Name: LQ α 및 β 매개 변수, 방사선 투하 스키마 및 생체 내 용량 증착평가를 위한 조사기 및 시메트리 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-11T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 20 s
Description: 학습하세요 방사선 선량 측정 교정 프로토콜을 사용하여 전임상 방사선 치료 실험의 정확성을 향상시키는 방법을. 이 방법은 국가 선량 표준과 연계하여 임상 관련 결과를 제공합니다.

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저자는 보조금 번호 P20GM103434에 의해 지원되는 그들의 장비의 사용에 대한 WVU에서 현미경 및 동물 모델 이미징 촉진자 감사하고 싶습니다. 또한, 이 작품은 국립 암 연구소 교부금 번호 F99CA25376801, Mylan 의자 인다우먼트 기금에 의해 일반 의학의 국립 연구소에서 보조금 번호 P20GM121322에 의해 지원되었다.

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위의 프로토콜은 방사선 dosimetry를 위한 사용자 친화적인 접근, 암 세포주에서 α/β 값의 결정 및 유방암 뇌 전이의 전임상 모형에 있는 조사를 위한 접근의 간략한 보기를 기술합니다. 이 방법은 암의 어떤 모형든지 연구하기 위하여 이용될 수 있고 유방암의 두뇌 전이에 만국한되지 않습니다. 이 섹션에서 우리는 임상 전 방사선 요법 실험의 근본적인 관련 복잡성에 대해 논의할 것입니다.
Dosimetry는 두 가지 부품을 포함: 1) 농부 챔버와 출력을 보정, 그래서 X 선 단위의 용량 속도설정, 그리고 2) 방사성 염색체 필름을 사용하여 실용적인 dosimetry 측정 시스템을 준비. 출력 교정과 관련하여 TG-61은 물에서 재현 가능한 방법을 제공합니다. 여기에 프로토콜은 감멕스 RMI 457 고체 물을 사용, XStrahl에 의해 권장, 조사자의 제조 업체. 고체수와 함께 상대적 도시(프로파일 또는 깊이 투여 곡선이 최대 용량으로 정상화) 분석이 고체물로 1% 이상 더 나은 것으로 합의하지만, 물에 비해 고체 물에 대한 질량 흡수 계수로 인해 절대 투여량의 약 3~4%의 차이가 있다. 그러나 XStrahl 시스템의 모든 설치가 출력 보정을 위해 고체 물 프로토콜을 사용하므로 이러한 차이점에 대해서는 수정되지 않았습니다. 출력을 알면 원하는 용량을 제공하는 데 필요한 노출 시간을 계산할 수 있습니다. 농부 챔버와 같은 설정에 필름을 배치하면 우리가 영화에 알려진 복용량을 제공 할 수 있습니다. 그런 다음 필름을 스캔하면 광학 밀도가 제공됩니다. 필름에 대한 용량은 해당 순 광학 밀도(노출 전후광학 밀도의 차이)에 대해 그래프로 분석될 수 있다. 이렇게 하면 필름 교정 곡선이 생성됩니다. 우리가 실험 적인 설정을 변경할 때, 그 상황에서 복용량 속도 변경할 수 있습니다., 복용량 속도 필드 크기에 따라 달라 집니다 때문에, 깊이 및 조사 되는 재료. 실험용 설정으로 필름을 노출하면 순 광학 밀도가 제공되며 필름 교정 곡선을 사용하여 해당 용량을 결정할 수 있습니다. 필름이 조사 될 때까지이 복용량을 분할, 우리는 복용량 비율을 얻을. 이러한 용량 속도는 주어진 실험 설정에 대해 원하는 용량을 제공하기 위해 노출 시간을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 위에서 설명한 프로토콜은 필름 도시미트리와 관련된 몇 가지 뉘앙스를 처리합니다. 예를 들어, 노출 후 필름은 필름의 활성 층에서 화학 반응이 거의 완료되기 위해 약 24시간이 필요합니다. 이 시간을 기다리지 않는 것은 낮은 광학 밀도로 이어질 것입니다.
재현 가능한 dosimetry를 가지고 어떤 연구를 위해 알고 주어진 조사자의 핵심 요소 의 몇 가지를 이해하는 것이 중요합니다. 특히, 다른 연구진에게 사용되는 조사자의 제조 및 모델을 알고 자세하게 아는 것이 중요합니다. 소스 유형(x-ray, 방사성 등), 에너지, 반값 층, 현장 크기, 원거리, 조사된 물질의 크기, 조사 된 물질, 실험 별 용량 속도, 분획 스키마, 정확한 도시계 장비 활용 및 도시 트라이 프로토콜이 사용되는 dosimetry 프로토콜에 대한 표면 및 소스. 이러한 모든 정보 지점은 어떤 동물이나세포(19)에투여량을 전달하기 전에 주어진 조사자의 빔 품질을 응집력 있게 설명하는 것입니다. 이 프로토콜 및 다른 사람으로부터 정보의 또 다른 관련 점은 프로토콜 에서 달성 된 복용량 속도 단순히 사용 되는 조사자의 출력. 주어진 실험에 대해 생성된 방사성 색소믹 필름 교정 곡선(Protocol2)과비교하여 특정 설정(Protocol4)에대한 투여속도를 정의하는 것이 중요하다.
