과거에 작은 동물 조사 대상 잘 delineated 종양 볼륨 수 없이 일반적으로 수행 되었다. 목표는 쥐에서 인간 세포종의 치료를 모방 했다. 작은 동물 조사 플랫폼을 사용 하 여, 우리는 MRI 기반 3D 등각 방사선 조사 전 임상 설정에서 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭을 수행.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
과거에 작은 동물 조사 대상 잘 delineated 종양 볼륨 수 없이 일반적으로 수행 되었다. 목표는 쥐에서 인간 세포종의 치료를 모방 했다. 작은 동물 조사 플랫폼을 사용 하 여, 우리는 MRI 기반 3D 등각 방사선 조사 전 임상 설정에서 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭을 수행.
수십 년 동안, 작은 동물 방사선 연구 대상 특정 이나 잘 delineated 종양 볼륨을 상당히 조잡 실험 설정 능력 없이 간단한 단일 빔 기술을 적용을 사용 하 여 주로 수행 되었다. 방사선의 납품 고정된 방사선 또는 megavoltage (MV) 엑스레이 생산 하는 선형 가속기를 사용 하 여 달성 되었다. 이 소자는 작은 동물에 필요한 서브 밀리미터 정밀도 달성 하기 위해 수 없습니다. 또한, 높은 복용량은 건강 한 주변 조직 바구니 응답 평가를 전달. 작은 동물 연구와 인간 사이 변환을 증가, 우리의 목표는 쥐 모델에서 인간의 세포종의 치료를 모방 했다. 전 임상 설정에서 더 정확한 조사를 활성화 하려면 최근, 정밀 이미지 유도 작은 동물 방사선 연구 플랫폼은 개발 되었다. 마찬가지로 인간의 계획 시스템, 치료 이러한 마이크로-균 장치에 계획은 컴퓨터 단층 촬영 (CT)에 기반. 그러나 CT에 낮은 소프트-조직 대비 매우 어려운 뇌 등 특정 조직에서 목표를 지역화 하는. 따라서, CT에 비해 소프트-조직 대조는, 자기 공명 영상 (MRI), 통합 것 가능 방사선에 대 한 대상의 더 정확한 묘사 지난에서 10 년간 또한 생물 학적 영상 기법, 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 등 방사선 치료 치료 지침에 대 한 관심을 얻었다. 애완 동물 예를 들면, 포도 당 소비, 아미노 산 수송, 또는 저 산소 증, 종양에의 시각화 수 있습니다. 더 높은 복용량으로 종양의 그 높은 증식 또는 라디오 저항 부분을 대상으로 하는 것은 생존 혜택을 줄 수 있습니다. 이 가설 생물 학적 종양 볼륨 (BTV) 외에 기존의 총 대상 볼륨 (GTV), 임상 대상 볼륨 (CTV), 그리고 계획된 대상 볼륨 (PTV)의 소개로 이끌어 냈다.
겐트 대학교의 전 임상 영상 연구소, 마이크로-irradiator, 작은 동물 애완 동물, 그리고 7 T 작은 동물 MRI 사용할 수 있습니다. 목표는 MRI 기반 조사 및 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭 세포종 쥐 모델에 통합 했다.
고급 glioma 성인 현재 치료 modalities에도 불구 하 고 1 년의 메디아 생존에 가장 일반적이 고 가장 공격적인 악성 뇌 종양입니다. 치료의 표준 결합된 외부 빔 방사선 치료 (RT) 뒤 최대한 외과 절제술 및 temozolomide (TMZ), 유지 보수 TMZ1,,23다음을 포함 합니다. 도입 이후 TMZ의 지금 더 보다 15 년 전, 아니 크게 향상이이 종양의 치료에 되었습니다. 따라서, 새로운 치료 전략의 구현 시급 하지만 작은 동물 암 치료 모델 (주로 쥐 및 쥐)에 먼저 조사 해야 합니다. 새롭고 복잡 한 방사선 프로토콜, 가능 하 게 하거나 라디오-보호 에이전트를 조사 하기 위해 방사선 응답 (새로운) 다른 치료 에이전트와 결합의 효능을 조사 하기 위해 종양 방위 쥐 모델을 사용할 수 있습니다. 전 임상 방사선 연구의 가장 큰 장점은 결과 가속된 데이터 항복 설치류의 짧은 수명 때문에 큰 무리를 사용 하 여 제어 실험 조건 하에서 작동 하는 기능입니다. 전 임상 연구 결과 다음 현재 연습4보다 훨씬 빠르고 더 효율적인 방법으로 임상 시험으로 번역 되어야 한다.
