Physik

In vorklinischen Studien verwenden Forscher Werkzeuge, die nachahmen sollten, was in klinischen Behandlungen verwendet wird.

Genaueste Planung

Bei der Ausrichtung auf eine Radioonkologie-Klinik gibt es einen großen Fokus auf Dosis Algorithmen, Dosismessungen und Planung. Das SARRP wurde geschaffen, um die Strahlentherapie am Menschen so nah wie möglich mit einem Planungssystem und Targeting-Fähigkeiten zu imitieren. Bevor all dies verfügbar ist, muss das Dosisprofil erreicht und in einem Dosisalgorithmus verwendet werden, der für die 220kV Energie geeignet ist. Damit ist die Planung am genauesten.

Dosis Algorythmen und Inbetriebnahme

In vorklinischen Studien verwenden Forscher Werkzeuge, die imitieren sollten, was in klinischen Behandlungen verwendet wird.

Es gibt mehrere verschiedene Bestrahlungsplanungssystem-Algorithmen. SARRPs Bestrahlungsplanungssoftware, MuriPlan, bietet eine vergleichbare klinische Erfahrung in einer präklinischen Umgebung. Mit einem CBCT aus dem SARRP können Benutzer DICOM-Bilder registrieren, Konturen von Risokoorganen und Tumoren erstellen, ein Isozentrum in der Region von Interesse erstellen, die Isodose-Linien und DVH berechnen und anzeigen. Diese Schritte wurden in MuriPlan erstellt, um dem Benutzer die engsten klinischen Erfahrungen zu ermöglichen.

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Diese Physiker nutzten den Pinnacle-Algorithmus, Superposition Convolution, um für präklinische Studien zu modifizieren. Im Gegensatz zum MV-Spektrum ist das kV-Spektrum sehr groß. Die Forscher schufen 25 Kernel bei 10kV Bins, so dass die Berechnungen das Spektrum des Strahls und die Anwesenheit von verschiedenen Filtern wirklich modellieren. Der Algorithmus wurde erstellt, um auf der GPU eines Computers zu laufen. Alle Kernel wurden mit Monte-Carlo-Simulationen erzeugt. Der Algorithmus nimmt Strahlmodifikatoren wie unabhängige Backen auf. Es wurde in das SARRP-Planungssystem MuriPlan integriert.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Muriplan und SARRP Ihre Forschung verbessern können.

Gold-Nanopartikel

Einige Therapieanwendungen erlauben es dem Tumor, anfälliger für Strahlung zu sein, die als Radiosensibilisatoren bezeichnet wird.

In Fällen, in denen Strahlung eine bewährte aber nicht sehr effektive Behandlungsmethode ist, können Radiosensibilisatoren den Nutzen dieser Behandlung in großartiger Weise erhöhen. Gold Nanopartikel sind gute Hilfsmittel in der Strahlentherapie. Sie können verwendet werden, um Gewebe auf Strahlung zu sensibilisieren und Tumor-Erkennung und  Medikamentengabe zu verbessern.

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Bisher wurden Gold-Nanopartikel als einzelne Moleküle verwendet. Diese Forscher schufen Micellen von mehreren Goldnanopartikeln (GPM), die viel kleiner sind und daher eine schnelle Auflösung und Ausscheidung von Gold bieten. 4 Gruppen wurden getestet, um die Wirksamkeit von kleineren Gold-Nanopartikel, die in einer Mizelle geliefert wurden, zu bewerten. Überlebenszeit war der Maßstab. Als die Tumoren 1300mm3 erreichten, wurden sie aufgegeben. Die Kontrollgruppe hatte ein Überleben von 22 Tagen. Die Gruppe mit GPM überlebte nur 20 Tage. Die Gruppe mit nur RT (6Gy) überlebte 38 Tage. GPMs wurden 24 Stunden vor der Strahlung injiziert, um eine Kontrastverstärkung auf dem CBCT zu ermöglichen. Diese kombinierte Behandlung erwies sich als eine längere Überlebensrate; 68 Tage.

Das SARRP-System ermöglicht die Bildgebung und Bestrahlung mit Gold-Nanopartikeln, die es Forschern ermöglichen, jede dieser Methoden zu studieren.