체외 실험은 암 세포주의 방사선 학적 행동에 대한 중요한 세부 사항을 제공합니다. 체외 내 clonogenic 세포 생존 측정체는세포주(20)의내재된 무선 감도를 정확하게 추정하고 정량화하며, 후속 세포 또는 소형 동물실험(21)에서분획 스케줄의 설계를 돕는다. 구체적으로, 이러한 분석은 방정식에 따른 방사선 요법에 대한 응답으로 세포 사멸을 예측하기 위해 선형 이차 모델에서 사용되는 매개 변수 α 및 β 대한 대략적인 값입니다.
<img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/61692/61692equ09.jpg">(방정식9)
여기서 SF는 clonogenically 실행 가능한 세포의 생존 분수인 경우, D는 Gy에서 방사선 량이며, α 및 β파라미터(22)를장착한다. α/β 비율은세포주(22)의감도와 상관관계가 높은 높은 값으로 셀룰러 무선 감도의 내재된 측정값을 제공한다. 이러한 기능적 관계는 투여량에 대하여 비선형이기 때문에, 방사선요법 분획 계획의 생물학적 효과는 전달된 총 투여량뿐만 아니라분획(23)의수와 크기에도 관련이 있다. 생물학적 유효 용량(BED)은 조직에 전달된 진정한 생물학적 투여량의 척도이며, 상이한 분획 체계24,25의직접 비교를 허용한다. BED 방정식은 α/β 추정치만 필요하며 아래에 표시됩니다.
<img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/61692/61692equ14.jpg">(방정식14)
여기서 n은 투여량 D. Clonogenic 세포 생존 시도의 분수의 수로 α/β 추정하고 BED 방정식을 통해 방사선 요법 분획 계획의 직접적인 비교를 용이하게 한다. 치료 군내 또는 실험 사이에 BED가 공평하지 않은 경우 방사선 요법(또는 다른 양식과 방사선 요법의 조합)에 대한 조직 또는 장기 반응에 관한 잘못된 결론이 그려질 수 있습니다. 예를 들어, 5Gy의 4분획에 비해 10Gy의 2분수는 동일한 BED를 산출하지 못하므로 이러한 투약 계획은 생물학적 반응측면에서 직접 비교할 수 없습니다. BED 방정식은 선형 이차 모델의 내재된 한계로 인해 불완전하지만 광범위한 실험 적 치료조건(24,25)에대해 공평한 효과를 안정적으로 추정합니다.
Clonogenic 세포 생존 assays 명확하게 암 모형에 있는 방사선 요법 효력을 공부에 있는 중요한 역할을 합니다, 그러나 시험관 내 실험은 암 세포 방사선생물학의 기계론적인 세부사항을 더 탐구하기 위하여 추가 선택권의 수를 제공합니다. 클로노겐세포 생존 분석의 간단한 변형은 파클리탁셀 또는 에토포사이드(26,27)와같은 일부 무선 민감화화학요법에 대한 행동 모드를 결정하는 데 사용되었다. 추가 체외 실험 옵션은 이중 좌초 DNA 브레이크수리(28)에대한 γ-H2AX 포시 및/또는 53BP1 염색과 같은 특정 세포 수리 경로를 검사하는 면역 세포 화학 연구를 포함한다. 이러한 실험은 특히 주어진 세포주에 대한 기계론적 세부 사항을 탐구할 때, 특히 복합 요법과 단일 양형으로 방사선 요법을 비교할 때 특히 흥미로할 수 있습니다. 다른 실험 옵션으로는 세포사멸 의 모드(즉, 세포사멸, 괴사, 미토틱 재앙 등)의 조사 또는 분석에 대한 세포의 염증 반응의 선천적 역할을 검사하기 위한 사이토카인측정(29,30,31)을포함한다. 실험의 이 모형은 동물 실험을 보완하거나 대체할 수 있고 암 세포 선의 방사선 생물학의 더 완전한 이해를 제공할 수 있습니다. 수행하기 위한 추가 실험의 선택에 관계없이 프로토콜 3에 기재된 표준 clonogenic 세포 생존 분석은 세포주의 중요한 초기 방사선학적 평가이다.
Clonogenic 분석 및 방사선 dosimetry는 임상 시나리오와 더 직접적으로 유사한 실험을 정확하게 계획하는 방법을 연구원에게 제공합니다. 전임상암 소형 설치류 모델을 첨가하면, 생체내에서 의한 치료계획의 맥락에서 단독으로 또는 방사선에 대한 반응을 연구할 수 있다. 동물을 사용하기 전에, 용량출력(32,33)의측정에 사용되는 설정과 다른 경우 특정 설정의 상대적 용량 출력을 결정하는 것이 중요하다. 그것은 &amp; 10 mm의 필드 크기에 대 한 복용량 속도 결정에 관해서, 이온화 챔버의 사용은 작은 필드 내정렬 및 부분 볼륨 평균 효과33으로 인해 덜 정확해진다. 방사성크로믹 필름을 사용하여 생체 내 면역히스토케 실험과 병용하여 출력을 결정하는 데 사용되어 지난16,34,35, 36,37,38에서의 출력 및 용량 증착을 결정하는 데 사용되었다.

