הפרוטוקול מתאר זרימת עבודה ממוטבת עבור הקרנות פרה-קליניות מבוססות PET במודל גליובלסטומה חולדה באמצעות אלגוריתמים שפותחו בתוך הבית. הגישה הממוטבת מעדיפה אוטומציה וגוזלת פחות זמן בהשוואה לזרימת העבודה שפותחה בעבר. לאחר המרדים חולדת גליובלסטומה F98 מחסה גידול בקוטר 7 עד 8 מילימטר, להזריק 10 עד 12 מגה פיקסל של פלואור-18 FET מומס ב 200 מיקרוליטרים של תמיסת מלח בווריד הזנב לרוחב שעה אחת לפני רכישת PET.
תן לחיה לחזור להכרה בזמן שהמעקב מופץ בכל הגוף. בינתיים, לתקן נימי מלא עם סוכן PET MRI לרישום משותף קל יותר. לאחר מכן להרדים את החיה שוב ולהניח אותו על מיטה רב מודאלית.
אבטחו את החיה באמצעות מחברים וו ולולאה כדי לשמור על מיקום קבוע במהלך ההדמיה והמיקרו-הקרנה, ואז עטפו את החיה בניילון נצמד כדי לשמור על טמפרטורת הגוף שלה במהלך ההדמיה והטיפול הרב-מודאליים. שעה לאחר הזרקת מכשיר המעקב PET, בצע סריקת PET. לשחזר את סריקת PET לתוך נפח 3D עם גודל voxel 0.4 מילימטר באמצעות 30 איטרציות של אלגוריתם מקסום ציפייה הסבירות המרבית.
לאחר מכן, להזריק סוכן ניגודיות MRI לתוך הווריד הזנב, ולאחר מכן למקם את החולדה עדיין קבוע על המיטה multi-modality במחזיק החיה של סורק MRI. בצע סריקת לוקליזציה ואחריה רצף הד ספין משוקלל T1 משופרת. לאחר מכן הניחו את החיה שעדיין קבועה על המיטה הרב-מודאלית על מחזיק פלסטיק המאובטח על שולחן המיקום הרובוטי בעל ארבעת הצירים על המיקרו-הקרנה.
בצע CT קרן חרוט תכנון טיפול ברזולוציה גבוהה הדורש סך של 360 תחזיות מעל 360 מעלות. לשחזר את תמונות CT עם גודל voxel איזוטרופי של 0.275 מילימטרים. לרישום משותף של תמונות, מקם את שלוש שיטות התמונה בתיקיה אחת ולאחר מכן ייבא את התמונות שהומרו ל- MATLAB.
לאחר מכן, הפעל את סקריפט MATLAB של רישום משותף של צביעת המינון הממיר את תמונות DICOM לפורמט NIfTI, מסנן את תמונת PET עם מסנן מילימטרי מלא בחצי מקס גאוסיאן, חותך את תמונת PET ומזיז את מרכזי התמונה קרוב זה לזה ומבצע את רישום הגוף הנוקשה בפועל באמצעות מיפוי פרמטרי סטטיסטי. הערך את התוצאה של הרישום המשותף האוטומטי לפני שתמשיך לתכנון הטיפול. כדי ליישם את שיטה ראשונה, הפעל את סקריפט תכנון קרינת צביעת המינון MATLAB וטען את שלוש שיטות ההדמיה השונות לאפליקציית MATLAB.
לאחר מכן, מקם תיבה תוחמת נדיבה סביב שיפור הניגודיות בתצוגות הרוחביות, הסגיטליות והחזיתיות של סריקת ה- MRI המשוקללת של T1. שמור את המיקום של התיבה התוחמת ולאחר מכן סיים את התיבה. קבע את אמצעי האחסון המשופר של הניגודיות באמצעות סף.
