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Inbetriebnahme und Evaluierung einer neuen kommerziellen Kleintier-Strahlungsforschungsplattform Xstrahl XenX-Strahler

19. Dezember 2016

Einleitung

Ziel dieser Studie war die Durchführung der Inbetriebnahme- und Abnahmetests der kommerziellen Kleintier-Strahlungsforschungsplattform Xsthral XenX-Bestrahlungsgerät.

Methoden

Das Xstrahl-Xenx-Strahler enthält eine Röntgenröhre mit Potentialen im Bereich von 20–220 kVp. Die inhärente Filterung der Röntgenröhre beträgt 0.8 mm (Be). Im Bestrahlungsmodus wird eine zusätzliche Filterung von 0.15 mm (Cu) und für die Bildgebung eine zusätzliche Filterung von 1 mm (Al) verwendet. Der Abstand zwischen Quelle und Achse (SAD) beträgt 35 cm. Die absolute Dosis wurde für das größte Feld ohne Kollimator (10 × 10 cm2) gemäß der Empfehlung des AAPM TG61-Protokolls unter Verwendung der Luftmethode zur Bestimmung der Wasserdosis an der Oberfläche eines Wasserphantoms für Orthospannungs-Röntgenröhren bestimmt. Diese Messungen wurden mit einer Ionenkammer und einem kalibrierten Dosimeter (PTW −31013) durchgeführt. Die absolute Dosis für ein kleines Feld (10 × 10 mm2) wurde unter Verwendung radiochromer Filme (Gafchromic EBT3) bestimmt. Eine Kalibrierungskurve wurde angepasst, um die Änderung der optischen Dichte (OD) als Funktion der Dosis unter Verwendung der vom roten Farbkanal abgelesenen mittleren Intensitäten zu charakterisieren. Die Filme wurden mit einer Dosis im Bereich von 0.5 Gy bis 9 Gy bestrahlt. Anschließend wurden die Filme im Transmissionsmodus (Positivmodus), 48 Bit RGB (16 Bit pro Kanalfarbe) und 72 dpi Auflösung gescannt. Zusätzlich zur dosimetrischen Abnahme wurden weitere physikalische Messungen durchgeführt. Dazu gehört die Messung der Strahlhomogenität in der Plan- und Querrichtung unter Verwendung von Filmen für große und kleine Felder. Weitere Messungen wie Reproduzierbarkeit der Röhrenspannung, Dosisleistung, Genauigkeit von kVp, mA, Zeit und Halbwertsschicht wurden durchgeführt.

Die Ergebnisse

Röntgenröhrenleistung und Reproduzierbarkeit für Kilospannung (Differenz zwischen gemessenem und angezeigtem Wert) und Dosisleistung wurden fünfmal durchgeführt. Die Reproduzierbarkeit der Kilospannung lag im Bereich von –1.7 % bis 1 %, die Dosis lag unter 0.1 %. Die maximale Dosisleistung bei SAD betrug 278 cGy/min für ein großes Feld ohne Kollimator und wurde mit einer Ionenkammer bestimmt, für ein kleines Feld betrug sie 256 cGy/min und wurde nach der Kalibrierung mit gafchromen Filmen bestimmt. Die Homogenität des Strahlungsfeldes betrug im Kreuzplan und im Planprofil für das große Feld 6.5 % und 5.4 %. Die Homogenität ist bei kleinen Feldern mit Kollimator besser, 2.5 % bzw. 2.4 % im Kreuzplan bzw. im Planprofil.

Schlussfolgerungen

Die Akzeptanztests und die Kalibrierung der Xsthral XenX-Plattform bieten Forschern Werkzeuge zur Abschätzung der bei der Bestrahlung von Zellen und Mäusen abgegebenen Dosen, um die Forschung in der Strahlenbiologie voranzutreiben. Das Dosisberechnungstool ermöglichte uns die Durchführung eines RILA-Tests (Radiation-induzierte Lymphozyten-Apoptose) vom Linac zum Xenx-Bestrahlungsgerät.

D. Adel, M. Brengues, L. Bedos, D. Azria, P. Fenoglietto und N. Aillères

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