Dosisplanung

Wenn man strahlenbasierte Studien durchführt, ist es wichtig, die Systemdosisleistung zu verstehen, um die für das Protokoll gewünschte Dosis genau zu planen.

Bei Verwendung eines Bild-geführten MicroIrradiators ist es wichtiger, die prozentualen Tiefen-Dosen für jeden Filter und Kollimator zu haben. Diese Parameter, die in einem Bestrahlungsplanungssystem eingebaut sind, sind für einen guten Behandlungsplan unerlässlich. SARRP ermöglicht es Benutzern, menschliche Bestrahlungsplanungstechniken mit den Werkzeugen in MuriPlan nachzuahmen. Dies bietet Bildregistrierung, Konturierung, Isocenter-Platzierung, Behandlungsplanung mit mehreren Isozentern, Strahlen und Bögen und einen Verifikationsschritt, der es dem Benutzer ermöglicht, die Dosis mit Isodose-Linien zu betrachten und das Dosis-zu-Volumen-Histogramm (DVH) zu überprüfen.

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Diese Forscher versuchten, SARRP zu verwenden, um eine klinische Behandlung nachzuahmen. Sie benutzten einen menschlichen Kopf-Hals-Tumor in einem nackten Maus-Modell. Sie bildeten diese Mäuse auf einem PET ab und schufen einen Plan, der auf dem Gebiet des Interesses basiert und einem Boost für den Bereich der hohen FDG-Aufnahme. Dieses PET-Bild wurde mit SARRP CT-Bild verschmolzen, während die Maus anästhesiert wurde. 10Gy wurde mit einem 15mm Kollimator zum ganzen Tumor gegeben. Der Boost wurde mit 10Gy mit einem nicht-koplanaren dynamischen Bogen mit dem 5mm Kollimator behandelt. Die Forscher fanden heraus, dass ein PET / CT mit dem SARRP eine präklinische Validierung von PET-Bild-geführten Dosis-Eskalation IMRT-Behandlungen ermöglichen kann.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Muriplan und SARRP Ihre Forschung verbessern können.

Immunolgie

Kabinettbestrahlungsgeräte werden seit Jahren in der präklinischen Forschung eingesetzt. Sie bieten schnelles Setup und mehrere Mäuse können gleichzeitig behandelt werden.

Im Gegensatz zu Maschinen für Menschen gibt es keine Kollimation des Strahls. Dadurch erhalten viele Risikoorgane die vollständige Dosis. Dies hält den Forscher davon ab, klinisch relevante Dosen zu erreichen.

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Diese Studie konzentriert sich auf ein Kabinettbestrahlungsgerät (220kV 17mA), den Standford MicroIrradiator (120kV 50mA) und die SARRP Plattform (225kV 13mA). Jedes System wurde in Monte Carlo zum Vergleich von 2 verschiedenen Planungstechniken modelliert. Das erste Setup war mit einem einzigen großen Strahl für ein subkutanes Modell. Das Schrankbestrahlungsgerät und SARRP gaben insgesamt homogene Dosisverteilungen. Der Stanford-Bestrahlungsgerät war aufgrund des kV und mA etwas heterogener.

Für ein orthotopisches Modell gab das Kabinett das gleiche Feld. Der Stanford MicroIrradiator und SARRP nutzten eine 9-Strahl-Anordnung. Die mehrstrahligen konforme Methoden zeigten Überlegenheit bei den Risikoorganen. Der Stanford MicroIrradiator zeigte aufgrund der geringeren Energie wieder eine heterogenere Dosisverteilung über das Tier. SARRP zeigte eine homogene Dosisverteilung sowie einen schnelleren Strahl (2,7 Minuten gegenüber 3,8 Minuten auf dem Stanford MicroIrradiator).

Die Verwendung eines Image Guided MicroIrradiators wie SARRP ermöglicht es dem Benutzer, einen Kegelstrahl-CT zu erzeugen, ein Isozentrum zu platzieren, einen Plan zu erstellen und eine Dosis direkt an den vorgesehenen Bereich zu liefern.

Um mehr über das SARRP-System zu erfahren und zu verstehen, wie das System für das Studium der oben genannten Standorte genutzt werden kann, wenden Sie sich an unser technisches Team.

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