Name: Dosimetría para irradiación celular mediante instalaciones de rayos X de ortovoltaje (40-300 kV) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 51 s
Description: Aprende dosimetría precisa para irradiación celular con equipos de rayos X de ortovoltaje. Este protocolo utiliza películas radiocrómicas y cámaras de ionización para medir dosis exactas en cultivos celulares, mejorando la confiabilidad de estudios radiobiológicos.

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1. Plataforma de irradiación y determinación de parámetros de irradiación
<ol><li>Utilice una plataforma de irradiación que ofrezca rayos X de baja a media energía. Determine los parámetros del experimento para garantizar la robustez y la reproducibilidad del experimento radiobiológico: Alta tensión, Intensidad, Filtración (inherente y adicional), Capa de medio valor (HVL), Energía efectiva, Detector utilizado para mediciones de dosimetría, Distancia de muestra de origen (SSD), Campo de irradiación (forma, tamaño, geometría), Cantidad de dosimetría, Método de dosimetría, Tasa de dosis, Contenedor de celda y Cantidad de medios de cultivo celular. Todos los parámetros utilizados en este protocolo se indican en la Tabla 1.</li>
</ol>2. Índice de calidad del haz: determinación de la capa de medio valor
NOTA: El HVL se define como el espesor de un atenuador (generalmente cobre o aluminio) para reducir la intensidad de la viga en un factor de dos en comparación con el valor original.
<ol><li>Configure el equipo (soporte, colimador, diafragma, ionización) dentro de la carcasa de irradiación siguiendo las instrucciones de la Figura 1. No se utiliza ningún material atenuador en este paso.</li>
	<li>Asegúrese de que todas las distancias notificadas en la Figura 1 sean correctas. Mida estos con una cinta métrica.</li>
	<li>Coloque esa cámara de ionización en la posición horizontal. Para este trabajo, utilizamos una cámara de ionización cilíndrica 31002 (equivalente a 31010) calibrada en kerma de aire.</li>
	<li>Pre-irradiar la cámara de ionización durante 5 min y medir el fondo (este paso se puede realizar sin un colimador).</li>
	<li>Realice 10 mediciones de 1 min cada una en modo de recogida de carga correspondiente al valorraw M (en coulombs).</li>
	<li>Tome la temperatura y la presión con el equipo calibrado adecuado colocado dentro de la carcasa de irradiación en nuestro caso (si no es posible, colóquelo cerca del experimento). Corrija la lecturaM raw en el electrometro por el factor de corrección de temperatura y presión dado de la siguiente manera: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ01.jpg"> donde: T (°C) y P (hPa) son la temperatura y la presión reales, respectivamente. Tref y Pref son la temperatura de referencia y la presión cuando la ionización fue calibrada por el laboratorio de estándares. La presión y la temperatura deben medirse con instrumentos calibrados. El valor obtenido en el modo de carga es el valor medio de referencia M (en coulombs). NOTA: Este paso no es estrictamente necesario para la medición HVL, pero se recomienda.</li>
	<li>Coloque un atenuador de cierto grosor por encima del diafragma. El conjunto HVL se compone de láminas con diferentes espesores (0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 y 10 mm de cobre) con una dimensión que permite cubrir aquí toda la viga (80 x 80 mm).</li>
	<li>Tome una medida de 1 min (Mraw corregido por el KT,P como se describió anteriormente).<ol>
<li>Si la tasa de dosis se divide por un factor de 2 con respecto al valor inicial, se encuentra el valor HVL. Tome 5 mediciones de 1 min para estimar la tasa media de dosis.</li>
		<li>Si la tasa de dosis no se divide por un factor de 2 con respecto al valor inicial, aumente o disminuya el grosor del atenuador y tome otra medida. Ajuste el grosor del atenuador según sea necesario.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Una vez que se encuentre el grosor del atenuador que disminuye la intensidad del haz por un factor dos, tome 5 mediciones de 1 min para confirmar el HVL. NOTA: En la mayoría de los casos, el grosor exacto del atenuador no se puede encontrar en las láminas disponibles. En este caso, proceda por bisección e interpole el HVL.</li>
</ol>3. Evaluación del campo de irradiación (sin estimación de dosis)
<ol><li>Coloque una película EBT3 en el soporte utilizado para la irradiación.</li>
	<li>Irradia esta película para obtener un campo de irradiación bien marcado (al menos 2 Gy).</li>
	<li>Escanee la película EBT3 con un escáner dedicado.</li>
	<li>Trace el perfil de dosis utilizando la imagen J utilizando la opción Analizar y, a continuación, Trazar perfil (Figura 2).</li>
	<li>Determinar el tamaño del uso del campo de irradiación para la irradiación (área homogénea, excluyendo las regiones del penumbra, véase la Figura 2).</li>
	<li>Realice marcas en el soporte utilizado para la irradiación para asegurarse de que el contenedor de celdas está en la posición correcta. NOTA: En este paso, se determina el tamaño del campo de irradiación y no se estima la dosis. El procedimiento completo para la lectura y el análisis de películas se indica en la sección 5. Además, tome los márgenes para evitar errores debido al posicionamiento del contenedor de la célula.</li>
</ol>4. Medición de la tasa de dosis con cámara de ionización
<ol><li>Tome el recipiente de celda y rompa una pequeña parte en el lado o en la parte inferior (dependiendo del contenedor particular y la cámara de ionización utilizada) para poder colocar la cámara de ionización dentro(Figura 3,sección superior) o debajo(Figura 3,sección inferior) del contenedor. Los ejemplos se dan en la Figura 3 con diferentes cámaras de ionización (cilíndricas o planas paralelas) y contenedores de celdas. En este caso, se utilizó un matraz T25(Figura 3,caja roja). NOTA: un soldador o bisturí calentado es una buena alternativa para hacer agujeros en los utensilios de plástico</li>
	<li>Coloque el recipiente dentro de la carcasa en el soporte utilizado para la irradiación (placa de carbono aquí).</li>
	<li>Coloque la cámara de ionización en el recipiente(Figura 3,caja roja), en la posición correcta y conéctelo al electrometro.</li>
	<li>Asegúrese de que todos los parámetros de irradiación enumerados en la sección 1 sean correctos (alto voltaje, intensidad, filtraciones adicionales, distancia de la muestra de origen, etc.).</li>
	<li>Pre-irradiar la cámara de ionización durante 5 min y realizar la reducción a cero del electrometro.</li>