암은 총칭하여 미국과 전 세계 많은 국가에서 두 번째로 주요 한 사망 원인을나타냅니다. 방사선 요법은 많은 종양 특수형에 대한 치료의 초석이며 모든 암 환자의 약 절반에 투여된다2,3. 거의 모든 암에 대한 환자 결과는 방사선 량을 전달하는 데 사용되는 장비가 꾸준히 진행되고 일부 효과적인 다중 모달 치료 접근법이개발되었기때문에 시간이 지남에 따라개선되었지만 특정 유형의 종양을 가진 환자의 재발 및 사망률은7,8,9로유지된다. 따라서, 암을 위한 방사선 요법은 기초 및 임상 연구의 적극적인 영역으로 계속합니다. 많은 전임상 방사선 요법 연구는 암의 체외 또는 동물 모델에 방사선 량을 전달하기 위해 소규모 조사자의 사용을 사용합니다. 기계방사선생물학의 세부 사항 또는 새로운 치료법을 탐구하는 수많은 잠재적인 실험을 통해 잘못된 결론, 불량한 재현성 및 낭비된 자원으로 이어지는 일반적인 함정이 발생할 수 있습니다. 이러한 함정은 세 가지 중요한 영역 내에 속합니다: 조사기 정리, 모델 세포주의 체외 특성화, 생체 조사 조사 도징 일정 및 설정. 더 진보된 실험에서 정확하고 재현 가능한 결과는 방사선 요법 연구의 이 근본적인 양상에 선행주의 없이 달성하기 어렵습니다.
여기에 자세히 설명된 프로토콜은 이러한 문제를 피하거나 완화하기 위한 일반화된 전략을 설명하고 독립적인 사용을 위해 이전에 개발된 여러 방법론을 활용합니다. 이러한 독특한 방법은 전임상 방사선 요법 실험을 시작하거나 개선하는 데 관심이 있는 연구원이 이를 강력한 실험 레이아웃으로 사용할 수 있도록 병합되었습니다. 제안된 프레임워크에는 소규모 동물 조사자의 시운전 방법론, 모델 암 세포선의 기본 방사선 학적 특성 결정, 생체 내 종양 모델에 대한 투약 및 분별 일정을 적절히 설계 및 투여하는 방법론이 포함됩니다.

