Bir mikro-irradiator kullanarak Glioblastoma fare modeli ışınlama güdümlü evde beslenen hayvan ve MRI

Bu metodolojinin genel amacı, küçük hayvanlarda görüntü kılavuzluğunda konformal ışınlama gerçekleştirmektir. Bu yöntem, radyoloji alanında, hedefe yönelik radyasyon tedavisi için spesifik tümör hacimlerinin nasıl tanımlanacağı ile ilgili temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, kanserin insan tedavisini taklit etmesi ve sıçanlarda tümörlerin hücrelerine ışınlanmasına izin vermesidir.

Işın deradyasyonu ışınlarına rehberlik etmek için PET'lerin kullanılması, küçük hayvan radyoterapisi alanında yeni ve umut verici bir gelişme olarak kanser biyolojisinin dikkate alınmasını sağlar. Biyolojik bir hedef hacmin dahil edilmesi, tümörlerin en aktif ve radyasyona dirençli bölgelerinin hedeflenmesine izin vererek tedavinin daha iyi sonuçlar vermesini sağlar. Anestezi uygulanmış 170 gram dişi fisher 5344 sıçanının beynini glioma hücreleri ile aşılamak için, dişi fisher 5344 sıçanının glioma hücreleri ile önce ayak parmağı çimdiklemeye yanıt vermeyerek sedasyonu onaylayın, kılları göz hizasından kafatasının arkasına kadar çıkarın ve hayvanın gözlerine merhem sürün.

Hayvanı stereotaktik bir cihazda hareketsiz hale getirin. Maruz kalan cildi povidon iyot ile dezenfekte edin ve kafatasını iki santimetre orta hat kafa derisi kesisi ile ortaya çıkarın. Elmas bir matkap kullanarak, sağ frontal hemisferde bregmaya iki milimetre arkada ve iki buçuk milimetre yanda bir milimetrelik bir delik açın.

Daha sonra, 29 gauge insülin şırıngasının iğnesini beş mikrolitre hücre süspansiyonu ile yükleyin, hücreleri stereotaktik rehberlik altında kafatasının üç milimetre derinliğine enjekte etmek için bir mikroşırınga pompası kontrolörü kullanın ve iğneyi yavaşça çekin. Kesiği kemik mumu ile kapatın. Daha sonra, cildi daha fazla povidon iyot ile dikin ve dezenfekte edin ve ameliyat sonrası hayvanın vücut ısısını tam iyileşmeye kadar izleyerek stabilize etmek için kırmızı bir lamba kullanın.

Aşılamadan sekiz gün sonra, 30 gauge iğneyi 60 santimetre uzunluğundaki bir tüpe bağlayın. Lateral kuyruk damarı içine intravenöz olarak yerleştirilir ve anestezi uygulanmış hayvanı bir MRI yatağına yerleştirin. Yatağı sabit bir sıçan beyni yüzey bobini ile tutucuya yerleştirin ve yatağı 72 milimetrelik bir sıçan tutma gövdesi verici bobinine yerleştirin.

Ardından, tümör büyümesini bir lokalizör taraması ile değerlendirin, ardından T2 ağırlıklı spin eko taraması yapın. Bir tümör doğrulanırsa, taramaya başladıktan 30 saniye sonra intravenöz olarak yerleştirilen tüpe gadolinyum içeren bir kontrast madde enjekte ederek 12 dakikalık dinamik sözleşmeli gelişmiş MRG edinimi başlatın. Zaman içindeki sinyal yoğunluğunu çizmek için, şüpheli tümör bölgesi içinde bir ilgi alanı seçmek için görüntü dizisi analiz aracını kullanın ve glioblastomun varlığını doğrulamak için ortaya çıkan dinamik sözleşmeli gelişmiş eğrinin şeklini analiz edin.

Ardından, kontrastı geliştirilmiş bir T1 ağırlıklı, spin yankı dizisi elde edin. Hedef hacmin çoklu modalite görüntülemesi için, kuyruk damarına 26 gauge kateter yerleştirin ve katetere 37 megabekerel PET radyoaktif izleyici ve 200 mikrolitre salin enjekte edin. PET alımından 15 dakika önce, MRG kontrast maddesini kuyruk ven kateterinden enjekte edin ve anestezi uygulanmış fareyi özel olarak yapılmış çok modaliteli bir yatağa yerleştirin.

Kafatasının altına, üstüne ve sağ tarafına bir çoklu modalite işaretleyicisi yerleştirin. Cırt cırt bağlantı elemanları kullanarak, fareyi yatağa sabitleyin. Yatağı MRI tarayıcısının hayvan tutucusuna yerleştirin, sıçan beyni yüzey bobinini sabitleyin ve tüm kurulumu 72 milimetre sıçan tutma gövdesi verici bobinine yerleştirin.

Bir yerelleştirici taraması ve ardından gösterildiği gibi kontrastı geliştirilmiş bir T1 ağırlıklı spin yankı dizisi elde edin. T1 taramasının sonunda, hayvanı PET cihazına aktarın ve enjekte edilen PET izleyicinin parametrelerine göre liste modunda uygun 30 dakikalık statik PET taramasını elde edin. Ardından, yatağı mikro ışınlayıcının dört eksenli robotik konumlandırma tablasına sabitlenmiş plastik bir tutucuya aktarın.