	<li>Tome 10 mediciones de 1 min para determinar la tasa media de dosis en el kerma de aire (Gy.min-1). Calcule la determinación de la velocidad de dosis enel aire K de la siguiente manera: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ02.jpg"> donde M es la lectura del dosímetro corregido por temperatura, presión, efecto polaridad, recombinación de iones y calibración del electrometro. NKair y Kq son los factores de calibración y corrección de la calidad de la radiación, cuyos valores son específicos de cada cámara de ionización.</li>
</ol>5. Medición de la atenuación y dispersión de los medios de cultivo celular
NOTA: Manipule las películas EBT3 con guantes durante todo el procedimiento.
<ol><li>Preparación del experimento<ol>
<li>Corta pequeñas piezas de películas EBT3 al menos 24 h antes de la irradiación.</li>
		<li>Determine el tamaño de las películas en función del contenedor de celdas utilizado para experimentos de radiobiología (4 x 4 cm para un matraz T25, por ejemplo). Cortar dos conjuntos de películas radiocromáticas: Un conjunto para las curvas de calibración compuestas por tres piezas de película radiocromática EBT3 por dosis o punto de tiempo (nueve puntos en total para este trabajo); y un conjunto para la cuantificación de la atenuación de los medios de cultivo celular, también tres piezas por punto.</li>
		<li>Numere todas las películas para su identificación (esquina superior derecha aquí) y escanee en la misma posición en el escáner.</li>
		<li>Mantenga las películas alejadas de la luz.</li>
		<li>Prepare el contenedor de celdas utilizado para las mediciones de película EBT3 y, si es necesario, corte una pieza para colocar la película dentro (un ejemplo con un T25 se da en la Figura 4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Estimación de la tasa de dosis<ol>
<li>Mida la tasa de dosis para la configuración como se describe en la sección anterior.</li>
		<li>Mantenga esta configuración en su lugar para la irradiación de las películas radiocromáticas EBT3 y utilice el mismo tipo de contenedor de células.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Construcción de la curva de calibración<ol>
<li>Tome las películas EBT3 precortadas para la curva de calibración.</li>
		<li>No irradiar tres piezas (0 Gy).</li>
		<li>Coloque la primera película dentro del contenedor de celdas, en la misma configuración que para la irradiación celular.</li>
		<li>Irradiarlo para obtener los primeros puntos de dosis.</li>
		<li>Repita esta operación para obtener tres piezas de películas EBT3 irradiadas con la misma dosis.</li>
		<li>Realice esto para cada punto de dosis (nueve puntos de dosis en este trabajo (0, 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 2,5 y 3 Gy) como se ilustra en la Figura 5).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Evaluación de la atenuación de los medios de cultivo celular y dispersión.<ol>
<li>Eligió el mismo tiempo de irradiación para todas las irradiaciones (60 s, por ejemplo).</li>
		<li>Irradia tres piezas de películas EBT3 en el recipiente sin agua.</li>
		<li>Irradia tres piezas de películas EBT3 en el recipiente con agua de la siguiente manera.<ol>
<li>Coloque la película dentro del contenedor.</li>
			<li>Llene el recipiente con la cantidad exacta de agua para representar los medios de cultivo celular (5 ml aquí). Utilice pequeñas piezas de cinta si las películas no permanecen sumergidas correctamente.</li>
			<li>Coloque el recipiente de celda dentro de la carcasa y asegúrese de que la película esté correctamente sumergida.</li>
			<li>Cuando se complete la irradiación, tome las películas EBT3, séquelas con papel absorbente y guárdelas lejos de la luz.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Lectura de películas radiocromáticas EBT3
<ol><li>Lea las películas ebt3 al menos 24 h después de la irradiación.</li>
	<li>Escanea las películas en un escáner dedicado.</li>
	<li>Establezca los parámetros del escáner como: formato tiff rojo-verde-azul de 48 bits, 150 ppp en modo de transmisión y sin corrección de imagen.</li>
	<li>Realice un calentamiento del escáner de la siguiente manera.<ol>
<li>Coloque una película no irradiada en el escáner.</li>
		<li>Inicie una vista previa del análisis.</li>
		<li>Inicie un temporizador y espere 30 s.</li>
		<li>Inicie la exploración.</li>
		<li>Al final de la exploración, inicie un temporizador y espere 90 s.</li>
		<li>Al mismo tiempo, registre el escaneo, abra la imagen con ImageJ, trace un ROI cuadrado (siempre del mismo tamaño y en la misma posición) y realice una medición del nivel medio de píxel rojo de la zona.</li>
		<li>Al final de los años 90, repita el procedimiento desde el paso 2 (sin tocar la película dentro del escáner).</li>
		<li>Repita esto al menos 30 veces para calentar y estabilizar el escáner (sin variaciones en el nivel medio de píxel rojo del área seleccionada en las películas no irradiadas). Si el escáner, es decir, el valor medio del píxel rojo, no se estabiliza, continúe con el procedimiento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Escaneo de las películas ebt3<ol>
<li>Coloque la primera película en el centro de la cama del escáner. Delimitar un área para colocar siempre la película en el mismo lugar y en la misma orientación.</li>
		<li>Inicie una vista previa del análisis.</li>
		<li>Inicie un temporizador y espere 30 s.</li>
		<li>Inicie la exploración.</li>
		<li>Al final de la exploración, inicie un temporizador y espere 90 s. Durante estos 90 s cambiar la película EBT3. NOTA: Un análisis de las películas radiocromáticas EBT3 se realizó utilizando un programa de C++ autoprogramado. Se pueden utilizar diferentes métodos para el análisis de película EBT3, como el método de canal rojo o el método de tres canales14,15. En este caso, hemos utilizado el método del canal rojo sin resta de fondo, y las imágenes se convirtieron en densidades ópticas y luego a la dosis utilizando nuestro programa. Como este método ya está bien definido, nuestro programa de C++ no se incluyó aquí. Además, el software dedicado16 también se puede utilizar para el análisis de películas EBT3.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. Determinación de la tasa de dosis a nivel de la monocapa celular
<ol><li>Convierta la tasa media de dosis obtenida con la cámara de ionización corregida por la atenuación y dispersión de los medios de cultivo celular (K) en el kerma de agua utilizando la relación del coeficiente medio de absorción de energía masiva para el agua al aire evaluada sobre el espectro de fluencia del fotón (μen/ρ). <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ03.jpg"> Un software dedicado17 se utilizó para calcular el espectro de energía de fotones en el aire sin fantasma, y utilizamos la tabla NIST18 para calcular el coeficiente medio de absorción de energía masiva.</li>
</ol>

