Als Reaktion auf die Einschränkungen der Computertomographie (CT) und der Kegelstrahl-CT (CBCT) bei der Bestrahlungsführung, insbesondere für Weichteilziele ohne Verwendung von Kontrastmitteln, entwickelte unsere Gruppe eine Lösung, die die Biolumineszenztomographie (BLT) als Bildführungsmodalität für die präklinische Strahlenforschung implementierte. Allerdings ist die Ergänzung bestehender Kleintierbestrahlungsgeräte um ein solches System keine leichte Aufgabe. Eine mögliche Lösung besteht darin, ein Offline-BLT-System in unmittelbarer Nähe des Bestrahlungsgeräts zu verwenden und einen stabilen und effektiven Tiertransport zwischen den beiden Systemen zu gewährleisten. In dieser Studie untersuchten wir die Lokalisierungsgenauigkeit eines Offline-BLT-Systems bei Verwendung für die Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) und verglichen die Ergebnisse mit denen eines Online-Systems. Das CBCT war sowohl mit dem Offline-BLT-System als auch mit dem SARRP ausgestattet, mit einem Abstand von 5 m zwischen ihnen. Um den Einrichtungsfehler während des Tiertransports zwischen den beiden Systemen zu bewerten, wurden die Mäuse einer CBCT-Bildgebung auf dem SARRP unterzogen und dann für eine zweite CBCT-Bildgebungssitzung zum Offline-System transportiert. Der normalisierte Intensitätsunterschied der beiden Bilder sowie das entsprechende Histogramm und die Korrelation wurden berechnet, um zu bewerten, ob der Transportprozess die Tierpositionierung störte. Es wurde eine starke Korrelation (Korrelationskoeffizienten > 0.95) zwischen der SARRP und der Offline-DVT der Maus beobachtet. Der Versatz des Zentrums der implantierten Lichtquelle kann während des Transports innerhalb von 0.2 mm gehalten werden. Um die Ziellokalisierungsgenauigkeit mit dem Online-SARRP-BLT und dem Offline-System zu vergleichen, wurde eine selbstleuchtende Biolumineszenzquelle in den Bauch anästhesierter Mäuse implantiert. Zusätzlich zur Anwendung zur Dosisberechnung wurde die CBCT-Bildgebung auch verwendet, um das Netzgitter der abgebildeten Maus für die BLT-Rekonstruktion zu generieren. Es wurden zwei Szenarien entwickelt und verglichen, die die Lokalisierung der Lumineszenzquelle auf der Grundlage von: 1. beinhalteten. Online-SARRP-Biolumineszenzbild und DVT; oder 2. Offline-Biolumineszenzbild und SARRP-DVT. Es wird davon ausgegangen, dass das erste Szenario den geringsten Einrichtungsfehler aufweist, da kein Tiertransport beteiligt war. Im zweiten Szenario wird untersucht, ob ein Offline-BLT-System mit dem aus der SARRP-DVT generierten Netz zur Steuerung der SARRP-Bestrahlung bei minimalem Zielkontrast im DVT verwendet werden kann. Die Stabilität während des Tiertransports zwischen den beiden Systemen blieb erhalten. Der Massenschwerpunkt (CoM) der durch die Offline-BLT rekonstruierten Lichtquelle wies einen Versatz von 1.0 ± 0.4 mm vom wahren CoM auf, der aus dem SARRP-DVT abgeleitet wurde. Diese Ergebnisse sind vergleichbar mit dem Versatz von 1.0 ± 0.2 mm bei der Online-BLT. Mit den vom SARRP bereitgestellten CBCT-Informationen und der effektiven Immobilisierung der Tiere während des Transports unterstützen diese Ergebnisse den Einsatz eines Offline-BLT-gesteuerten Systems in unmittelbarer Nähe des SARRP zur genauen Lokalisierung von Weichteilzielen.
Zhang B1, Wong JW1, Iordachita II2, Reyes J1, Nugent K1, Tran PT1,3, Tuttle SW4, Koumenis C4, Wang KK1.
