Name: Dosimétrie pour l’irradiation cellulaire à l’aide d’installations de radiographie Orthovoltage (40-300 kV) (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 51 s
Description: Découvrez un protocole de dosimétrie pour l'irradiation cellulaire en radiobiologie utilisant des films radiochromiques autodéveloppants et des chambres d'ionisation. Cette méthode permet de mesurer avec précision la dose reçue par les cellules dans des conditions réelles d'irradiation.

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1. Plate-forme d’irradiation et détermination des paramètres d’irradiation
<ol><li>Utilisez une plate-forme d’irradiation fournissant des rayons X à faible à moyenne énergie. Déterminer les paramètres de l’expérience afin d’assurer la robustesse et la reproductibilité de l’expérience radiobiologique : Haute tension, intensité, filtration (inhérente et additionnelle), demi-couche de valeur (HVL), énergie efficace, détecteur utilisé pour les mesures de dosimétrie, distance de l’échantillon source (DSS), champ d’irradiation (forme, taille, géométrie), quantité de dosimétrie, méthode de dosimétrie, taux de dose, contenant cellulaire et quantité de médias de culture cellulaire. Tous les paramètres utilisés dans ce protocole sont donnés dans le tableau 1.</li>
</ol>2. Indice de qualité du faisceau : détermination de la couche de demi-valeur
REMARQUE : Le HVL est défini comme l’épaisseur d’un atténuateur (généralement du cuivre ou de l’aluminium) pour réduire l’intensité du faisceau par un facteur de deux par rapport à la valeur d’origine.
<ol><li>Installez l’équipement (support, collimateur, diaphragme, ionisation) à l’intérieur de l’enceinte d’irradiation en suivant les instructions de la figure 1. Aucun matériau atténuateur n’est utilisé à cette étape.</li>
	<li>Assurez-vous que toutes les distances indiquées à la figure 1 sont exactes. Mesurez-les à l’aide d’une mesure de bande.</li>
	<li>Placez cela la chambre d’ionisation dans la position horizontale. Pour ce travail, nous avons utilisé une chambre d’ionisation cylindrique 31002 (équivalente à 31010) calibrée dans le kerma d’air.</li>
	<li>Pré-irradier la chambre d’ionisation pendant 5 min et mesurer l’arrière-plan (cette étape peut être effectuée sans collimateur).</li>
	<li>Effectuez 10 mesures de 1 min chacune en mode de collecte de charge correspondant à lavaleur brute M (en coulombs).</li>
	<li>Prenez la température et la pression avec l’équipement calibré approprié placé à l’intérieur de l’enceinte d’irradiation dans notre cas (si ce n’est pas possible, placez-le près de l’expérience). Corrigez la lecturebrute M sur l’électromètre par le facteur de correction de la température et de la pression donné comme suit : <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ01.jpg"> où : T (°C) et P (hPa) sont respectivement la température et la pression réelles. L’arbitre T etl’arbitre P sont la température et la pression de référence lorsque l’ionisation a été calibrée par le laboratoire des normes. La pression et la température doivent être mesurées à l’aide d’instruments calibrés. La valeur obtenue en mode charge est la valeur de référence moyenne M (en coulombs). REMARQUE : Cette étape n’est pas strictement nécessaire pour la mesure HVL, mais elle est recommandée.</li>
	<li>Placer un atténuateur d’une certaine épaisseur au-dessus du diaphragme. L’ensemble HVL est composé de feuilles d’épaisseurs différentes (0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 et 10 mm de cuivre) avec une dimension permettant de couvrir l’ensemble du faisceau (80 x 80 mm ici).</li>
	<li>Prenez une mesure de 1 min (Mbrut corrigé par le KT,P comme décrit précédemment).<ol>