<ol><li>Zoetelief, J., Broerse, J. J., Davies, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocol+for+X-ray+dosimetry+EULEP.+Report+No.+Report+EUR+9507%5BTitle%5D)+AND+%22Commission+of+the+European+Communities%22%5BJournal%5D)">Protocol for X-ray dosimetry EULEP. Report No. Report EUR 9507.</a> Commission of the European Communities. , (1985).</li>
<li>Zoetelief, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocol+for+X-ray+dosimetry+in+radiobiology%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Biology%22%5BJournal%5D)">Protocol for X-ray dosimetry in radiobiology.</a> International Journal of Radiation Biology. 77 (7), 817-835 (2001).</li>
<li>Zoetelief, J., Jansen, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calculated+energy+response+correction+factors+for+LiF+thermoluminescent+dosemeters+employed+in+the+seventh+EULEP+dosimetry+intercomparison%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Calculated energy response correction factors for LiF thermoluminescent dosemeters employed in the seventh EULEP dosimetry intercomparison.</a> Physics in Medicine and Biology. 42 (8), 1491-1504 (1997).</li>
<li>Coleman, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Education+and+training+for+radiation+scientists%3A+radiation+research+program+and+American+Society+of+Therapeutic+Radiology+and+Oncology+Workshop%2C+Bethesda%2C+Maryland%5BTitle%5D)+AND+%22Radiation+Research%22%5BJournal%5D)">Education and training for radiation scientists: radiation research program and American Society of Therapeutic Radiology and Oncology Workshop, Bethesda, Maryland.</a> Radiation Research. 160 (6), 729-737 (2003).</li>
<li>Desrosiers, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+importance+of+dosimetry+standardization+in+radiobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Research+of+National+Institute+of+Standards+and+Technology%22%5BJournal%5D)">The importance of dosimetry standardization in radiobiology.</a> Journal of Research of National Institute of Standards and Technology. 118, 403-418 (2013).</li>
<li>DIN. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Klinische+Dosimetrie%3A+Teil+4%5BTitle%5D)+AND+%22Anwendung+von+R%C3%B6ntgenstrahlen+mit+R%C3%B6hrenspannungen+von+10+bis+100+kV+in+der+Strahlentherapie+und+in+der+Weichteildianostik%22%5BJournal%5D)">Klinische Dosimetrie: Teil 4.</a> Anwendung von Röntgenstrahlen mit Röhrenspannungen von 10 bis 100 kV in der Strahlentherapie und in der Weichteildianostik. , Report No. DIN 6809 (1988).</li>
<li>DIN. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Klinische+Dosimetrie%3A+Teil+5%5BTitle%5D)+AND+%22Anwendung+von+R%C3%B6ntgenstrahlen+mit+R%C3%B6hrenspannungen+von+100+bis+400+kV+in+der+Strahlentherapie%22%5BJournal%5D)">Klinische Dosimetrie: Teil 5.</a> Anwendung von Röntgenstrahlen mit Röhrenspannungen von 100 bis 400 kV in der Strahlentherapie. , Report No. DIN 6809-5 (1996).</li>
<li>NCS. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dosimetry+of+low+and+medium+energy+x-rays%3A+A+code+of+practice+for+use+in+radiotherapy+and+radiobiology%5BTitle%5D)+AND+%22NCS%22%5BJournal%5D)">Dosimetry of low and medium energy x-rays: A code of practice for use in radiotherapy and radiobiology.</a> NCS. , Report No. 10 (1997).</li>
<li>International Atomic Energy Agency. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absorbed+Dose+Determination+in+External+Beam+Radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22International+Atomic+Energy+Agency%22%5BJournal%5D)">Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy.</a> International Atomic Energy Agency. , (2000).</li>
<li>Ma, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AAPM+protocol+for+40-300+kV+x-ray+beam+dosimetry+in+radiotherapy+and+radiobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">AAPM protocol for 40-300 kV x-ray beam dosimetry in radiotherapy and radiobiology.</a> Medical Physics. 28 (6), 868-893 (2001).</li>
<li>Peixoto, J. G., Andreo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+absorbed+dose+to+water+in+reference+conditions+for+radiotherapy+kilovoltage+x-rays+between+10+and+300+kV%3A+a+comparison+of+the+data+in+the+IAEA%2C+IPEMB%2C+DIN+and+NCS+dosimetry+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Determination of absorbed dose to water in reference conditions for radiotherapy kilovoltage x-rays between 10 and 300 kV: a comparison of the data in the IAEA, IPEMB, DIN and NCS dosimetry protocols.</a> Physics in Medicine and Biology. 45 (3), 563-575 (2000).</li>
<li>Pedersen, K. H., Kunugi, K. A., Hammer, C. G., Culberson, W. S., DeWerd, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiation+biology+irradiator+dose+verification+survey%5BTitle%5D)+AND+%22Radiation+Research%22%5BJournal%5D)">Radiation biology irradiator dose verification survey.</a> Radiation Research. 185 (2), 163-168 (2016).</li>
