Lampę rentgenowską System 1 można ustawić na napięcie 20–25 kVp z szybkością dawki 2,6 Gy/min w głębokości 1 cm w fantomie z materiału o gęstości równoważnej wodzie, przy polu 10 × 10 mm2 i odległości źródła od powierzchni (SSD) wynoszącej 3 cm. Warstwa połowiczna (HVL) wiązki wynosi 0,73 mm Cu przy 20 kVp oraz 2,15 mm Al przy 60 kVp15. Do kolimacji System 1 wykorzystuje wiele mosiężnych stopni w celu redukcji półcienia. Dwie przesuwne mosiężne bloki służą do blokowania wyjścia podczas generowania i stabilizacji prądu. Do naświetlania stosuje się wymienne dysze kolimacyjne. Filtry to 0,15 mm miedzi i 1 mm aluminium.
Najczęściej poddawane zabiegom są myszy i szczury, a obszary napromieniania obejmują serce, wątrobę, bok, płuco, trzustkę, nogę, mózg oraz dwunastnicę16,17. Poprzednie dawki mieściły się w zakresie 0,2–60 Gy przy zastosowaniu 1–6 wiązek, z wykorzystaniem mieszanego trybu wiązek statycznych i łukowych. Przedstawiono przykład planu leczenia zakładającego podanie 2 Gy na cały mózg myszy (patrz Rycina 4). Plan leczenia wykorzystuje 1 wiązkę pod kątem gantry 0° z kolimatorem 10 × 10 mm2. Górny odcinek rdzenia kręgowego został ręcznie wyrysowany jako OAR, a histogram dawka-objętość (DVH) wskazuje, że około 20% OAR otrzymało dawkę 0,5 Gy.
Drzwi szafy System 1 posiadają okno o równoważności ołowiu umożliwiające wizualizację. Odległość od źródła do osi (SAD) w Systemie 1 wynosi 35 cm, a odległość od źródła do detektora (SDD) wynosi 53 cm. Podczas obrazowania CBCT stół System 1 obraca się o 360°. Pozwala to na uzyskanie obrazu CBCT z dokładnością pozycjonowania około 0,2 mm18. Po zakończeniu leczenia System 1 generuje plik dziennika z raportem konfiguracji wiązki, w tym liczbą wiązek, pozycjami stołu i gantry, SSD, wagami wiązek oraz czasem naświetlania (patrz: Rysunek 6). Dokumentuje on również współrzędne izocentrum, dawkę przepisaną, identyfikator planu oraz istotne metadane planowania, takie jak nazwy konturów i wartości progowe segmentacji.
Lampy rentgenowskiej System 2 może generować napięcie od 10–25 kVp przy szybkości dawki 2,7 Gy/min w głębokości 1 cm fantomu wykonanego z materiału o gęstości równoważnej wodzie, przy użyciu pola 10 × 10 mm2 i SSD wynoszącym 29 cm. HVL wiązki wynosi 0,95 mm Cu przy 25 kVp oraz 2,8 mm Al przy 10 kVp. Do kolimacji w System 2 zastosowano modułowy kolimator i uchwyt filtra przymocowany do lampy rentgenowskiej. Kolimatory zawierają wtórne elementy regulacyjne w celu redukcji półcienia, z stożkami wykonanymi z mosiądzu i ołowiu. Odległość od kolimatora do osi wynosi 7 cm. Filtry to miedź 0,3 mm oraz aluminium 2 mm.
Najczęściej poddawane zabiegom zwierzęta to myszy i szczury, a obszary leczone obejmują głowę i szyję19, serce, bok, mózg, trzustkę, nerkę oraz śliniankę. Poprzednie dawki mieściły się w zakresie 2–60 Gy, przy zastosowaniu 1–2 wiązek oraz mieszanego typu wiązek statycznych i łukowych. Przedstawiono przykład planu leczenia przewidującego dawkę 2 Gy dla całego mózgu myszy (patrz Rysunek 5). Plan leczenia wykorzystuje 2 wiązki pod kątami gantry 90° i 270° z kolimatorem 10 × 10 mm2. Górny odcinek rdzenia kręgowego został ręcznie obrysowany jako organ krytyczny (OAR), a histogram dawka-objętość (DVH) wskazuje, że około 20% OAR otrzymało dawkę 0,5 Gy.
