OBJEKTIV
Die mechanische und geometrische Genauigkeit von bildgesteuerten Strahlentherapiesystemen für Kleintiere (SA-IGRT) ist von entscheidender Bedeutung und wird von einer Reihe systembezogener Faktoren beeinflusst. Aufgrund der geringen Dimensionen der präklinischen Strahlentherapieforschung können solche Faktoren einzeln und/oder kumulativ zu erheblichen Fehlern in der Strahlenforschung an Kleintieren führen. In dieser Studie haben wir einen umfassenden Qualitätssicherungsrahmen (QS) zur Charakterisierung der mechanischen und geometrischen Konstanz und Genauigkeit des Small Animal Radiation Research Platform (SARRP)-Systems entwickelt und implementiert.
METHODEN
Wir haben die Genauigkeit der Portal- und Tischrotationsisozentrizität sowie der Positionsverschiebungen des Tisches quantifiziert. Wir haben die Genauigkeit und Symmetrie der von Kollimatoren erzeugten Feldgrößen bestimmt. Wir haben die Leistung des Kollimator-Montagesystems durch Charakterisierung der Ausrichtung der Kollimatorachse entlang der Strahlachse während der Gantry-Rotation bewertet. Darüber hinaus haben wir die End-to-End-Präzision und Genauigkeit der bildgesteuerten Abgabe quantifiziert, indem wir die Kongruenz der beabsichtigten (z. B. Bildgebung) und tatsächlichen Abgabeisozentren (gemessen während des Experiments) untersuchten.
ERGEBNISSE
Die Fein- und Breitstrahlen zeigten unterschiedliche Mittelachsen. Beim Umschalten des Strahls von einem feinen auf einen breiten Fokus wurde die Strahlmitte zur Kathode hin versetzt (0.22 ± 0.05 mm). Größere (maßgefertigte) Kollimatoren waren symmetrischer zentriert als kleinere (Standard-)Kollimatoren. Es wurde festgestellt, dass das von einem 1-mm-Rundkollimator erzeugte Feld von der Kreisform abweicht und 1.55 mm bzw. 1.25 mm in X- bzw. Y-Richtung misst. Der 40-mm-Kollimator zeigte ein Feld, das 1.65 (4.13 %) bzw. 1.3 (3.25 %) mm kleiner als die Nennwerte in X- bzw. ) in X-Richtung. Die Ergebnisse zeigten, dass die von anderen Kollimatoren erzeugten Felder in beide Richtungen genau waren und einen Fehler von ≤ 30 % aufwiesen. Die Größe des Gantry-Rotationsisozentrums betrug 0.75 ± 2.5 mm. Während sich die Gantry drehte, lagen die seitlichen und longitudinalen Isozentrumsverschiebungen im Bereich von 2 bis –1.45 bzw. –0.15 bis 0 mm. Maximale laterale und longitudinale Verschiebungen wurden bei Schrägportalwinkeln von –0.34° bzw. 0.44° festgestellt. Die Translationsgenauigkeiten des Tisches betrugen 0.33, 135 bzw. 45 mm in X-, Y- und Z-Richtung. Die Größe des Tischrotationsschlags betrug 0.015 ± 0.010 mm. Die maximalen Verschiebungen der Tischdrehachse betrugen –0 (X-Richtung) und –2.73 (Y-Richtung) mm bei Tischwinkeln von –0.3° bzw. –0.38°. Wir fanden heraus, dass die Verschiebungen der beabsichtigten und tatsächlichen Lieferisozentren 0.26 ± 45, 135 ± 0.24 und 0.10 ± 0.12 mm in X-, Y- und Z-Richtung betrugen.
FAZIT
Wir verwendeten das in SARRP integrierte elektronische Portal-Bildgebungsgerät (EPID), um die meisten geometrischen QS-Tests durchzuführen, und demonstrierten damit die Nützlichkeit des EPID zur Charakterisierung der geometrischen Genauigkeit und Präzision des SA-IGRT-Systems. Grundsätzlich sind die hier entwickelten Methoden und Tests jedoch auf jeden digitalen Bilddetektor anwendbar, der in SA-IGRT-Systemen oder Filmen verfügbar ist. Die Flexibilität des Films ermöglicht die Anpassung dieser Tests an die Qualitätssicherung von Nicht-IGRT-Kabinettbestrahlungsgeräten, aus denen viele präklinische Kleintierbestrahlungsgeräte bestehen.
Akbar Anvari, Yannick Poirier, Amit Sawant