<table><tbody><tr><td>아세트산, 빙하</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A6283</td><td>이 빙초 제품 또는 유사한 빙초 제품이 허용됩니다.</td></tr><tr><td>크리스탈 바이올렛</td><td>시그마-알드리치</td><td>C6158</td><td>이 제품 또는 유사한 크리스탈 바이올렛 제품을 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>디지털 압력계</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-650-118</td><td>압력 및 온도 측정용.</td></tr><tr>ADCL에 의해 보정된 <td>전위계</td><td>표준 이미징</td><td>CDX 2000B</td><td>; 보정 계수 필요, Pelec</td></tr><tr><td>Film</td><td>Gafchromic</td><td>EBT3 필름</td><td>25매로 제공; 보정 필름 및 실험 필름은 동일한 세트에서 가져와야 합니다</td></tr><tr><td>이온화 챔버</td><td>파머</td><td>PTW TN30013</td><td>ADCL @ 두 개의 보정 포인트에 의해 보정됨</td></tr><tr><td>메탄올</td><td>시그마-알드리치</td><td>34860</td><td>이 또는 유사한 메탄올 제품이 허용됩니다.</td></tr><tr><td>포토 스캐너</td><td>Epson</td><td>Perfection V700</td><td>동급 스캐너는 V800, V10000, V11000, V12000</td></tr><tr><td>XenX</td><td>Xstrahl</td><td>NA</td><td>Irradiator를 사용합니다.</td></tr></tbody></table>

lq α 및 β 매개 변수, 방사선 투하 스키마 및 생체 내 용량 증착평가를 위한 조사기 및 시메트리

Irradiator Commissioning and Dosimetry for Assessment of LQ &alpha; and &beta; Parameters, Radiation Dosing Schema, and in vivo Dose Deposition

방사선 도시성은 높은 번역 관련성을 위해 전임상 모델에서 방사선 계획의 정확한 전달 및 재현성에 중요합니다. 시험관 내 또는 생체 내 실험을 수행하기 전에, 조사기 및 개별 실험 설계에 대한 특정 용량 출력을 평가해야합니다. 이온화 챔버, 전기계 및 고체 물 설정을 사용하여 동경지의 넓은 필드의 용량 출력을 결정할 수 있습니다. 이온화 챔버 대신 방사성 크로믹 필름과 유사한 설정을 사용하여, 다른 깊이에서 작은 필드에 대한 용량 속도도 결정할 수 있습니다. 방사선 치료에 반응하여 암세포의 체외 내 클로노네릭 생존 분석은 이러한 데이터를 기존의 선형 이차 모델로 피팅하여 세포주의 내재된 무선 감도의 척도를 제공하는 저렴한 실험이다. 생물학적 효과적인 투여량의 원리와 결합된 이러한 실험에서 추정된 모델 매개변수는 종양 을 베어링 동물 실험에서 동등한 효과적인 용량을 제공하는 방사선 치료를 위한 다양한 분획 스케줄을 개발할 수 있게 합니다. 이것은 생체 내 방사선 요법 일정에서 생체 내 방사선 요법 스케줄을 비교하여 전달된 효과적인 용량의 분산으로 인한 결과의 잠재적 혼란을 제거하기 위해 고려하고 올바른 중요한 요소입니다. 종합, 이 문서는 투여량 출력 검증 전임상 동물 및 캐비닛 조사기, 방사선 감도의 체외 평가 및 작은 살아있는 유기체에서 방사선 전달의 검증을 위한 일반적인 방법을 제공합니다.