W Systemie 2 SAD wynosi 30 cm, a SDD 62 cm. W Systemie 2 gantry oraz okno CT obracają się o 360° wokół kozetki. Pozwala to na utworzenie obrazu CBCT z dokładnością rejestracji 0,2 mm według danych dostawcy. Po zakończeniu leczenia System 2 generuje plik dziennika raportujący parametry dostarczenia dawki, w tym liczbę wiązek, ważenie wiązek, czas naświetlania, kąt gantry i kierunek obrotu, energię wiązki (kVp), prąd lampy (mA), rozmiar plamki, pozycję stołu oraz materiał/grubość filtra. Plik zawiera również typ promieniowania i metadane planowania.

Rycina 1Konfiguracje systemowe Systemu 1 i Systemu 2Panele (A–C) przedstawiają System 1, a panele (D–F) pokaż System 2. (A,D) Widoki zewnętrzne każdej platformy z zaznaczonymi wymiarami (wysokość, szerokość i głębokość). (B, E) konfiguracja wewnętrzna podczas obrazowania, w tym obrót stołu (B) i obrót gantry (E). Znieczulona mysz została przedstawiona w Systemie 1 (B), a fantom myszy pokazano w Systemie 2 (E). (C,F) Wewnętrzna konfiguracja podczas dostarczania leczenia, przedstawiająca ustawienie do leczenia z zainstalowanym sprzętem kolimacyjnym w każdym z systemów. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2Schemat blokowy podsumowuje cały przebieg eksperymentu, podzielony na czynności poprzedzające procedurę, procedury zależne od urządzenia oraz ocenę po zakończeniu proceduryStrzałki wskazują kolejność poszczególnych etapów procedury. Prosimy o kliknięcie tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3Materiały wykorzystane do przygotowania zabieguPanele (A–C) przedstawia komponenty Systemu 1 oraz panele (D–F) pokaż komponenty Systemu 2. (A,D) Zestaw kolimatorów w różnych rozmiarach i kształtach. (B,E) Stół/łoże do stabilizacji zwierząt stosowane podczas obrazowania i pozycjonowania do leczenia. (C,F) filtry z Al i Cu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 4Widoki oceny planu w Systemie 1. (A) Histogram dawka-objętość (DVH) dla planu leczenia całego mózgu. Celem (zielona linia) jest cały mózg, a organem krytycznym (OAR, żółta linia) jest górny odcinek rdzenia kręgowego. (B) Widok osiowy (poprzeczny) obliczonego rozkładu dawki nałożony na zestaw danych obrazowych. (C) Widok strzałkowy obliczonego rozkładu dawki. (D) Przekrój czołowy obliczonego rozkładu dawki. Mózg został obrysowany na zielono, a krawędzie wiązki zaznaczono kolorem fioletowym (B–D). Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

Rysunek 5Widoki oceny planu w Systemie 2. (A) Histogram dawka-objętość (DVH) dla planu leczenia całego mózgu. Celem (linia czerwona) jest mózg, a organem narażonym (OAR, linia biała) jest górny odcinek rdzenia kręgowego. (B) Widok dawki osiowej w płaszczyźnie pionowej × bocznej. (C) Sagitalny widok dawki w płaszczyźnie pionowej × podłużnej. (D) Widok dawki w płaszczyźnie czołowej w rzucie bocznym × podłużnym. Trajektoria wiązki zaznaczona jest kolorem niebieskim (B–D). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 6Pliki dziennika leczenia dla Systemu 2 i Systemu 1. (A) Plik dziennika Systemu 1 zawierający analogiczne informacje dotyczące leczenia i dostarczania wiązki. (B) Plik dziennika systemu 2 dokumentujący parametry leczenia. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.
Tabela 1: Podsumowanie kluczowych specyfikacji fizycznych i operacyjnych dla Systemu 1 i Systemu 2.Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.