<li>Si le taux de dose est divisé par un facteur de 2 par rapport à la valeur de départ, la valeur HVL est trouvée. Prenez 5 mesures de 1 min pour estimer le taux moyen de dose.</li>
		<li>Si le taux de dose n’est pas divisé par un facteur de 2 en ce qui concerne la valeur de départ, augmentez ou diminuez l’épaisseur de l’atténuateur et prenez une autre mesure. Ajustez l’épaisseur de l’atténuateur au besoin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Une fois que l’épaisseur de l’atténuateur qui diminue l’intensité du faisceau par un facteur deux est trouvée, prendre 5 mesures de 1 min pour confirmer le HVL. REMARQUE : Dans la plupart des cas, l’épaisseur exacte de l’atténuateur ne peut pas être trouvée à partir des feuilles disponibles. Dans ce cas, procéder par bisection et interpoler le HVL.</li>
</ol>3. Évaluation du champ d’irradiation (aucune estimation de dose)
<ol><li>Placez un film EBT3 sur le support utilisé pour l’irradiation.</li>
	<li>Irradier ce film pour obtenir un champ d’irradiation bien marqué (au moins 2 Gy).</li>
	<li>Scannez le film EBT3 à l’aide d’un scanner dédié.</li>
	<li>Tracez le profil de dose à l’aide de l’image J à l’aide de l’option Analyser puis tracer le profil ( Figure2).</li>
	<li>Déterminer la taille de l’utilisation du champ d’irradiation pour l’irradiation (zone homogène, à l’exclusion des régions pénumbras, voir la figure 2).</li>
	<li>Faites des marques sur le support utilisé pour l’irradiation pour vous assurer que le contenant cellulaire est dans la bonne position. REMARQUE : Dans cette étape, la taille du champ d’irradiation est déterminée, et la dose n’est pas estimée. La procédure complète de lecture et d’analyse des films est donnée à la section 5. En outre, prendre des marges afin d’éviter les erreurs dues au positionnement du conteneur cellulaire.</li>
</ol>4. Mesure du taux de dose avec chambre d’ionisation
<ol><li>Prenez le contenant cellulaire et cassez une petite partie sur le côté ou au fond (selon le récipient particulier et la chambre d’ionisation utilisée) pour pouvoir placer la chambre d’ionisation à l’intérieur(figure 3,section supérieure) ou en dessous(figure 3,section inférieure) du récipient. Les exemples sont donnés dans la figure 3 avec différentes chambres d’ionisation (cylindriques ou parallèles plane) et des conteneurs cellulaires. Dans ce cas,, un flacon T25 a été utilisé (Figure 3, boîte rouge). REMARQUE : un fer à soudage ou un scalpel chauffé est une bonne alternative pour faire des trous dans les marchandises en plastique</li>
	<li>Placez le récipient à l’intérieur de l’enceinte sur le support utilisé pour l’irradiation (plaque de carbone ici).</li>
	<li>Placez la chambre d’ionisation dans le récipient(figure 3,boîte rouge), dans la bonne position et connectez-la à l’électromètre.</li>
	<li>Assurez-vous que tous les paramètres d’irradiation énumérés à la section 1 sont corrects (haute tension, intensité, filtrations supplémentaires, distance de l’échantillon source, etc.).</li>
	<li>Pré-irradier la chambre d’ionisation pendant 5 min et effectuer la réduction à zéro de l’électromètre.</li>
	<li>Prenez 10 mesures de 1 min pour déterminer le taux moyen de dose dans le kerma d’air (Gy.min-1). Calculez la détermination du taux de dose dansl’air K comme suit : <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ02.jpg"> où M est la lecture du dosemètre corrigée par la température, la pression, l’effet de polarité, la recombinaison des ion et l’étalonnage des électromètres. NKair et Kq sontles facteurs d’étalonnage et de correction de la qualité des radiations, dont les valeurs sont spécifiques à chaque chambre d’ionisation.</li>
</ol>5. Mesure de l’atténuation et de la diffusion des médias de culture cellulaire
REMARQUE : Manipulez les films EBT3 avec des gants tout au long de la procédure.
