$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Lampa rentgenowska System 1 może generować napięcie 20–225 kVp przy mocy dawki 2,6 Gy/min na głębokości 1 cm w fantomie z materiału o gęstości równoważnej wodzie, z polem 10 × 10 mm2 i odległością źródła od powierzchni (SSD) wynoszącą 33 cm. Warstwa połowiczna (HVL) wiązki wynosi 0,73 mm Cu przy 220 kVp oraz 2,15 mm Al przy 60 kVp15. W celu kolimacji System 1 wykorzystuje wielostopniowe elementy mosiężne, aby zredukować półcień. Dwa przesuwne bloki mosiężne służą do blokowania wiązki podczas generowania i stabilizacji prądu. Do napromieniowania stosuje się wymienne dysze kolimacyjne. Filtry to 0,15 mm miedzi i 1 mm aluminium.
Najczęściej poddawanymi badaniom obiektami są myszy i szczury, a napromieniowywane miejsca obejmują serce, wątrobę, bok, płuco, trzustkę, nogę, mózg i dwunastnicę16,17. Wcześniejsze dawki mieściły się w zakresie 0,2–60 Gy z użyciem 1–6 wiązek, łącząc statyczne i łukowe typy wiązek. Przedstawiono przykład planu leczenia obejmującego dawkę 2 Gy na cały mózg myszy (patrz Rysunek 4). Plan leczenia wykorzystuje 1 wiązkę pod kątem gantry 0° z kolimatorem 10 × 10 mm2. Górny odcinek rdzenia kręgowego został ręcznie obrysowany jako OAR, a histogram dawka-objętość (DVH) wskazuje, że około 20% OAR otrzymało dawkę 0,5 Gy.
Drzwi szafy System 1 zawierają okno o równoważności ołowiu w celu wizualizacji. Odległość od źródła do osi (SAD) w System 1 wynosi 35 cm, a odległość od źródła do detektora (SDD) to 53 cm. Podczas obrazowania CBCT stół System 1 obraca się o 360°. Pozwala to na uzyskanie obrazu CBCT z dokładnością pozycjonowania wynoszącą około 0,2 mm18. Po zakończeniu leczenia System 1 generuje plik dziennika zawierający raport o konfiguracji wiązki, w tym liczbę wiązek, pozycje stołu i gantry, SSD, ważenie wiązek oraz czas włączenia wiązki (patrz Rysunek 6). Dokumentuje on również współrzędne izocentrum, dawkę zadaną, identyfikator planu oraz odpowiednie metadane planowania, takie jak nazwy konturów i wartości progu segmentacji.
Lampę rentgenowską System 2 można ustawić w zakresie 10–225 kVp, przy mocy dawki 2,7 Gy/min w głębokości 1 cm fantoma wykonanego z materiału o grubości równoważnej wodzie, przy zastosowaniu pola 10 × 10 mm2 i SSD wynoszącym 29 cm. HVL wiązki wynosi 0,95 mm Cu przy 225 kVp oraz 2,8 mm Al przy 100 kVp. W celu kolimacji System 2 wykorzystuje modułowy kolimator oraz uchwyt filtra przymocowany do lampy rentgenowskiej. Kolimatory zawierają wtórne trimery do redukcji półcienia z stożkami wykonanymi z mosiądzu i ołowiu. Prześwit od kolimatora do osi wynosi 7 cm. Filtry to 0,3 mm miedzi oraz 2 mm aluminium.
Najczęściej leczonymi obiektami są myszy i szczury, a obszary poddawane leczeniu obejmują głowę i szyję19, serce, bok, mózg, trzustkę, nerkę oraz gruczoł ślinowy. Poprzednie dawki mieściły się w zakresie 2–60 Gy, z zastosowaniem 1–2 wiązek oraz mieszanki statycznych i łukowych typów wiązek. Przedstawiono przykład planu leczenia przewidującego dawkę 2 Gy na cały mózg 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 OAR, a DVH wykazuje, że około 20% OAR otrzymało dawkę 0,5 Gy.
W Systemie 2 SAD wynosi 30 cm, a SDD 62 cm. W przypadku Systemu 2 gantry oraz okno CT obracają się o 360° wokół stołu zabiegowego. Według producenta pozwala to na uzyskanie obrazu CBCT z dokładnością rejestracji na poziomie 0,2 mm. Po zakończeniu zabiegu 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 i grubość filtra. Plik zawiera również typ promieniowania oraz metadane planowania.

Rysunek 1: Konfiguracje Systemu 1 i Systemu 2. Panele (A–C) przedstawiają System 1, a panele (D–F) przedstawiają System 2. (A,D) Widoki zewnętrzne każdej platformy z naniesionymi wymiarami (wysokość, szerokość i głębokość). (B,E) Konfiguracja wewnętrzna podczas obrazowania, obejmująca obrót stołu (B) oraz obrót gantry (E). W Systemie 1 (B) pokazano znieczuloną mysz, a w Systemie 2 (E) pokazano fantom myszy. (C,F) Konfiguracja wewnętrzna podczas dostarczania leczenia, z wyróżnieniem ustawień terapeutycznych z zainstalowanym sprzętem kolimacyjnym w każdym systemie. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 2: Schemat blokowy podsumowujący pełny przebieg procesu eksperymentalnego, podzielony na czynności wstępne, procedury zależne od urządzenia oraz ocenę po procedurze. Strzałki wskazują kolejność etapów procesu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3: Materiały użyte do konfiguracji zabiegu. Panele (A–C) przedstawiają komponenty Systemu 1, a panele (D–F) przedstawiają komponenty Systemu 2. (A,D) Zestaw kolimatorów w różnych rozmiarach i kształtach. (B,E) Stół/łoże do podtrzymywania zwierzęcia stosowane do obrazowania i pozycjonowania podczas zabiegu. (C,F) Filtry Al i Cu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 4: Widoki oceny planu Systemu 1. (A) Histogram dawka-objętość (DVH) dla planu leczenia całego mózgu. Celem (zielona linia) jest cały mózg, a OAR (żółta linia) to górny odcinek rdzenia kręgowego. (B) Widok osiowy (poprzeczny) obliczonego rozkładu dawki nałożony na zestaw danych obrazowych. (C) Widok strzałkowy obliczonego rozkładu dawki. (D) Widok czołowy obliczonego rozkładu dawki. Mózg jest obrysowany na zielono, a krawędzie wiązki są zaznaczone na fioletowo (B–D). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 5: Widoki oceny planu dla systemu 2. (A) Histogram dawka-objętość (DVH) dla planu leczenia całego mózgu. Celem (czerwona linia) jest mózg, a OAR (biała linia) to górny odcinek rdzenia kręgowego. (B) Osiowy widok dawki w płaszczyźnie pionowej × bocznej. (C) Strzałkowy widok dawki w płaszczyźnie pionowej × podłużnej. (D) Czołowy widok dawki w płaszczyźnie bocznej × podłużnej. Trajektoria wiązki jest zaznaczona na niebiesko (B–D). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 6: Pliki dziennika leczenia dla Systemu 2 i Systemu 1. (A) Plik dziennika Systemu 1 zawierający analogiczne informacje o leczeniu i dostarczaniu wiązki. (B) Plik dziennika Systemu 2 dokumentujący parametry leczenia. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Tabela 1: Podsumowanie kluczowych specyfikacji fizycznych i operacyjnych dla systemu System 1 oraz System 2.Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.