다음 프로토콜 1 Gy/min에서 복용량 속도를 제공할 것 이다, 사용 되는 조사에 특정. 그러나, 조사기의 종류에 관계없이, 공지된 투여량 비율로 교정 곡선은 도 2A-B에서유사한 필름과 유사한 교정 곡선을 산출하는 프로토콜 2를사용하여 생성될 수 있다. 프로토콜 3의 성공적인 분석은 균질적으로 보라색을 얼룩지게 하는 세포의 뚜렷하고 잘 구분된 식민지를 얻을 것입니다. α/β 추정치는 주어진 세포주들의 무선 감도를 해석하기 위해 문헌 값 또는 기타 치료 그룹과 비교될 수 있다. 프로토콜 2에 따라 개발된 교정 곡선을 활용하여 도 2B에표시되고, 프로토콜 4는 필요한 실험 조사 시간을 추정하는 데 사용할 수 있는 도 2A와 유사한 두 개의 필름 샘플을 산출한다. 조사자가 사용되는 온보드 포털 이미징 카메라를 사용할 수 있는 경우, 작은 동물의 방사선 사진은 충돌 없이 얻을 수 있습니다. 이러한 이미지를 오버레이하면 도 4A에묘사된 대로 처리되는 작은 동물을 기준으로 충돌된 방사선 빔의 정확한 위치를 보여 줍니다. 프로토콜 5에서 성공적인 용량 증착은 프로토콜 6에 따라 확인할 수 있다. 방사선이 생체 내 또는 체외 시스템에 증착되고 있다는 한 가지 징후는 이중 좌초 된 DNA 파손의 검출을 통해서입니다. 도 4B에도시된 동일한 마우스는 도 4A에서오른쪽 반구를 통해서만 처리된 것으로, 처리된 반구에서만 포정 γH2AX 염색을 보여 준다. 이 그림에서 핵은 두 가지를 보여주기 위해 DAPI로 염색됩니다. 1) 전체는 조직학적 분석 중에 항γH2AX 항체가 적용된 뇌의 전체이며, 2) 뇌의 치료되지 않은 반구는 스테인드되지 않은 채로 남아 있다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61692/61692fig01.jpg"> 그림 1: 용량 출력의 측정을 위해 설정된 이온화 챔버 및 물 팬텀의 거친 설정. 피토그램은 이온화 챔버와 세료의 캐비닛 내에서 고체 물 팬텀을 사용하여 도시에 필요한 다양한 구성 요소를 활용하는 기본 설정을 보여줍니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61692/61692fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61692/61692fig02.jpg"> 그림 2: 방사성 크로믹 필름을 사용하여 교정 곡선의 생성. (A)용량이 증가하는 방사성 크로믹 필름의 대표적인 색상 변화. 왼쪽 위 (0 cGy); 오른쪽 아래 (2000 cGy). (B)순 광학 밀도 및 용량을 비교하는 잠재적 방사성 크로믹 필름 보정 곡선. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61692/61692fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61692/61692fig03.jpg"> 그림 3: 암세포의 종양 분석. 세포의 방사선 치료는 6개의 웰 플레이트/페트리접시(A)또는 그후(B)로도금하기 전에 수행할 수 있다. 패널(C)에서대표적인 이미지는 의정서 제3항을 따른 후 MDA-MB-231 유방암 세포와 함께 성공적인 클로노제닉 분석의 표시를 한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61692/61692fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61692/61692fig04.jpg"> 그림 4: 배치(가능한 경우) 및 용량 증착 확인을 위한 양수 γH2AX 면역히스토케미칼 염색을 위한 이중 오버레이 방사성그램의 사용. (A)방사선 빔의 배치를 묘사하는 대표적인 오버레이 방사선 사진. (B)γH2AX 강도 증가에 의해 입증된 바와 같이 오른쪽 반구에 대한 투여량 증착을 나타내는 대표적인 결과. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61692/61692fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>보정 계수</td>
			<td colspan="2">설명</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nθ</td>
			<td colspan="2">공기 케마 교정 계수</td>
		</tr>
<tr>
<td>【(μ엔/θ)W공기】 물
</td>
			<td colspan="2">공기에 물의 질량 에너지 흡수 계수의 배급; 약 1.05</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pq, 참
</td>
			<td colspan="2">챔버에 의해 광자 연도 감기에 영향을 미치는 챔버 줄기에 대한 보정 회계; 약 1.022</td>
		</tr>
<tr>
<td>P칼집
</td>
			<td colspan="2">이온화 챔버를 보호하는 칼집에 대한 보정 회계; 챔버가 방수이기 때문에 1의 값</td>
		</tr>
<tr>
<td>P폴
</td>
			<td colspan="2">극성을 고려한 보정 계수; 프로토콜 1에서 결정</td>
		</tr>
<tr>
<td>P이온
</td>
			<td colspan="2">이온 재조합에 대한 보정 계수 회계; 프로토콜 1에서 결정</td>
		</tr>
<tr>
<td>PTp
</td>
			<td colspan="2">실험 당일 에테메르파처 및 압력에 대한 보정 계수 프로토콜 1에서 결정</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: 프로토콜 1에서 복용량 속도의 결정에 필요한 교정 요인.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>복용량</td>
			<td>N</td>
		</tr>
<tr>
<td>0.5</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>1</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>4</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>6</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>8</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>10</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>12*</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>15*</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>20*</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">
* 개별 실험에 대해 10을 초과하는 용량에만 필요합니다.</td>
		</tr>
</tbody></table>표 2: 방사성 크로믹 필름 교정 곡선의 생성에 사용되는 복용량.