<ol><li>Préparation de l’expérience<ol>
<li>Couper de petits morceaux de films EBT3 au moins 24 h avant l’irradiation.</li>
		<li>Déterminer la taille des films en fonction du contenant cellulaire utilisé pour les expériences de radiobiologie (4 x 4 cm pour un flacon T25, par exemple). Couper deux séries de films radiochromiques : un ensemble pour les courbes d’étalonnage composées de trois morceaux de film radiochromique EBT3 par dose ou point de temps (neuf points au total pour cette œuvre) ; et un ensemble pour la quantification de l’atténuation des médias de culture cellulaire, également trois pièces par point.</li>
		<li>Numérotez tous les films pour identification (coin supérieur droit ici) et numérisez-les sur la même position sur le scanner.</li>
		<li>Gardez les films à l’écart de la lumière.</li>
		<li>Préparez le contenant cellulaire utilisé pour les mesures du film EBT3 et, si nécessaire, coupez une pièce pour mettre le film à l’intérieur (un exemple avec un T25 est donné à la figure 4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Estimation du taux de dose<ol>
<li>Mesurez le taux de dose pour la configuration tel que décrit dans la section précédente.</li>
		<li>Gardez cette configuration en place pour l’irradiation des films radiochromiques EBT3 et utilisez le même type de contenant cellulaire.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Construction de la courbe d’étalonnage<ol>
<li>Prenez les films EBT3 pré-coupés pour la courbe d’étalonnage.</li>
		<li>Ne pas irradier trois morceaux (0 Gy).</li>
		<li>Placez le premier film à l’intérieur du récipient cellulaire, dans la même configuration que pour l’irradiation cellulaire.</li>
		<li>Irradiez-le pour obtenir les premiers points de dose.</li>
		<li>Répétez cette opération pour obtenir trois morceaux de films EBT3 irradiés avec la même dose.</li>
		<li>Effectuez-le pour chaque point de dose (neuf points de dose dans ce travail (0, 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 2,5 et 3 Gy) comme l’illustre la figure 5).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Évaluation de l’atténuation des médias de culture cellulaire et de la dispersion.<ol>
<li>Choisissez le même temps d’irradiation pour toutes les irradiations (60 s, par exemple).</li>
		<li>Irradier trois morceaux de films EBT3 dans le récipient sans eau.</li>
		<li>Irradier trois morceaux de films EBT3 dans le récipient avec de l’eau comme suit.<ol>
<li>Placez le film à l’intérieur du récipient.</li>
			<li>Remplissez le récipient avec la quantité exacte d’eau pour représenter le média de culture cellulaire (5 mL ici). Utilisez de petits morceaux de ruban adhésif si les films ne restent pas submergés correctement.</li>
			<li>Placez le contenant cellulaire à l’intérieur de l’enceinte et assurez-vous que le film est correctement immergé.</li>
			<li>Lorsque l’irradiation est terminée, prenez les films EBT3, séchez-les avec du papier absorbant et rangez-les loin de la lumière.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Lecture de films radiochromiques EBT3
<ol><li>Lire les films EBT3 au moins 24 h après irradiation.</li>
	<li>Scannez les films sur un scanner dédié.</li>
	<li>Définissez les paramètres du scanner comme : 48 bits de format tiff rouge-vert-bleu, 150 dpi en mode transmission et aucune correction d’image.</li>
	<li>Effectuez un échauffement du scanner comme suit.<ol>
<li>Placez un film non irradié sur le scanner.</li>
		<li>Lancez un aperçu de l’analyse.</li>
		<li>Lancez une 40 s et attendez 30 s.</li>
		<li>Lancez l’analyse.</li>
		<li>À la fin de l’analyse, lancez une insurrateur et attendez 90 s.</li>
		<li>Dans le même temps, enregistrez l’analyse, ouvrez l’image avec ImageJ, tracez un retour sur investissement carré (toujours de la même taille et dans la même position), et prenez une mesure du niveau moyen de pixel rouge de la zone.</li>
		<li>À la fin des années 90, répétez la procédure à partir de l’étape 2 (sans toucher le film à l’intérieur du scanner).</li>
		<li>Répétez cette répétition au moins 30 fois pour réchauffer et stabiliser le scanner (aucune variation du niveau moyen de pixels rouges de la zone sélectionnée sur les films non irradiés). Si le scanner, c’est-à-dire la valeur moyenne des pixels rouges, n’est pas stabilisé, continuez la procédure.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Numérisation des films EBT3<ol>
