Полноценное глиомы является наиболее распространенным и наиболее агрессивных злокачественной опухоли головного мозга у взрослых с медиана выживаемости 1 год несмотря на текущих методов лечения. Стандарт медицинской помощи включает в себя максимальную хирургическая резекция, следуют комбинированных внешний пучка излучения терапии (RT) и Темозоламид (ТМЗ), следуют обслуживания TMZ1,2,3. С момента введения TMZ сейчас более чем 15 лет назад никаких существенных улучшений были сделаны в лечении этих опухолей. Таким образом осуществление новых терапевтических стратегий срочной, но сначала должны быть исследованы в небольших животных рака терапии модели (основном мышей и крыс). Опухоль подшипник грызунов модели могут использоваться для изучения эффективности новых и сложных излучения протоколов, возможно, в сочетании с другими агентами (новый) лечение, оценить ответ излучения или расследовать радио защитных агентов. Основным преимуществом исследований доклинических излучения является способность работать в контролируемых экспериментальных условиях, используя большой когорты, что приводит к ускоренному данных урожайности благодаря короче продолжительности грызунов. Доклинические результаты затем должны быть переведены на клинических испытаний в гораздо быстрее и более эффективным способом, чем в текущей практике4.
Обычно малые животные излучения экспериментов в течение последних десятилетий были достигнуты с помощью стационарных радиационных источников5,6,7, например, 137Cs и 60Co, изотопы, или линейные Ускорители предназначен для человека клинического использования, применение единого излучения поле с рентген МВ6,8,9,10,11. Однако эти устройства не достигают суб миллиметровой точностью, которая требуется для мелких животных12. Кроме того MV рентгеновские лучи имеют характеристики неподобающе для облучения мелких целей, такие, как наращивание дозы на интерфейсе воздуха ткани в регионе вход луча с такой степени порядке животное размер самого4,6 ,8,9,10,11. Последний делает его довольно сложно доставить опухоль единой дозы при щадящие, окружающий нормальный мозг ткани4,8,9,10,11. Таким образом неясно, в какой степени текущие исследования животных по-прежнему актуальны для современных RT практика12. В этой связи недавно разработанных трехмерные (3D) конформное мелких животных микро Облучатели являются многообещающими для преодоления технологического разрыва между передовых 3D изображения руководствуясь RT методы, такие как модуляции интенсивности лучевой терапии (IMRT) или конформное дуги используются в организме человека и текущих мелких животных облучения4,13. Эти платформы сделать использование kilovoltage (кв) рентгеновского источника для получения острых penumbras и избежать накопления дозы. Эти платформы включают в себя управляемые компьютером этап для животных, позиционирование, кв источник рентгеновского излучения для визуализации и лучевая терапия, ротации гантри Ассамблею позволить доставки излучения от различных углов и систему коллиматорный для формирования пучка излучения 4. в 2011 году, был установлен микро облучатель в доклинических изображений лаборатории Университета Гента (рис. 1). Эта система похожа на практике современного человека радиотерапии и включает широкий спектр доклинических экспериментов, например взаимодействия излучения с другими терапии, сложной радиационной схемы и руководствоваться изображения суб целевой импульс исследования.
Планирование на эти микро Облучатели лечение основано на КТ, что эквивалентно человека планирования систем14,15. Для КТ, встроенный детектор рентгеновского излучения используется в сочетании с же кв Рентгеновская трубка, которая используется во время лечения. КТ изображения используется как она позволяет для точного позиционирования животных и предоставляет необходимую информацию для вычисления дозы индивидуального облучения через сегментации. Однако из-за низкой контрастности мягких тканей в КТ изображений, опухоли в головном мозге мелких животных, таких как полноценного глиомы, нельзя разделенное легко. Включение изображений мульти-модальности поэтому необходим для делимитации точной целевой тома. По сравнению с КТ, МРТ обеспечивает значительно улучшенный контраст мягких тканей. Это делает его гораздо легче визуализировать границы поражения, что приведет к гораздо лучше разграничения тома, помогая лучше облучить поражения и избежать окружающие ткани, как показано в , Рисунок 24 16. Дополнительным преимуществом является, что МРТ использует неионизирующего излучения, в отличие от CT, который использует ионизирующего излучения. Основные недостатки МРТ являются относительно длительного приобретение раз и высокие эксплуатационные расходы. Важно отметить, что МРТ не может использоваться для расчетов дозы, поскольку они не обеспечивают необходимые электрона плотность информации, хотя достигнут прогресс в этой области, тоже с недавним развитием MR-LINACS. Таким образом набор комбинированных CT/МРТ является методом выбора для планирования облучения Злокачественная Глиома, содержащий информацию, необходимую для ориентации (МРТ основе томов) и дозы вычислений (CT-основе электронной плотности).