방사선 dosimetry는 전임상 실험의 정확도를 향상시키고 전달된 방사선 량이 임상 파라미터와 밀접하게 관련되도록 하는 기술을 제공합니다. 이 프로토콜은 적절한 실험 설계를 보장하기 위해 전임상 방사선 실험 중 각 단계에서 취해야 할 조치를 설명합니다.

LQ α 및 β 매개 변수, 방사선 투하 스키마 및 생체 내 용량 증착평가를 위한 조사기 및 시메트리

Radiation dosimetry is critical in the accurate delivery and reproducibility of radiation schemes in preclinical models for high translational relevance. ...

이 프로토콜은 정확하고 재현 가능한 전임상 방사선 요법 실험을 보장하기 위해 여러 방사성 생물학적 및 방사선 방법론의 새로운 조합입니다. 이러한 방법은 실험 조건을 국가 투여 량 표준에 연결하고 방사선 처리 량과 일치하는 용량의 정확한 측정을 허용합니다. 재현 가능한 방사선 요법 실험의 설계에 초점을 맞춘 이 프로토콜은 연구자들이 높은 번역 관련성을 가진 연구를 수행하는 데 필요한 도구와 방법을 제공합니다.Dosimetric 교정 프로토콜은 초보자, 특히 의학 물리학에 대한 배경이없는 사람들에게 어려울 수 있습니다. 우리는 이 실험을 처음 시도할 때 방사선 치료 물리학자를 상담하는 것이 좋습니다. 이 프로토콜에 있는 기술은 방사선 물리학자 및 생물 의학 연구원 모두에게 일반적입니다.그러나, 이들 중 일부는 일반적으로 조합에서 활용 되지 않습니다. 적절한 용량 출력을 결정하기 위해, 조사기를 설정하여 220 피크 킬로전압및 13 밀리암페어에서 17 x 17센티미터 의 오픈 필드위치 소스에서 35cm를 배치합니다. 0.15 밀리미터 구리 필터로 빔을 넓은 초점으로 필터링하고 1센티미터 슬래브, 2센티미터 슬래브, 2센티미터 슬래브를 이온화 챔버와 1센티미터 슬래브를 정렬합니다.팬텀 스택을 설정한 후, 이온화 챔버를 팬텀에 삽입하고 소스가 표면 거리로 적절하게 수평을 잡을 때 33cm가 되는 스택을 조정한다. 그런 다음 이러한 측정값이 동위 원소에서 35cm의 이온화 챔버 내에 올바르게 배치되어 있는지 확인합니다. 라디오 크로믹 필름 보정 곡선을 만들려면 동일한 크기와 방향의 필름 을 몇 개 추가로 준비하고 필름을 고체 물 팬텀 스택의 2센티미터 깊이에 놓습니다.조사를 시작하려면, 고체 물의 4 센티미터 의 상단에 필름의 조각을 배치하고 영화 위에 고체 물의 나머지 2 센티미터를 배치합니다. 노출 후 필름 스캔을 요구한 후 이미지 파일을 tiff 파일 형식으로 ImageJ로 가져오고 이미지, 색상 및 분할 채널을 선택합니다. 빨간색 이미지 채널에서만 사각형 도구를 사용하여 관심 영역을 그리고 Ctrl+M을 눌러 평균 값을 결과 창에서 전사할 수 있도록 합니다.모든 픽셀 값이 노출되지 않은 필름에 대해 얻어지면, 표시된 방정식을 사용하여 순 광학 밀도를 계산한 다음 필름이 노출된 용량에 대해 순 광학 밀도를 플롯하고 이차 곡선으로 플롯에 맞춥니다. clonogenic 분석기를 통해 특정 암 세포주에 대한 알파/베타 값을 결정하기 위해 각 처리 군에서 결과된 콜로니 수를 계산하여 각 플레이트의 생존 분획을 계산한 다음, 전달된 해당 용량에 대한 생존 분수의 자연 로그를 플롯하고 이차 함수로 곡선에 맞춥시게 한다. 