<li>Placez le premier film au centre du lit du scanner. Délimitez une zone pour toujours placer le film au même endroit et dans la même orientation.</li>
		<li>Lancez un aperçu de l’analyse.</li>
		<li>Lancez une 40 s et attendez 30 s.</li>
		<li>Lancez l’analyse.</li>
		<li>À la fin de l’analyse, lancez une insurrateur et attendez 90 s. Au cours de ces années 90 changer le film EBT3. REMARQUE : Une analyse des films radiochromiques EBT3 a été effectuée à l’aide d’un programme C++ autoprogrammé. Différentes méthodes peuvent être utilisées pour l’analyse du film EBT3, telles que la méthode du canal rouge ou la méthode des trois canaux14,15. Dans ce cas, nous avons utilisé la méthode du canal rouge sans soustraction de fond, et les images ont été converties en densités optiques, puis à la dose en utilisant notre programme. Comme cette méthode est déjà bien définie, notre programme C++ n’a pas été inclus ici. En outre, le logicieldédié 16 peut également être utilisé pour l’analyse de films EBT3.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. Détermination du taux de dose au niveau du monocouche cellulaire
<ol><li>Convertir le taux moyen de dose obtenu avec la chambre d’ionisation corrigée par l’atténuation et la dispersion des médias de culture cellulaire (K) au kerma d’eau en utilisant le rapport du coefficient moyen d’absorption d’énergie de masse pour l’eau par rapport à l’air évalué sur le spectre de fluence photon (μen/ρ). <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61645/61645equ03.jpg"> Un logiciel dédié17 a été utilisé pour calculer le spectre d’énergie photon dans l’air sans fantôme, et nous avons utilisé le tableau NIST18 pour calculer le coefficient moyen d’absorption d’énergie de masse.</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>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Ces travaux présentent le protocole utilisé et mis en œuvre pour les irradiations cellulaires à l’aide d’installations de radiographie à faible consommation d’énergie. Aujourd’hui, de nombreuses expériences de radiobiologie sont réalisées avec ce type d’irradiateur car elles sont faciles à utiliser, rentables et avec très peu de contraintes de radioprotection, par rapport à la source de cobalt par exemple. Bien que ces configurations aient de nombreux avantages, car elles utilisent une source d’énergie à rayons X faible,...

L’objectif de la radiobiologie est d’établir des liens entre la dose administrée et les effets biologiques; la dosimétrie est un aspect crucial dans la conception des expériences radiobiologiques. Depuis plus de 30 ans, l’importance des normes de dosimétrie et l’harmonisation des pratiques sont mises enévidence 1,2,3,4,5. Pour établir une référence de taux de dose, plusieurs protocolesexistent 6,7,8,9,10; cependant, comme le montrent Peixoto et Andreo11 , il peut y avoir des différences de jusqu’à 7% selon la quantité dosimétrique utilisée pour la détermination du taux de dose. En outre, même s’il existe des protocoles, il est parfois difficile de savoir quel protocole convient le mieux à une application particulière, le cas échéant, parce que le taux de dose pour les cellules dépend de paramètres tels que le récipient cellulaire, la quantité de médias de culture cellulaire ou la qualité du faisceau, par exemple. La diffusion et la rétrosécation pour ce type d’irradiation est également un paramètre très important à prendre en compte. En effet, pour les rayons X à énergie faible et moyenne, dans le protocole de référence AAPM TG-6110, la dose absorbée dans l’eau est mesurée à la surface d’un fantôme d’eau. Compte tenu des conditions d’irradiation cellulaire très spécifiques, le petit volume de médias de culture cellulaire entouré d’air est plus proche des conditions de kerma que ceux définis pour une dose absorbée avec un grand fantôme équivalent à l’eau comme dans le protocole TG-61. Par conséquent, nous avons choisi d’utiliser le kerma dans l’eau comme quantité dosimétrique pour la référence plutôt que la dose absorbée dans l’eau. Ainsi, nous proposons une nouvelle approche pour fournir une meilleure détermination de la dose réelle administrée aux cellules.