Чтобы уменьшить разрыв между мелких животных облучения и повседневной клинической практике, МРТ явно необходимо быть интегрированы в рабочий поток микро облучатель, требует правильной регистрации между МРТ и КТ, которые далеко не тривиальная. В этом документе, наш протокол для МРТ руководствуясь 3D конформное облучения F98 обсуждается глиобластома крыс, который был недавно опубликован17.
Хотя включение КТ и МРТ в рабочем процессе микро облучатель ясно шаг вперед в небольших животных облучения исследований, эти анатомические методы визуализации не всегда позволяют полное определение целевого тома. Патологические изменения в мозге на КТ и МРТ характеризуются повышенной содержание воды (отек) и утечки blood - brain барьер или повышение контрастности. Однако повышение контрастности и гипер интенсивный областям на Т2 взвешенных МРТ являются не всегда точное измерение степени опухоли.Опухолевые клетки были обнаружены далеко за пределы поля контрастности12. Кроме того ни один из этих методов можно определить наиболее агрессивных частей в пределах опухоли, которые могут быть ответственны за терапевтических сопротивления и рецидива опухоли. Таким образом дополнительную информацию от молекулярные методы визуализации, как PET могут иметь дополнительную ценность для RT целевой определение объема, потому что эти методы позволяют визуализировать биологические пути в vivo12,18, 19.
В 2000 году Лин et al. концепцию биологических целевого тома (BTV) путем интеграции рабочего процесса радиотерапии, приводит к то, что они называли многомерные конформной лучевой20анатомические и функциональные изображений. Это создает возможность для повышения дозы ориентации, обеспечивая неоднородной дозы для целевого региона, например с помощью PET изображений. Наиболее широко используемый PET трассирующими стадирования опухоли и для мониторинга лечения ответ плавиково-18 (18F) помечены fluorodeoxyglucose (ФДГ), который визуализирует метаболизма глюкозы21. В головы и шеи рак предыдущие исследования показали, что использование 18F-ФДГ-ПЭТ привело к лучше оценить объем фактической опухоли, как определено патологических образцов, по сравнению с КТ и МРТ-22. В мозге первичной опухоли, где FDG полезен не из-за очень сильный фон сигнала от нормального мозга, аминокислоты, такие как 11C-метионина и совсем недавно 18F-fluoroetthyltyrosine (ФЕТ), были расследованы для GTV разграничение с часто заметные различия между аминокислота PET и МРТ основе GTVs23. Однако еще не была выполнена не проспективное исследование, исследование смысл этот вывод. В этом исследовании мы выбрали аминокислота трассирующими 18F-ФЕТ и гипоксии трассирующими 18F-fluoroazomycin арабинозид (18F-фаза). 18 F-ФЕТ и 18F-FAZA были отобраны, поскольку увеличение поглощения аминокислота сильно коррелирует с уровень распространения в ГБ опухоли, тогда как поглощение гипоксии ПЭТ трассирующими соотносится с сопротивление радиотерапии (химиотерапия)18 , 23. суб объем стимулирование с помощью микро облучатель был оптимизирован, давая дозы дополнительного облучения для ПЭТ определенных частью F98 ГБ опухоли у крыс.