가변 실험 설계에 대한 특정 용량 출력을 결정하기 위해, 원에서 원하는 필드 크기와 거리를 선택하고 필요에 따라 축적 및 백스캐터를 제공하기 위해 고체 물 팬텀을 사용하여 실험 설계를 가장 잘 묘사하는 방향으로 필름 조각을 배치합니다.투여량은 그 때 투여량에 대한 필름 교정 곡선을 사용하여 필름의 순 광학 밀도로부터 결정될 수 있다. 종양 베어링 마우스 치료에 적합한 빔 위치를 결정하기 위해 페달 반사에 대한 반응의 부족을 확인한 후, 온보드 포털 카메라와 알루미늄 필터를 사용하여 충돌 없이 실험 마우스의 방사선 사진을 얻은 다음, 이미지J에서 충돌과 함께 방사선 사진을 획득한 다음 빔 포지셔닝을 결정한다. 입증된 바와 같이 교정 곡선을 활용하여 필요한 실험 조사 시간을 추정하는 데 사용할 수 있는 두 개의 필름 샘플을 생성할 수 있습니다.이러한 이미지를 오버레이하면 처리되는 작은 동물을 기준으로 충돌된 방사선 빔의 정확한 위치를 알 수 있습니다. 성공적인 투여량 증착은 이 대표적인 분석에서만 처리된 반구 내에서 관찰된 양양성 감마-H2AX 염색에 의해 예시된 바와 같이 확인할 수 있다. 조사기 출력을 결정할 때 필름 교정 곡선을 생성하는 것으로 이동할 때 일관된 유지를 유지하고 이상적인 실험 설계에 대한 용량을 결정할 때 매우 중요합니다.이 프로토콜에 따라 연구원은 전임상 환경에서 임상적으로 적용 가능한 방사선 학적 질문의 다양한 연구 할 수 있습니다. 이 질문은 참을성 있는 결과의 더 나은 이해로 이끌어 낼 수 있습니다. 이 프로토콜은 독립 실행형 새 기술이 아닙니다.그러나, 이러한 방법론을 결합 하는 직접 임상 관련성으로 이어질 것입니다 및 클리닉에서 본 복용량에 대 한 결과에 대 한 통찰력을 제공.

irradiator-commissioning-dosimetry-for-assessment-lq-parameters

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

뇌종양 환자는 정기적으로 두개골 방사선 치료를 받아야하고, 쇠약인지 장애에 도움이 치료는 종종 결과를하면서. 이 심각한 해결되지 않은 문제는, 현재도 임상을 일으키하지 않으며 방사선 유발인지 감소의 복구를 위해 줄기 세포 기반 요법을 고안하기 위해 노력을 주도하고 있습니다.

두개골 방사선 치료에 의한인지 기능 장애의 회복을위한 세포 이식 전략을 줄기

방사선 치료 장치의 수가 증가하고 증가 맞추어 분획 당 고용량을 허용 종양으로 매우 작은 빔을 통해 선량 전달의 장점을 제공한다. 다양한 검출기는 이러한 작은 필드의 선량에 사용될 수있다. 본 연구에서, 이온의 재결합 효과 정위 방사선 치료 시스템을 사용하여, 액체의 이온화 챔버로 조사된다.

액체 이온화 챔버의 재조합 효과의 특성은 Radiosurgical 가속기의 선량 측정에 사용

정위 절제 신체 방사선 요법(SBRT)은 암 종양 표적에 고선량 방사선을 정밀하게 전달하는 것입니다. 새로운 SBRT 플랫폼은 동적 이미지 유도 종양 추적이 가능한 피봇팅 O-링 갠트리 내에 장착된 최초의 짐벌 방사선 가속기를 제공합니다. 여기에서는 폐 표적에 대한 동적 종양 추적에 대해 설명합니다.