En outre, un autre aspect crucial pour les études radiobiologiques est la déclaration complète des méthodes et protocoles utilisés pour l’irradiation afin d’être en mesure de reproduire, d’interpréter et de comparer les résultats expérimentaux. En 2016, Pedersen et coll.12 ont souligné l’insuffisance des rapports de dosimétrie dans les études radiobiologiques précliniques. Une étude récente plus vaste de Draeger et coll.13 a mis en évidence que même si certains paramètres de dosimétrie tels que la dose, l’énergie ou le type de source sont signalés, une grande partie des paramètres de physique et de dosimétrie qui sont essentiels pour reproduire correctement les conditions d’irradiation sont manquants. Cet examen à grande échelle, de plus de 1 000 publications couvrant les 20 dernières années, montre un manque important de rapports sur les conditions de physique et de dosimétrie dans les études radiobiologiques. Ainsi, une description complète du protocole et de la méthode utilisée dans les études radiobiologiques est obligatoire afin d’avoir des expériences robustes et reproductibles.
Compte tenu de ces différents aspects, pour les expériences radiobiologiques menées à l’IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire), un protocole rigoureux a été mis en œuvre pour les irradiations cellulaires dans une installation d’orthovoltage. Ce protocole de dosimétrie a été conçu afin de simuler autant que possible les conditions réelles d’irradiation cellulaire et donc de déterminer la dose réelle administrée aux cellules. À cette fin, tous les paramètres d’irradiation sont énumérés, et l’indice de qualité du faisceau a été évalué en mesurant la demi-couche de valeur (HVL) pour laquelle certaines adaptations ont été faites car les recommandations standard du protocole10 de l’AAPM ne peuvent pas être suivies. La mesure du taux de dose absolue a ensuite été effectuée avec la chambre d’ionisation à l’intérieur du récipient cellulaire utilisé pour les irradiations cellulaires, et l’atténuation et la dispersion des médias de culture cellulaire ont également été quantifiées avec des films radiochromiques EBT3. Comme la modification d’un seul paramètre du protocole peut avoir un impact significatif sur l’estimation de la dose, une dosimétrie dédiée est effectuée pour chaque configuration d’irradiation cellulaire. De plus, la valeur HVL doit être calculée pour chaque combinaison tension-filtre. Dans ce travail actuel, une tension de 220 kV, une intensité de 3 mA, et une filtration inhérente et supplémentaire de 0,8 mm et 0,15 mm de béryllium et de cuivre, respectivement, sont utilisées. La configuration d’irradiation cellulaire choisie est sur un flacon T25, où les cellules ont été irradiées avec 5 mL de médias de culture cellulaire.

<table><tbody><tr><td>31010 chambre d’ionisation</td><td>PTW</td><td>ionisation Rayonnement, Détecteurs y compris code de pratique, catalogue 2019/2020, page 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>Films radiochromiques EBT3</td> Demande de <td>devis</td><td></td> <td>Meditest</td></tr> <tr><td>https://www.meditest.fr/produit/ebt3-8x10/ électromètre UNIDOSEwebline</td><td>catalogue en ligne</td> <td>PTW</td>, demande de devis <td>https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-webline/?type=3451&downloadfile=1593&amp ; cHash= 6096ddc2949f8bafe5d556e931e6c865</td></tr><tr><td>Matériau HVL (filtre, diaphragme)</td><td>Catalogue en ligne PTW</td><td>, page 70, demande de devis</td><td>Feuilles d’épaisseur : 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 et 10 mm de cuivre, https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/Online_Catalog/Radiation_Medicine_Cat_en_ 58721100_11/blaetterkatalog/index.html#page_70</td></tr><tr><td>scanner pour films radiochromiques</td><td>Demande de devis</td><td>Epson Epson V700, seiko Epson corporation, Suwa, Japon</td><td></td></tr><tr><td>mesures de température et de pression, Lufft OPUS20</td><td>lufft</td><td>demande</td> <td>de devishttps://www.lufft.com/products/in-room-measurements-291/opus-20-thip-1983/</td></tr></tbody></table>

dosimétrie pour l’irradiation cellulaire à l’aide d’installations de radiographie orthovoltage (40-300 kv)

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