<li>Draeger, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dose+of+reality%3A+how+20+years+of+incomplete+physics+and+dosimetry+reporting+in+radiobiology+studies+may+have+contributed+to+the+reproducibility+crisis%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Oncology%2C+Biology%2C+Physics%22%5BJournal%5D)">A dose of reality: how 20 years of incomplete physics and dosimetry reporting in radiobiology studies may have contributed to the reproducibility crisis.</a> International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 106 (2), 243-252 (2020).</li>
<li>Devic, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precise+radiochromic+film+dosimetry+using+a+flat-bed+document+scanner%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Precise radiochromic film dosimetry using a flat-bed document scanner.</a> Medical Physics. 32 (7), 2245-2253 (2005).</li>
<li>Micke, A., Lewis, D. F., Yu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multichannel+film+dosimetry+with+nonuniformity+correction%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Multichannel film dosimetry with nonuniformity correction.</a> Medical Physics. 38 (5), 2523-2534 (2011).</li>
<li>Filmqa Software. GAF Chromic.com. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.gafchromic.com/filmqa-software/filmqapro/index.asp">http://www.gafchromic.com/filmqa-software/filmqapro/index.asp</a> (2020).</li>
<li>Poludniowski, G., Landry, G., DeBlois, F., Evans, P. M., Verhaegen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SpekCalc%3A+a+program+to+calculate+photon+spectra+from+tungsten+anode+x-ray+tubes%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">SpekCalc: a program to calculate photon spectra from tungsten anode x-ray tubes.</a> Physics in Medicine and Biology. 54 (19), 433-438 (2009).</li>
<li>Hubbell, J. H., Seltzer, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-Ray+mass+attenuation+coefficients+-+Tables+of+X-ray+mass+attenuation+coefficients+and+mass+energy-absorption+coefficients+1+keV+to+20+MeV+for+elements+Z+%3D+1+to+92+and+48+additional+substances+of+dosimetric+interest+%28version+1.4%29%5BTitle%5D)+AND+%22NIST+Standard+Reference+Database%22%5BJournal%5D)">X-Ray mass attenuation coefficients - Tables of X-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients 1 keV to 20 MeV for elements Z = 1 to 92 and 48 additional substances of dosimetric interest (version 1.4).</a> NIST Standard Reference Database. , 126(1995).</li>
<li>Wong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution%2C+small+animal+radiation+research+platform+with+x-ray+tomographic+guidance+capabilities%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Oncology%2C+Biology%2C+Physics%22%5BJournal%5D)">High-resolution, small animal radiation research platform with x-ray tomographic guidance capabilities.</a> International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 71 (5), 1591-1599 (2008).</li>
<li>Trompier, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+the+influence+of+calibration+practices+on+cytogenetic+laboratory+performance+for+dose+estimation%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Biology%22%5BJournal%5D)">Investigation of the influence of calibration practices on cytogenetic laboratory performance for dose estimation.</a> International Journal of Radiation Biology. , 1-9 (2016).</li>
<li>Dos Santos, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+dosimetry+protocol+for+cell+irradiation+on+a+low+X-rays+facility+and+consequences+for+the+biological+response%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Biology%22%5BJournal%5D)">Importance of dosimetry protocol for cell irradiation on a low X-rays facility and consequences for the biological response.</a> International Journal of Radiation Biology. , 1-29 (2018).</li>
<li>Noblet, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Underestimation+of+dose+delivery+in+preclinical+irradiation+due+to+scattering+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Medica%22%5BJournal%5D)">Underestimation of dose delivery in preclinical irradiation due to scattering conditions.</a> Physica Medica. 30 (1), 63-68 (2014).</li>
<li>Paixao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monte+Carlo+derivation+of+filtered+tungsten+anode+X-ray+spectra+for+dose+computation+in+digital+mammography%5BTitle%5D)+AND+%22Radiologia+Brasileira%22%5BJournal%5D)">Monte Carlo derivation of filtered tungsten anode X-ray spectra for dose computation in digital mammography.</a> Radiologia Brasileira. 48 (6), 363-367 (2015).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Este trabajo presenta el protocolo utilizado e implementado para las irradiaciones celulares utilizando instalaciones de rayos X de baja energía. Hoy en día, muchos experimentos de radiobiología se realizan con este tipo de irradiador, ya que son fáciles de usar, rentables y con muy pocas restricciones de radioprotección, en comparación con la fuente de cobalto, por ejemplo. Aunque estas configuraciones tienen muchas ventajas, ya que utilizan una fuente de energía de rayos X baja, una modificación de un solo parámetro de...