אם נבחרו אזורים מרובים, בחר רק את הנפח הגדול ביותר, שבמרכזו נחשב לאיזוצנטר הראשון המספק מינון שנקבע לטיפול בקרינה. הרחב את שיפור ניגודיות ה- MRI שנקבע בעבר ב- 10 פיקסלים בכל כיוון. אם מזוהים אזורים מרובים, לשמור רק על נפח PET הגדול ביותר, שבמרכזו נחשב isocenter השני כדי לספק מינון שנקבע לטיפול בקרינה.
עבור isocenter הראשון, לספק מנה שנקבעה של 2, 000 centigray באמצעות שלוש קשתות שאינן coplanar במיקומים ספה אפס, מינוס 45 ומינוס 90 מעלות עם סיבוב gantry של 120, 120, ו 60 מעלות בהתאמה. השתמש בגודל קולימטור קבוע של 10 על 10 מילימטרים. עם זאת, עבור גידולים קטנים יותר, להשתמש בגודל מתאים כגון חמישה על חמישה מילימטרים.
עבור isocenter השני, לספק מנה שנקבעה של 800 centigray באמצעות שלוש קשתות שאינן coplanar במיקומים ספה אפס, מינוס 45 ומינוס 90 מעלות עם סיבוב gantry של 120, 120, ו 60 מעלות בהתאמה. השתמש בגודל קולימטור קבוע של מילימטר אחד. חשב את התפלגות המינון בתוך החיה ואת הפרמטרים משלוח הקרן.
כדי להחיל את שיטה 2, טען את שלוש שיטות ההדמיה השונות לאפליקציית MATLAB כפי שהודגם קודם לכן, ולאחר מכן מקם תיבה תוחמת נדיבה סביב שיפור הניגודיות בתצוגות הרוחביות, קשתיות וחזיתיות של תמונת ה- FET PET של פלואור-18 ושמור את מיקומי התיבה התוחמת. לאחר סיום התיבה התוחמת, השתמש בקובץ ה- Script המתאים של MATLAB כדי לקבוע V50, V60, V70, V80 ו- V90 באיזוסנטרים ובממדי הלסת עבור כל קרן הנדרשת להנחות את קולימטור המשתנה הממונע. כדי לספק מנה שנקבעה של 2, 000 centigray מופץ מעל 16 קורות עבור V50 ומנה של 800 centigray מופץ מעל 40 אלומות עבור V60 כדי V90, בחר את קובץ הפלט שנוצר על ידי סקריפט MATLAB ולייבא את 56 הקורות לתוך תוכנת תכנון הטיפול.
לאחר אימות כי כל 56 הקורות יובאו כראוי, לחשב את התפלגות המינון בתוך החיה ואת הפרמטרים משלוח הקרן. שתי השיטות של טיפול הקרנות בצביעת מינון PET מבוסס PET הוחלו על שלושה מקרים שונים. במקרה הראשון יש ספיגת PET הומוגנית כדורית בעוד במקרים 2 ו -3 יש ספיגה בצורת טבעת שבו ספיגת PET מופחתת היא ככל הנראה רקמה נמקית.
ההיסטוגרמות של נפח המינון לשיטה 2 קרובות באופן שיטתי לחלוקת המינון האידיאלית מאשר אלה לשיטה 1. נפח גידול משמעותי מקבל הקרנה לא מספקת במקרים 2 ו -3 כאשר מטופלים בשיטה אחת. הערכים D90 ו- D50 נמוכים משמעותית עבור שיטה אחת מאשר עבור שיטה שתיים.
באופן אידיאלי, היסטוגרמה של נפח Q מבצעת ירידה חדה בערך Q השווה לאחד. שיטה 2 תמיד גורמת להפצות מינון שקרובות יותר למטרת המינון מאשר לשיטה הראשונה. יתר על כן, גורמי Q הכוללים לשיטה השנייה היו עדיפים על אלה של שיטה אחת.
מתודולוגיה זו היא צעד מכריע לקראת תכנון הפוך אשר משמש בדרך כלל בשגרה קלינית ומצמצם עוד יותר את הפער בין מחקר קרינה פרה קלינית למרפאה.