L’importance des protocoles et des normes de dosimétrie pour les études radiobiologiques va de soi. Plusieurs protocoles ont été proposés pour la détermination de la dose à l’aide d’installations de rayons X à faible consommation d’énergie, mais selon les configurations d’irradiation, les échantillons, les matériaux ou la qualité du faisceau, il est parfois difficile de savoir quel protocole est le plus approprié à employer. Nous proposons donc un protocole de dosimétrie pour les irradiations cellulaires à l’aide d’installations de rayons X à faible consommation d’énergie. Le but de cette méthode est d’effectuer l’estimation de la dose au niveau de la monocouche cellulaire pour la rendre aussi proche que possible des conditions réelles d’irradiation cellulaire. Les différentes étapes du protocole sont les suivantes : détermination des paramètres d’irradiation (haute tension, intensité, conteneur cellulaire, etc.), détermination de l’indice de qualité du faisceau (couple couche de demi-valeur à haute tension), mesure du taux de dose avec chambre d’ionisation calibrée dans des conditions de kerma d’air, quantification de l’atténuation et diffusion du milieu de culture cellulaire avec des films radiochromiques EBT3, et détermination du taux de dose au niveau cellulaire. Cette méthodologie doit être effectuée pour chaque nouvelle configuration d’irradiation cellulaire, car la modification d’un seul paramètre peut avoir un impact important sur le dépôt réel de la dose au niveau du monocouche cellulaire, en particulier en ce qui concerne les rayons X à faible consommation d’énergie.

Dans ce travail, nous avons utilisé une plate-forme dédiée à l’irradiation despetits animaux 19; cependant, cette plate-forme peut être utilisée pour irradier d’autres types d’échantillons tels que les cellules. La source d’irradiation est un tube à rayons X varien (NDI-225-22) ayant une filtration inhérente de 0,8 mm de béryllium, une grande taille sportive focale de 3 mm, une plage de haute tension d’environ 30 à 225 kV et une intensité maximale de 30 mA.
Les paramètr...

Ce document décrit un nouveau protocole de dosimétrie pour les irradiations cellulaires à l’aide d’équipement à rayons X à faible consommation d’énergie. Les mesures sont effectuées dans des conditions simulant des conditions réelles d’irradiation cellulaire autant que possible.

Dosimétrie pour l’irradiation cellulaire à l’aide d’installations de radiographie Orthovoltage (40-300 kV)

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

Ce protocole a été développé pour permettre d’effectuer des mesures de dosimétrie aussi près que possible des conditions réelles d’irradiation cellulaire pour les études radiobiologiques. Avec ce protocole, nous pouvons déterminer la dose exacte reçue par les cellules, ce qui le rend applicable à de nombreuses installations de radiographie et peut prendre en compte tous les paramètres et traduire en dosimétrie. Tous les paramètres d’irradiation doivent être fixés en amont pour permettre une acquisition optimale de la mesure de dosimétrie nécessitant une étroite collaboration entre physiciens et radiobiologistes.Pour effectuer une évaluation sur le terrain d’irradiation, placez un film de dosimétrie auto-développement sur le support utilisé pour l’irradiation et irradiez le film avec au moins deux gris pour obtenir un champ d’irradiation bien marqué. Scannez le film de dosimétrie auto-développement à l’aide d’un scanner dédié et utilisez l’analyse et le profil de l’intrigue pour tracer le profil de dose dans ImageJ. Ensuite, marquez la surface de soutien à l’irradiation pour vous assurer que le contenant de la cellule sera placé dans la bonne position.Pour effectuer une mesure du taux de dose, placez un contenant cellulaire modifié dans l’enceinte de soutien à l’irradiation et placez la chambre d’ionisation dans le récipient dans la bonne position selon les marques faites sur la surface de soutien. Confirmez que tous les paramètres d’irradiation ont été correctement définis et pré-irradier la chambre d’ionisation pendant cinq minutes. Zéro l’électromètre et obtenir 10 mesures d’une minute.Ensuite, utilisez la formule pour déterminer le taux moyen de dose dans