El objetivo de la radiobiología es establecer vínculos entre la dosis administrada y los efectos biológicos; la dosimetría es un aspecto crucial en el diseño de experimentos radiobiológicos. Durante más de 30 años, se ha destacado la importancia de las normas de dosimetría y la armonización de las prácticas1,2,3,4,5. Para establecer una referencia de velocidad de dosis, existen varios protocolos6,7,8,9,10; sin embargo, como lo demuestran Peixoto y Andreo11, puede haber diferencias de hasta el 7% dependiendo de la cantidad dosimétrica utilizada para la determinación de la tasa de dosis. Además, incluso si existen protocolos, a veces es difícil saber qué protocolo es el más adecuado para una aplicación en particular, si existe, porque la tasa de dosis de las células depende de parámetros como el contenedor de células, la cantidad de medios de cultivo celular o la calidad del haz, por ejemplo. La dispersión y el backscattering para este tipo de irradiación es también un parámetro muy importante a tener en cuenta. De hecho, para los rayos X de baja y media energía, en el protocolo de referencia AAPM TG-6110,la dosis absorbida en agua se mide en la superficie de un fantasma del agua. Teniendo en cuenta las condiciones de irradiación celular muy específicas, el pequeño volumen de medios de cultivo celular rodeados de aire está más cerca de las condiciones de kerma que los definidos para una dosis absorbida con un fantasma equivalente de agua grande como en el protocolo TG-61. Por lo tanto, hemos optado por utilizar el kerma en agua como una cantidad dosimétrica para referencia en lugar de la dosis absorbida en agua. Por lo tanto, proponemos un nuevo enfoque para proporcionar una mejor determinación de la dosis real administrada a las células.
Además, otro aspecto crucial para los estudios radiobiológicos es la presentación completa de los métodos y protocolos utilizados para la irradiación con el fin de poder reproducir, interpretar y comparar resultados experimentales. En 2016, Pedersen et al.12 destacó la inadecuada notificación de dosimetría en estudios radiobiológicos preclínicos. Un estudio reciente más amplio de Draeger et al.13 destacó que aunque se notifican algunos parámetros de dosimetría como la dosis, la energía o el tipo de fuente, falta una gran parte de los parámetros de física y dosimetría que son esenciales para replicar correctamente las condiciones de irradiación. Esta revisión a gran escala, de más de 1.000 publicaciones que abarcan los últimos 20 años, muestra una falta significativa de informes de las condiciones de física y dosimetría en estudios radiobiológicos. Por lo tanto, una descripción completa del protocolo y el método utilizado en los estudios radiobiológicos es obligatorio con el fin de tener experimentos robustos y reproducibles.
Teniendo en cuenta estos diferentes aspectos, para los experimentos radiobiológicos llevados a cabo en el IRSN (Instituto de Protección radiológica y Seguridad Nuclear), se implementó un estricto protocolo para las irradiaciones celulares en una instalación de ortovoltaje. Este protocolo de dosimetría fue diseñado con el fin de simular las condiciones reales de irradiación celular tanto como sea posible y, por lo tanto, para determinar la dosis real administrada a las células. Para ello, se enumeran todos los parámetros de irradiación y se evaluó el índice de calidad del haz midiendo la capa de medio valor (HVL) para la que se han realizado algunas adaptaciones, ya que no se pueden seguir las recomendaciones estándar del protocolo AAPM10. La medición absoluta de la tasa de dosis se realizó entonces con la cámara de ionización dentro del recipiente celular utilizado para las irradiaciones celulares, y la atenuación y la dispersión de los medios de cultivo celular también se cuantificó con películas radiocromáticas EBT3. Como la modificación de un solo parámetro del protocolo puede afectar significativamente a la estimación de la dosis, se realiza una dosimetría dedicada para cada configuración de irradiación celular. Además, el valor HVL debe calcularse para cada combinación de filtro de voltaje. En este trabajo actual, se utiliza una tensión de 220 kV, una intensidad de 3 mA, y una filtración inherente y adicional de 0,8 mm y 0,15 mm de berilio y cobre, respectivamente. La configuración de irradiación celular elegida se encuentra en un matraz T25, donde las células fueron irradiadas con 5 ml de medios de cultivo celular.