작은 동물 방사선 실험 마지막 십 년간에서 일반적으로 달성 되었습니다 고정된 방사선 소스5,,67, 예를 들면, 137Cs, 60Co, 동위 원소, 또는 선형 가속기 MV 엑스레이6,,89,10,11단일 방사선 분야를 적용 하는 인간의 임상 사용을 위한. 그러나, 이러한 장치 서브 밀리미터 정밀도, 작은 동물12필요한에 도달 하지 않습니다. 또한, MV 엑스레이 등을 해 작은 목표를 위해 부적 한 특성 동물 순서 범위와 광속의 입구 지역에서 공기-조직 인터페이스에 복용량 구축 크기 자체4,6 ,,89,,1011. 후자 네요 주변 정상 뇌 조직4,,89,10,11을 살려주는 동안 종양에 일정 한 복용량을 제공 하는 매우 도전. 따라서, 그것은 여전히 어느 정도 현재 동물 연구는 현대 RT 연습12관련 분명 하지입니다. 이 점에서 최근에 개발 된 3 차원 (3D) 등각 작은 동물 마이크로-균 장치는 3D 이미지 기반 실시간 같은 고급 기술, 강도 변조 방사선 치료 (IMRT) 간의 기술 격차를 해소를 약속 또는 등각 호 인간과 현재 작은 동물 조사4,13에 사용. 이러한 플랫폼 만들기와 복용량 형성을 피하기 위해 날카로운 penumbras 얻기 위해 kilovoltage (kV) x 선 소스의 사용. 이러한 플랫폼 포함 위치, kV는 동물에 대 한 컴퓨터 제어 무대 영상 및 방사선 치료, 다양 한 각도 모양 방사선 광속 collimating 시스템에서 방사선 배달 있도록 회전 갠트리 어셈블리에 대 한 x 선 소스 4. 2011 년, 마이크로 irradiator 겐트 대학 (그림 1)의 전 임상 이미징 연구실에 설치 되었다. 이 시스템 현대 인간의 방사선 치료 연습 비슷합니다 이며 전 임상 실험, 다른 치료, 복잡 한 방사선 구성표 및 하위 대상 이미지 기반 부스트 연구와 방사선의 시너지 효과 등의 다양 한 수 있습니다.
이러한 마이크로-균 장치 계획 치료 CT, 인간의 계획 시스템14,15에 기반으로 합니다. CT 영상, 내장 된 x 선 검출기 처리 동안 사용 되는 동일한 kV x 선 튜브와 함께에서 사용 됩니다. CT 영상 그것 정확한 동물 위치 허용와 세분화를 통해 개인 방사선 복용량 계산에 필요한 정보를 제공 하는 데 사용 됩니다. 그러나, 때문에 코네티컷에 낮은 소프트-조직 대비 고급 glioma 같은 작은 동물의 두뇌에서 이미징, 종양 수 없습니다 수 쉽게 구분 된. 멀티 적임 이미징의 따라서 정확한 대상 볼륨 묘사는 필요 하다. MRI CT에 비해 훨씬 뛰어난 소프트-조직 대비를 제공 합니다. 이것은 병 변의 경계에서 볼 수 있듯이 더 비추는 병 변 조직, 주변을 방지를 돕는 대상 볼륨의 훨씬 더 나은 묘사를 시각화를 훨씬 쉽게 그림 24, 16. 추가적인 이점은 MRI 비 이온화 방사선, 전리 방사선을 사용 하는 CT와 달리 사용 하는 것입니다. MRI의 주요 단점은 상대적으로 긴 획득 시간과 높은 운영 비용입니다. 그것은 중요 한 MRI 검사 복용량 계산에 사용할 수 없습니다 너무 미스터 LINACS의 최근 개발으로이 분야에서 진행 되 고 있지만 그들은 필요한 전자 밀도 정보를 제공 하지 않습니다. 따라서, 결합 된 CT/MRI 데이터 집합 (MRI 기반 볼륨)를 대상으로 고 선 량 계산 (CT 기반 전자 밀도)에 대 한 필요한 모두 정보가 포함 된 악성 glioma의 조사 계획에 대 한 선택의 방법입니다.