le kerma d’air. Numérotez tous les films pour leur identification en aval. Au moins 24 heures avant l’irradiation, couper des morceaux de film de dosimétrie auto-développement en fonction de la taille du récipient cellulaire.Pour construire une courbe d’étalonnage, mettez de côté trois morceaux de film pour les commandes non irradiées et placez le premier film à l’intérieur du récipient cellulaire. Puis, irradier le film pour obtenir le premier point de dose. Lorsque tous les films ont été irradiés en triplicate aux doses sélectionnées appropriées, une courbe d’étalonnage peut être générée.Pour mesurer l’atténuation et la diffusion moyennes de la culture cellulaire, sélectionnez le même temps d’irradiation pour toutes les irradiations et irradiez trois morceaux de films de dosimétrie auto-développement dans le récipient sans eau. Ensuite, placez un seul morceau de film dans le récipient et remplissez le récipient avec le même volume d’eau que le volume de milieu qui sera irradié. À l’aide de petits morceaux de ruban adhésif au besoin, placez le contenant à l’intérieur de l’enceinte.Lorsque l’irradiation est terminée, séchez les films avec du papier absorbant et stockez les films protégés de la lumière. 24 heures après leur irradiation, sur le scanner, réglez le format TIFF en bleu vert rouge 48 bits et le mode de transmission à 150 points par pouce et ne sélectionnez aucune correction d’image. Pour réchauffer le scanner, placez un film non irradié sur le scanner et lancez un aperçu de l’analyse.À la fin de l’aperçu, démarrez une insurrateur et attendez 30 secondes avant de commencer l’analyse. À la fin de l’analyse, démarrez une insurateur de 90 secondes. Dans le même temps, enregistrez l’analyse et ouvrez l’image dans ImageJ.Tracez une région carrée d’intérêt dans l’analyse et mesurez le niveau moyen de pixel rouge de la zone. À la fin des 90 secondes, répétez l’aperçu de l’analyse au moins 30 fois pour réchauffer et stabiliser le scanner. Une fois que le scanner a été stabilisé, placez un film au centre du lit du scanner et lancez un aperçu de l’analyse.Attendez 30 secondes avant de commencer l’analyse. À la fin de l’analyse, attendez 90 secondes avant de commencer l’analyse suivante. Des mesures pour estimer l’épaisseur de l’atténuateur ont ensuite été effectuées et les différentes épaisseurs de l’atténuateur ont été testées pour trouver l’épaisseur qui a diminué l’intensité du faisceau par un facteur de deux.Lorsque cette épaisseur a été déterminée, cinq mesures ont été prises pour évaluer la valeur moyenne du mRAW corrigée par le facteur de correction de la température et de la pression. Pour cette configuration, une couche de demi-valeur de 0,667 millimètre de cuivre a été trouvée. Dans cette analyse représentative, un film de dosimétrie auto-développement a été irradié pour déterminer la surface sur laquelle le champ d’irradiation est homogène, permettant le placement correct du récipient cellulaire.Pour déterminer la dose exacte pour les cellules, le taux de dose mesurée de kerma d’air a été converti en karma d’eau utilisant le rapport du coefficient moyen d’absorption d’énergie de masse pour l’eau à l’air évalué au-dessus du spectre de fluence de photon, qui pour cette analyse a été déterminé pour être 0.659 gris par minute. Dans cette analyse de l’atténuation et de la diffusion de la culture cellulaire, les films radiochromiques de dosimétrie auto-développement ont d’abord été calibrés entre zéro et trois gris avec 0,25 pas gris entre zéro et un gris et 0,5 pas gris entre un et trois gris. Les points de dose ont ensuite été équipés d’une courbe polynomiale au quatrième degré.Ici, un tableau représentatif utilisé pour la mesure quotidienne peut être observé. Assurez-vous que tous les paramètres de configuration sont respectés, que le taux de fait est mesuré à l’intérieur du récipient de la cellule droite, et que l’influence du milieu de culture cellulaire est évaluée. Plusieurs protocoles existent pour établir une mesure de référence de la dose.Le point clé est de sélectionner le protocole approprié pour une application spécifique, en particulier lors de l’utilisation d’installations à faible rayons X.

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