<table><tbody><tr><td>31010 cámara de ionización</td><td>PTW</td><td>ionización Radiación, Detectores incluyendo código de prácticas, catálogo 2019/2020, página 14</td><td>https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/DETECTORS_Cat_en_16522900_12/blaetterkatalog/index.html?startpage=1#page_14</td></tr><tr><td>Películas radiocrómicas EBT3</td><td>Solicitud de presupuesto</td> de <td>Meditest</td><td>https://www.meditest.fr/produit/ebt3-8x10/</td></tr> <tr><td>electrómetro UNIDOSEwebline</td> Catálogo en línea <td>PTW</td><td>, solicitud de presupuesto</td><td>https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-webline/?type=3451&downloadfile=1593&amp; cHash= 6096ddc2949f8bafe5d556e931e6c865</td></tr><tr><td>Material HVL (filtro, diafragma)</td>Catálogo en línea <td>PTW</td><td>, página 70, espesor</td> de <td>las láminas: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 y 10 mm de cobre, https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/Online_Catalog/Radiation_Medicine_Cat_en_ 58721100_11/blaetterkatalog/index.html#page_70</td></tr><tr><td>escáner para películas radiocrómicas</td><td>Solicitud</td> de <td>presupuesto</td><td>de Epson Epson V700, seiko Epson corporation, Suwa, Japón</td></tr><tr><td>mediciones de temperatura y presión, Lufft OPUS20</td><td>Solicitud</td><td></td> <td>de presupuesto de LUFFThttps://www.lufft.com/products/in-room-measurements-291/opus-20-thip-1983/</td></tr></tbody></table>