작은 동물 방사선 및 임상 일과 사이의 격차를 줄이려면 MRI 명확 하 게 해야 마이크로 irradiator의 작업 흐름에 통합 될 MRI와 CT, 사소한 멀리 사이 정확한 등록을 요구 합니다. 이 논문에서는, MRI 기반 3D 등각 방사선 F98 쥐에서 세포종, 토론에 대 한 우리의 프로토콜 이었던17최근 출판.
마이크로-irradiator의 워크플로에서 CT 및 MRI를 통합 하는 것은 작은 동물 조사 연구에 명확한 단계 앞으로, 비록 이러한 해부학 이미징 기술을 대상 볼륨의 전체 정의 항상 허용 하지 않습니다. CT 및 MRI에 두뇌에 있는 병리학 변화 증가 물 콘텐츠 (부 종), 혈액-뇌 장벽 또는 대비 향상의 누설에 의해 특징. 그러나, 콘트라스트 향상 및 MRI T2가 중에 하이퍼 강렬한 지역 되지 않습니다 항상 종양 넓이의 정확한 측정.종양 세포 대비 향상12의 마진 보다 훨씬 발견 되었습니다. 또한, 이러한 기술의 없음 치료 저항 및 종양 재발에 대 한 책임 수 있습니다 종양 내에서 가장 적극적인 부분을 식별할 수 있습니다. 따라서, 분자 이미징 기술 같은 애완 동물 수 있습니다 부가 가치 RT에 대 한 추가 정보 이러한 기술은 생물 학적 경로 vivo에서12,18, 시각화를 사용 하기 때문에 볼륨 정의 대상 19.
2000 년에, 링 외. 로 방사선 치료, 그들은 다차원 등각 방사선 치료20이라고에 지도 해 부와 기능적인 이미지를 통합 하 여 생물 학적 대상 볼륨 (BTV)의 개념을 소개 했다. 이 복용량 예 애완 동물 이미지를 사용 하 여 대상 영역을 비균일 복용량을 제공 하 여 타겟팅을 개선 하는 가능성을 만듭니다. 가장 널리 사용 되는 애완 동물 추적기 종양 준비에 대 한 이며 치료 모니터링 하 응답 fluor-18 (18F) fluorodeoxyglucose (FDG), 포도 당 물질 대사21시각화를 표시 합니다. 머리와 목 암, 이전 연구 나타났습니다 18F FDG 애완 동물의 사용 실제 종양 볼륨의 더 나은 견적을 주도 pathologic 표본, CT 및 MRI22와 비교 하 여 정의 된 대로. 기본 뇌에서 종양, 어디 FDG (FET) 정상적인 두뇌, 최근에 18F-fluoroetthyltyrosine 11C-메티오닌 등 아미노산에서에서 매우 강한 배경 신호 때문에 유용 하지 않습니다, GTV에 대 한 조사 되었습니다. 종종 표시 차이점 아미노 산 애완 동물 및 MRI 기반 GTVs23으로 묘사. 그러나,이 발견의 의미를 조사 하 고 잠재 재판 아직 수행 되었습니다. 이 연구에서 우리는 아미노 산 추적 18F-FET와 hypoxia 추적 18F-fluoroazomycin-arabinoside (18F-아무도) 선택. 18 F-FET와 18F-아무도 선정 됐다 증가 산 성 아미노산 통풍 관은 GB 종양의 확산 속도와 강한 상관 관계가 있기 때문에 반면 hypoxia 애완 동물 추적기의 통풍 관은 저항 (화학) 방사선 치료18 을 연관 , 23. 쥐에서 F98 기가바이트 종양의 애완 동물 정의 부분에 추가 방사선 복용량을 제공 하 여 최적화 되었다 서브 볼륨 증폭 마이크로-irradiator를 사용 하 여.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
연구 (ECD 09/23 및 ECD 12/28) 동물 실험 윤리 위원회에 의해 승인 되었다. 모든 상업 정보 테이블의 자료에서 찾을 수 있습니다.