정위 절제 바디 방사선 치료에 대한 동적 폐 종양 추적

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.

애완 동물 및 MRI 유도 세포종 쥐 모델의 방사선 마이크로 irradiator를 사용 하 여

방사선 치료는 치료 계획을 만들고 제공 하는 품질 보증 (QA) 환자에 게 배달 하기 전에 여러 전문가 필요로 하는 매우 복잡 한 암 치료 이다. 이 프로토콜은 방사선 계획 도우미 (RPA), 높은-품질 방사선 치료 계획을 만들기 위해 완전 자동화 된 시스템의 사용을 설명 합니다.

방사선 계획 도우미-유선형된, 완전 자동화 된 방사선 치료 계획 시스템

방사선 계획 및 양성자 치료 전립선 암을 사용 하 여 모델에 대 한 배달의 기본 제공 됩니다. 다른 선택한 질병 사이트에 이러한 원칙의 응용 프로그램 하이라이트 어떻게 양성자 방사선 치료 암 환자에 대 한 임상 결과 강화 수 있습니다.

양성자 치료 배달 및 선택 고체 종양 악성 종양에서의 임상 응용

임상 선형 가속기는 암세포에 대한 광범위한 투여량 비율의 생물학적 효과를 결정하는 데 사용될 수 있다. 우리는 세포 기지를 둔 계산서를 위한 선형 가속기를 설치하는 방법 토론하고 암 줄기 같이 세포를 위한 세포 기지를 둔 세포 같이 세포는 부착한 문화로 성장한 현탁액 및 세포주에서 종양구로 성장했습니다.

체외 방사선 생물학 실험을 수행하기위한 선형 가속기 의 사용

이 방법은 2D 투영에 기관 중첩을 피할 가능성과 펩티드 수용체 방사성 핵종 치료 (PRRT)에 대한 다른 구조의 흡수 용량을 추정한다. 직렬 전신 평면 이미지는 전신을 따라 평균 흡수 용량의 추정을 허용하고, 평면 이미지와 3D-SPECT/CT 이미지를 결합하는 하이브리드 접근 방식은 구조 중첩의 한계를 극복합니다.

펩타이드 수용체 방사성 핵종 치료 (PRRT)에 대한 전신 Dosimetry 프로토콜 : 2D 평면 이미지 및 하이브리드 2D + 3D SPECT / CT 이미지 방법

이 문서에서는 저에너지 X선 장비를 사용하여 세포 조사를 위한 새로운 dosimetry 프로토콜을 설명합니다. 측정은 가능한 한 실제 세포 조사 조건을 시뮬레이션하는 조건에서 수행됩니다.

정형 전압 (40-300 kV) X 선 시설을 사용하여 세포 조사를위한 Dosimetry

여기서는 정확성과 효율성을 최적화하기 위해 사내에서 개발한 알고리즘을 사용하여 쥐 교모세포종 모델에서 전임상 양전자 방출 단층 촬영 기반 방사선 요법을 수행하는 프로토콜을 제시합니다.

작은 동물 방사선 연구 플랫폼을 사용하여 교모 세포종 쥐 모델에서 양전자 방출 단층 촬영 기반 용량 페인팅 방사선 요법

이 프로토콜은 운영 비용을 최소화하면서 견고성과 확장성을 극대화하기 위해 웹 기반 서비스로 패키징되는 고품질 방사선 치료 자동 윤곽 및 자동 계획을 위해 설계된 일련의 자동화 도구를 설명합니다.

Radiation Planning Assistant - 자원이 제한된 클리닉에서 고품질 방사선 치료를 지원하기 위한 웹 기반 도구

학습하세요 방사선 선량 측정 교정 프로토콜을 사용하여 전임상 방사선 치료 실험의 정확성을 향상시키는 방법을. 이 방법은 국가 선량 표준과 연계하여 임상 관련 결과를 제공합니다.

LQ α 및 β 매개 변수, 방사선 투하 스키마 및 생체 내 용량 증착평가를 위한 조사기 및 시메트리

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