Ve bir milimetrelik bir alüminyum filtre ve 20 x 20 santimetrelik amorf silikon düz panel dedektörü kullanarak yüksek çözünürlüklü bir tedavi planlama CT taraması elde edin. İyi bir kemik, yumuşak doku ve hava segmentasyonu elde edene kadar gri değer eşiklerini manuel olarak seçin. Kafatasının içinde hava olmadığından emin olun.

Tedavi planlaması için, planlama bilgisayarlı tomografisini veya BT'yi klinik öncesi tedavi planlama sistemine veya PCTPS'ye aktarın ve BT görüntüsünü manuel olarak üç farklı doku sınıfına ayırın. Kafatasının artan sinyal yoğunluğunun BT taramasında MRI taramasındaki siyah sinyalle üst üste konmasıyla hassas bir füzyon elde edilebilir. MRI taramasını yükleyin ve katı dönüşümleri, çoklu modalite işaretleyicilerini ve kafatasını kullanarak birlikte kaydedin.

MRG'yi PCTPS'ye yükleyin. Ardından önce dönüşüm matrisini doldurun. Füzyonu kontrol etmek için BT'den MRG'ye geçin ve geri dönün ve mükemmel füzyon elde edilene kadar sola, sağa, arkaya, anterior ve inferior, üstün dönüşümler ve rotasyonlar ekleyin.

Ardından, T1 ağırlıklı MRG'de kontrast arttırıcı tümörün merkezindeki hedefi veya ışınlamayı seçin. Ek PET bilgilerinin dahil edilmesi gerekiyorsa, bir CT/MRI PETCO kaydı eklemek için biyomedikal görüntü niceleme yazılımını kullanın. Önce CT taramasını yükleyin, ardından PET taramasını yükleyin.

Yükleme sırasında PET taramasının yönünü kontrol edin. PET görüntüsünün rengini, ölçeğini ve yönlendirmesini değiştirin. Görüntüye bir gauss filtresi uygulayın, böylece tümördeki izleyici alımı açıkça görülebilir hale gelir.

PET MRI görüntü füzyonu elde etmek için görüntü füzyon işlemini başlatmak için CT kontrastını ayarlayın ve niceleme yazılımındaki şekillendirme aracını kullanın. Ortak kayıttan sonra, miktar belirleme yazılımında artan PET izleyici alımının ortasındaki hedefi seçin. Hem döndürmeleri hem de çevirmeleri kullanın ve görüntünün tüm dilimlerindeki füzyonu kontrol edin.

En yüksek izleyici alımına sahip bölgenin merkezini seçin ve koordinatları çıkarın. Ve koordinatları PCTPS'ye manuel olarak girin. Otomatik PET MRI ve BT görüntü füzyon araçları iyi bir füzyon oluşturmazsa, füzyon sonuçlarını iyileştirmek için şekillendirme araçları ve manuel dönüşümler kullanılabilir.

Öngörülen dozu, ark sayısını, ark pozisyonunu, arkların dönüş aralığını ve kolimatör boyutunu seçin ve uygun MRI veya PET-MRG kılavuzluğunda radyasyon tedavisi için ayarları yapın. Gerçek ışınlama için, 0,5 milimetrelik bir bakır filtre seçin, x-ışını voltajını 220 kilovolta ve x-ışını akımını 13 miliampere ayarlayın ve doğru kolimatörü portala yerleştirin. Ardından, radyasyon tedavisini gerçekleştirmek için uygun ışın iletim parametrelerini PCTPS'den mikro ışınlayıcıya aktarın.

Klinik öncesi bir modelde glioblastoma ışınlaması için insan tedavi metodolojisini taklit etmek için, az önce gösterildiği gibi, T1 ağırlıklı MRG'de kontrastlı tümör bölgesinin merkezinde ışınlama için izo-merkez seçilir. Bu deneyde, beş farklı hayvan için hedef hacmin ortalama, minimum ve maksimum dozlarının ve normal beyin dokusu hacimlerinin dağılımları ve kümülatif doz hacmi histogramları hesaplandı. MRG ve BT modalitelerinin birlikte kaydedilmesi için biyomedikal görüntü niceleme yazılımı, katı eşleştirme için birçok aracın kullanılmasını sağlar.

Basit bir dönüşüm uygulanarak, hem MRI hem de PET tabanlı izo-merkezleri, her bir izo-merkez içindeki radyasyonun doz hesaplaması için PCTPS'ye aktarılabilir. Uygun şekilde yapılırsa, sıçanlarda ve farelerde tümörleri ışınlamak için küçük bir teknik kullanılabilir. Bu prosedürü uygulayarak, hayvanları anestezi altındayken dikkatli bir şekilde izlemeyi unutmamak önemlidir.

Bu videoyu izledikten sonra, ilgilendiğiniz tümör hedeflerinin görüntü kılavuzlu, küçük hayvan ışınlamasını nasıl uygulayacağınızı iyi anlamış olmalısınız.