1. F98 기가바이트 쥐 세포 모델
2. 종양의 성장 확인
참고: 종양 성장 8 일 후 접종 MRI T2-가중치, 동적 대비 강화 된 MRI (DCE-MRI) 대비 향상 된 T1 가중치 MRI를 사용 하 여 평가 합니다. 종양에는 2.5 x 2.5 x 2.5 m m3의 크기에 도달 하면, 치료에 대 한 쥐를 선택 합니다.
3. 대상 볼륨 선택 multimodality 이미징
참고: MRI 기반 3D를 수행 수 F98 기가바이트 쥐의 등각 방사선 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭, 이미징 형식 수행할 필요가 3와 모델입니다. 첫째, radiotracer, 주입 후 MRI를 수행할 추적 통풍 관 동안 수행 이후 정적 애완 동물 수집 및 치료 계획 ct.
4. 실시간 치료 계획
5. 복용량 볼륨 히스토그램 (DVHs)
참고: 종양 대상 볼륨와 주변 정상 뇌 조직에 전달 하는 실제 복용량을 비교 하려면 DVHs 계산 합니다.
6. TMZ와 가짜 화학 요법
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
전 임상 모델에서 세포종의 방사선에 대 한 인간의 치료 방법론을 모방, MRI 유도 방사선 치료의 포함이 필요 했다. 사용 하는 PCTPS 마이크로 irradiator 인터페이스 여러 멀 비 같은 호 T1 가중치 MRI17에 대비 강화 지역 타겟팅과 쥐에서 F98 세포종을 비추는 수 있었습니다. 멀티 모달 침대와 함께에서 고정-바디 변환 MRI 및 ct. 계획 사이 이미지 등록을 위해 사용 되었다 방사선에 대 한 isocenter T1 가중치 MRI (그림 7)에 대비 향상 된 종양의 센터에서 선정 되었다.
5 다른 동물 (그림 12) 복용량 배포판 및 대상 볼륨 및 정상 뇌 조직 볼륨의 평균, 최소, 및 최대 복용...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
쥐 두뇌에서 세포종 종양 대상의 정확한 조사를 위해 마이크로-irradiator의 내장 된 CT 지도 충분 하지 않았다. 대비 향상을 사용 하는 경우에 뇌종양 때문에 부족 한 연 조직 대비 거의 볼 수 있습니다. 이와 같이, MRI 보다 정확한 조사를 허용 하도록 포함 될 필요가 있다. 두뇌에 대비 향상 종양 조직에 복용량을 대상 7 T 시스템 순차적 미스터 수집 수 있었습니다 마이크로 irradiator에 코네티컷 인수를 사용 하 고 복용량 계획 계획 코네티컷을 사용 하 여 계산 이것은 PCTPS17를 사용 하 여 이미지 퓨전과 복용량 계산 후 가능 했다. 그러나, 그것은 MRI는이 프로토콜에 정정 하지 기하학적 왜곡 하는 경향이 마음에 지켜져야 한다. 또한,이 조사 프로토콜 신체의 다른 부분을 번역 하기 전에 추가 연구 필요 하다. 낮은 kV 에너지 광자의 사용으로 인해 정확한 조직 세분화의 중요성을 고려해 야 합니다. 3 조직 클래스로 세분화 쥐 뇌에 충분 한 될 수도, 더 많은 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개 충돌의 관심을가지고
저자는 Stichting 루카 Hemelaere와 미스 인터내셔널이이 작업을 지원 하기 위한 감사 하 고 싶습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| GB RAT 모델 | |||
| F98 교모세포종 세포주 | ATCC | CRL-2397 | |
| Fischer F344/ICO crl Rats | Charles River | N/A | http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/fischer-344-rat |
| Micropump system | World Precision Instruments | UMP3 | 마이크로 4 : https://www.wpiinc.com/products/top-products/make-selection-ump3-ultramicropump/#tabs-1 |
| 입위 프레임 | Kopf | 902 | 모델 902 듀얼 작은 동물 입체 프레임 |
| diamant 드릴 | Velleman | VTHD02 | https://www.velleman.eu/products/view/?id=370450 |
| 뼈 왁스 | Aesculap | 1029754 | https://www.aesculapusa.com/products/wound-closure/hemostatic-bone-wax |
| 인슐린 주사기 Microfine | Beckton-Dickinson | 320924 | 1 mL, 29G |
| InfraPhil IR 램프 | Philips | HP3616/01 | |
| Ethilon | Ethicon | 662G/662H | FS-2, 4-0, 3/8, 19 mm |
| Name | Company | 카탈로그 번호 | Comments |
| Cell culture | |||
| DMEM | Invitrogen | 14040-091 | |