dosimetría para irradiación celular mediante instalaciones de rayos x de ortovoltaje (40-300 kv)

Dosimetry for Cell Irradiation using Orthovoltage (40-300 kV) X-Ray Facilities

La importancia de los protocolos de dosimetría y las normas para los estudios radiobiológicos es evidente. Se han propuesto varios protocolos para la determinación de dosis utilizando instalaciones de rayos X de baja energía, pero dependiendo de las configuraciones de irradiación, muestras, materiales o calidad del haz, a veces es difícil saber qué protocolo es el más adecuado para emplear. Por lo tanto, proponemos un protocolo de dosimetría para las irradiaciones celulares utilizando instalaciones de rayos X de baja energía. El objetivo de este método es realizar la estimación de la dosis a nivel de la monocapa celular para que sea lo más cerca posible de las condiciones reales de irradiación celular. Los diferentes pasos del protocolo son los siguientes: determinación de los parámetros de irradiación (alta tensión, intensidad, contenedor celular, etc.), determinación del índice de calidad del haz (pareja de capa de medio valor de alto voltaje-medio), medición de la velocidad de dosis con cámara de ionización calibrada en condiciones de kerma de aire, cuantificación de la atenuación y dispersión del medio de cultivo celular con películas radiocromáticas EBT3, y determinación de la velocidad de dosis a nivel celular. Esta metodología debe realizarse para cada nueva configuración de irradiación celular, ya que la modificación de un solo parámetro puede afectar fuertemente la deposición de dosis real a nivel de la monocapa celular, particularmente con rayos X de baja energía.

En este trabajo, utilizamos una plataforma dedicada a la irradiación de animales pequeños19; sin embargo, esta plataforma se puede utilizar para irradiar otros tipos de muestras como las células. La fuente de irradiación es un tubo de rayos X Varian (NDI-225-22) que tiene una filtración inherente de 0,8 mm de berilio, un gran tamaño de deporte focal de 3 mm, un rango de alto voltaje de aproximadamente 30 a 225 kV y una intensidad máxima de 30 mA.
Los parámetros utilizad...

Este documento describe un nuevo protocolo de dosimetría para las irradiaciones celulares utilizando equipos de rayos X de baja energía. Las mediciones se realizan en condiciones que simulan condiciones reales de irradiación celular tanto como sea posible.

Dosimetría para irradiación celular mediante instalaciones de rayos X de ortovoltaje (40-300 kV)

The importance of dosimetry protocols and standards for radiobiological studies is self-evident. Several protocols have been proposed for dose ...

Este protocolo fue desarrollado para permitir que las mediciones de dosimetría se realicen lo más cerca posible de las condiciones reales de irradiación celular para estudios radiobiológicos. Con este protocolo, podemos determinar la dosis exacta recibida por las células por lo que es aplicable a muchas instalaciones de rayos X y podemos tener en cuenta todos los parámetros y traducir a dosimetría. Todos los parámetros de irradiación deben configurarse aguas arriba para permitir una adquisición óptima de la medición de dosimetría que requiere una estrecha colaboración entre físicos y radiobiólogos.Para realizar una evaluación de campo de irradiación, coloque una película de dosimetría autodesarrollada en el soporte utilizado para la irradiación e irradiar la película con al menos dos grises para obtener un campo de irradiación bien marcado. Escanee la película de dosimetría autodesarrollada utilizando un escáner dedicado y utilice el perfil de análisis y trazado para trazar el perfil de dosis en ImageJ. A continuación, marque la superficie de soporte de irradiación para asegurarse de que el contenedor de celdas se colocará en la posición correcta.Para realizar una medición de la ve

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Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

Pacientes con tumor cerebral habitualmente sometidos a radioterapia craneal, y al mismo tiempo beneficiosos, este tratamiento a menudo resulta en disfunción cognitiva debilitante. Este problema sin resolver graves tiene en la actualidad, ningún recurso clínica, y ha impulsado los esfuerzos para diseñar terapias con células madre basado en la recuperación de los inducidos por la radiación disminuye cognitiva.

