增强的 T1 加权自旋回波序列，如图所示。在 T1 扫描结束时，将动物转移到 PET 仪器中，并根据注射的 PET 示踪剂的参数在列表模式下获得适当的 30 分钟静态 PET 扫描。然后，将床转移到固定在微型辐照器的四轴机器人定位台上的塑料支架上。

并使用 1 毫米的铝制滤光片和 20 x 20 厘米的非晶硅平板探测器获得高分辨率的治疗计划 CT 扫描。手动选择灰度值阈值，直到实现骨骼、软组织和空气的良好分割。确保颅骨内没有空气。

对于治疗计划，将计划计算机断层扫描 （CT） 导入临床前治疗计划系统 （PCTPS），并手动将 CT 图像分割成三个不同的组织类别。通过将 CT 扫描上颅骨增加的信号强度与 MRI 扫描上的黑色信号叠加，可以实现精确融合。加载 MRI 扫描并使用刚性变换和多模态标记和颅骨进行共同配准。

将 MRI 加载到 PCTPS 中。然后首先填写转换矩阵。从 CT 切换到 MRI 并返回以检查融合，并添加左、右、后、前和下等上级变换和旋转，直到实现完美融合。

然后，在 T1 加权 MRI 上选择对比增强肿瘤中心的目标或照射。如果必须包含其他 PET 信息，请使用生物医学图像定量软件进行 CT/MRI PETCO 注册。首先，加载 CT 扫描，然后加载 PET 扫描。

加载时检查 PET 扫描的方向。更改 PET 图像的色阶和方向。对图像应用高斯滤波器，使肿瘤中的示踪剂摄取变得清晰可见。

调整 CT 对比度以开始图像融合过程以实现 PET MRI 图像融合，并使用量化软件中的轮廓勾画工具。共同配准后，在定量软件中选择 PET 示踪剂摄取增加中心的靶标。同时使用旋转和平移，并检查图像所有切片中的融合。

选择示踪剂摄取量最高的区域中心并提取坐标。并手动将坐标输入到 PCTPS 中。如果自动 PET MRI 和 CT 图像融合工具不能产生良好的融合，则可以使用轮廓勾画工具和手动转换来改善融合结果。

选择规定的剂量、电弧数量、电弧位置、电弧的旋转范围和准直器尺寸，并调整适当的 MRI 或 PET-MRI 引导放射治疗的设置。对于实际照射，请选择 0.5 毫米铜滤光片，将 X 射线电压设置为 220 千伏，将 X 射线电流设置为 13 毫安，然后将正确的准直器放在龙门架上。然后，将适当的光束传输参数从 PCTPS 传输到微型辐照器以执行放射治疗。

为了模拟临床前模型中胶质母细胞瘤照射的人类治疗方法，正如刚刚所示，在 T1 加权 MRI 上对比增强肿瘤区域的中心选择了照射等中心。在本实验中，计算了五种不同动物的目标体积的平均、最小和最大剂量以及正常脑组织体积的分布和累积剂量体积直方图。对于 MRI 和 CT 模态的共同配准，生物医学图像量化软件可以使用许多工具进行刚性匹配。

通过应用简单的转换，基于 MRI 和 PET 的等中心都可以转移到 PCTPS，以计算每个等中心内的辐射剂量。如果执行得当，可以使用一个小的 certain 技术来照射大鼠和小鼠的肿瘤。通过执行此程序，重要的是要记住在动物处于麻醉状态时仔细监测它们。

观看此视频后，您应该对如何对感兴趣的肿瘤靶标进行图像引导的小动物照射有很好的了解。