| Penicilline-streptomycine | Invitrogen | 15140-148 | |
| L-glutamine | Invitrogen | 25030-032 | |
| Fungizone | Invitrogen | 15290-018 | |
| Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25300-062 | |
| PBS | Invitrogen | 14040-224 | |
| Falcons | Thermo Scientific | 178883 | 175 cm2 nunclon 표면, 필터 캡이 있는 세포 배양용 일회용품 |
| 세포 동결 매체 | Sigma-aldrich | C6164 | 세포 동결 매체-DMSO, 멸균 여과, 적합 세포 배양의 경우 내독소 테스트 완료 |
| Name | Company | 카탈로그 번호< | strong>Comments |
| >Animal irradiation | |||
| Micro-irradiator | X-strahl | SARRP | |
| 소프트웨어 조사 X-strahl | MuriPlan | 전임상 치료 계획 시스템(PCTPS), 버전 2.0.5. | |
| Name | Company | 카탈로그 번호 | Comments |
| Small animal PET | |||
| microPET 시스템 가능성 1 | Molecubes | B-Cube | http://www.molecubes.com/b-cube/ |
| microPET 시스템 가능성 2 | TriFoil 이미징, 노스 리지 CA | 플렉스 Triumph II | http://www.trifoilimaging.com |
| PET 추적기 | 사내에서 만든 | 18F-FDG, 18F-FET, 18F-FAZA, 18F-콜린 | |
| <강한>이름 | Company | 카탈로그 번호 | 코멘트 |
| 작은 동물 MRI | |||
| microMRI 시스템 | Bruker Biospin | Pharmascan 70/16 | https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan/overview.html |
| Dotarem 조영제 | Guerbet | MRI 조영제, Dotarem 0,5 mmol/ml | |
| 쥐 전신 송신기 코일 | Rapid Biomedical | V-HLS-070 | |
| 쥐 뇌 표면 코일 | Rapid Biomedical | P-H02LE-070 | |
| 수성 가열 장치 | Bruker Biospin | MT0125 | |
| IV 주입용 30G 바늘 | Beckton-Dickinson | 305128 | 30G |
| PE 10 튜빙(60cm/주입) | Instech laboratories, Inc | BTPE-10 | BTPE-10, 폴리에틸렌 튜빙 0.011 x .024인치(0.28 x 60mm), 비멸균, 30m(98피트) 스풀, Instech laboratories, Inc 플리머스 회의 PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com |
| 비헤파린 미세 헤마토크릿 모세관 | GMBH | 7493 21 | 이 모세혈관은 물로 채워져 MRI 및 CT에서 볼 수 있는 마커를 생성합니다< |
| strong>Name< | strong>Company | 카탈로그 번호 | Comments |
| Consumables | |||
| 이소플루란: 이소 | 조에티스 | B506 | 마취 |
| 케타민: 케타미도르 | 에쿠파르 | 마취 | |
| 자일라진: 세닥실 | 코디파르 NV | 마취 | |
| 카테터 | 테루모 | 베르사투스-W | 26G |
| 테모졸로미드 | 시그마-알드리치 | T2577-100MG | 화학요법 |
| DMSO | Sigma-aldrich | 276855-100ML | |
| 인슐린 주사기 Microfine | Beckton-Dickinson | 320924 | 1 mL, 29G |
| Name | Company | 카탈로그 번호< | strong>Comments |
| Image analysis | |||
| PMOD 소프트웨어 | PMOD technologies LLC | PFUS (융합 도구) | 생체 의학 이미지 정량 화 소프트웨어(BIQS), 버전 3.405, |
| https://www.pmod.com/web/?portfolio=22-image-processing-pfusName< | strong>Company< | strong>카탈로그 번호 | Comments |
| >Anesthesia-equipment | |||
| 마취 movabe 단위 | ASA LTD | ASA 0039 | ASA LTD, 5 valley road, Keighley, BD21 4LZ |
| 산소 발생기 | 수의학 기술 Int. | 7F-3 | BDO-Medipass, 이무이덴 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.