LQ αおよびβパラメータ、放射線投与スキーマ、および生体内線量堆積の評価のための照射試運転と線量測定

このプロトコルは、正確で再現性のある前臨床放射線療法実験を確実にするために、いくつかの無線生物学的および放射線線量体法の新しい組み合わせです。これらの方法は、実験条件を国家線量基準にリンクし、放射線治療量に一致する線量の正確な測定を可能にする。再現可能な放射線治療実験の設計に焦点を当てたこのプロトコルは、研究者に高い翻訳関連性を持つ研究を行うために必要なツールと方法を提供します。

線量測定校正プロトコルは、特に医学物理学のバックグラウンドを持たない人にとっては、初心者にとっては困難な場合があります。これらの実験を最初に試みる際には、放射線療法の物理学者に相談することを提案します。このプロトコルの技術は、放射線物理学者と生物医学研究者の両方に共通しています。

しかしながら、これらの一部は、典型的には組み合わせて利用されない。適切な線量出力を決定するには、放射器を設定して、放射器を220ピークキロ電圧、17×17センチメートルのオープンフィールドで13ミアンペアで放射線を供給します。広い焦点を当てた0.15ミリメートルの銅フィルターでビームをフィルターし、1センチメートルのスラブ、2センチメートルのスラブ、イオン化チャンバーと1センチメートルのスラブを持つ2センチメートルのスラブを揃えます。

ファントムスタックを設定した後、ファントムにイオン化チャンバーを挿入し、適切に平準化したときに表面距離にソースが33センチメートルになるようにスタックを調整します。次に、これらの測定値がアイソ中心から35センチメートルのイオン化チャンバー内に正しく配置されていることを確認します。ラジオクロミックフィルムのキャリブレーションカーブを作成するには、同じサイズと向きのフィルムをいくつか追加して準備し、固体水ファントムスタックの深さ2センチメートルにフィルムを配置します。

照射を開始するには、固体水の4センチメートルの上にフィルムの1枚を置き、フィルムの上に固体水の残りの2センチメートルを置きます。露出後のフィルムスキャンを実行した後、画像ファイルを tiff ファイル形式で ImageJ にインポートし、[画像]、[色]を選択して[スプリット チャンネル]を選択します。赤色の画像チャンネルのみで、長方形ツールを使用して対象領域を描画し、Ctrl+M キーを押して結果ウィンドウから平均値を書き写すことができます。

露出していないフィルムと露出したフィルムに対してすべてのピクセル値が得られたら、示された式を使用して正味光学密度を計算し、フィルムが露出した線量に対して正味光学密度をプロットし、プロットを二次曲線で適合させます。クロノジェニックアッセイを介して特定の癌細胞株のアルファ/β値を決定するには、各治療群のコロニーの結果数をカウントして各プレートの生存率の計算を可能にし、次いで、送達された対応する用量に対して生存率の自然対数をプロットし、2次関数を持つ曲線に適合させる。可変実験計画の特定の線量出力を決定するには、ソースから所望のフィールドサイズと距離を選択し、固体水ファントムを使用して、必要に応じて蓄積と後方散乱を提供し、実験計画を最もよく描写する向きにフィルムの一部を配置します。

その後、用量は、その用量に対するフィルム較正曲線を用いてフィルムの正味光学密度から決定することができる。腫瘍を持つマウス治療に適したビーム位置を決定するには、ペダル反射に対する応答の欠如を確認した後、オンボードポータルカメラとアルミニウムフィルターを使用して、コリメーションなしで実験用マウスのラジオグラムを取得し、その後、所定の位置にコリメーションを持つラジオグラムを取得し、ImageJでラジオグラムをオーバーレイしてビーム位置を決定します。実演した検量線を利用して、2つのフィルムサンプルを生成して、必要な実験照射時間を推定することができる。

これらの画像を重ね合わせると、治療対象の小動物に対するコリメートされた放射線ビームの正確な位置が明らかになる。その後、この代表的な分析においてのみ、処理された半球内で観察された正のγ-H2AX染色によって示されるように、成功した用量沈着が確認できる。照射器出力の決定からフィルムキャリブレーションカーブの生成に移行する際、および理想的な実験計画の線量を決定する際に一貫性を保つのが重要です。

これらのプロトコルに従うと、研究者は前臨床環境で臨床的に適用可能な放射線生物学的質問の多種多様を研究することができます。これらの質問は、患者の転帰をよりよく理解する可能性があります。このプロトコルは、スタンドアロンの新しい手法ではありません。

しかし, これらの方法論を組み合わせることは、直接的な臨床的関連性につながり、クリニックで見られる用量の結果に関する洞察を与えます.