Trasplante de células madre de Estrategias para la restauración de la disfunción cognitiva causada por la radioterapia craneal

Un número creciente de dispositivos de terapia de radiación ofrecen la ventaja de la entrega de la dosis a través de muy pequeñas vigas al tumor, lo que permite una mayor conformidad y dosis más altas por fracción. Muchos detectores diferentes se pueden utilizar para la dosimetría de estos pequeños campos. En el presente estudio, el efecto de la recombinación de iones es investigado por una cámara de ionización líquido utilizando un sistema de radioterapia estereotáctica.

Caracterización de los efectos de recombinación en una cámara de ionización líquido utilizado para la dosimetría de un acelerador de radiocirugía

Presentamos un enfoque espectroscópico óptico difuso (DOS) que proporciona biomarcadores ópticos cuantitativos de la respuesta de la piel a la radiación. Describimos el diseño de la instrumentación del DOS, los parámetros ópticos, los algoritmos de extracción y los procedimientos de manejo de animales necesarios para obtener datos representativos de un modelo preclínico de eritema inducido por radiación en ratones.

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El análisis citogenético cromosoma dicéntrico (DC) cuantifica la exposición a la radiación ionizante. El software automatizado de identificador de cromosoma dicéntrico y estimador de dosis con precisión y rápidamente calcula dosis biológica de DCs en las células en metafase. Distingue los cromosomas monocentric y otros objetos de DCs y calcula la dosis de radiación biológica de la frecuencia de DCs.

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Investigación sobre radiación ionizante (IR)-muerte de las células clonogenic inducido es importante para comprender los efectos de IR en tumores malignos y los tejidos normales. Aquí, describimos un análisis de un solo paso para la evaluación de los modos principales de la muerte celular inducida por IR clonogenic basado en morfología de 4', diclorhidrato 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)-tinción de núcleos visualizados por microscopía de fluorescencia.

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Los aceleradores lineales clínicos se pueden utilizar para determinar los efectos biológicos de una amplia gama de tasas de dosis en las células cancerosas. Discutimos cómo establecer un acelerador lineal para ensayos basados en células y ensayos para células similares a tallos de cáncer cultivadas como tumoresferas en suspensión y líneas celulares cultivadas como cultivos adherentes.

Uso de un acelerador lineal para la realización de experimentos de radiobiología in Vitro

Se describe una configuración para las mediciones de corriente inducidas por haz de rayos X en líneas de haz sincrotron. Revela el rendimiento a nanoescala de las células solares y amplía el conjunto de técnicas para la microscopía de rayos X multimodal. Desde el cableado hasta la optimización de señal a ruido, se muestra cómo realizar mediciones XBIC de última generación en una microsonda de rayos X duro.

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La dosimetría de radiación proporciona una técnica para mejorar la precisión de los experimentos preclínicos y garantizar que las dosis de radiación suministradas estén estrechamente relacionadas con los parámetros clínicos. Este protocolo describe los pasos a seguir en cada fase durante los experimentos de radiación preclínica para garantizar un diseño experimental adecuado.

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Este protocolo presenta la preparación de diapositivas y la puntuación automatizada del ensayo de focos γ-H2AX en linfocitos de sangre periférica. Para ilustrar el método y la sensibilidad del ensayo, se irradiaron linfocitos aislados in vitro. Este método automatizado de detección de ADN DSB es útil para aplicaciones de dosimetría biológica rápidas y de alto rendimiento.

Un método automatizado de puntuación microscópica para el ensayo de focos γ-H2AX en linfocitos de sangre periférica humana

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No invasivo en 3D de visualización con la Sub-micron resolución mediante sincrotrón de rayos X de la tomografía

Aprende dosimetría precisa para irradiación celular con equipos de rayos X de ortovoltaje. Este protocolo utiliza películas radiocrómicas y cámaras de ionización para medir dosis exactas en cultivos celulares, mejorando la confiabilidad de estudios radiobiológicos.

Dosimetría para irradiación celular mediante instalaciones de rayos X de ortovoltaje (40-300 kV)

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