PROPÓSITO:
El objetivo de este trabajo fue desarrollar y probar un fantasma cilíndrico de garantía de calidad equivalente al tejido (QA) para irradiadores de pequeños animales guiados por imágenes de micro tomografía computarizada (microCT) que supera las deficiencias de los fantasmas existentes debido a sus dimensiones y composición similares a las de un ratón.
MÉTODOS:
El fantasma de 8.6 cm de largo y 2.4 cm de diámetro se imprimió en tres dimensiones (3D) con plástico Somos NeXt en una impresora de estereolitografía (SLA). El maniquí modular constaba de cuatro secciones: (a) sección de evaluación del número de TC, (b) resolución espacial con borde inclinado (para la evaluación de la resolución longitudinal) y sección de orientación, (c) resolución espacial con patrón de orificios (para la evaluación de radial dirección) sección, y (d) uniformidad y sección geométrica. Se desarrolló una interfaz gráfica de usuario (GUI) basada en Python para el análisis automatizado de imágenes microCT y se evaluó la consistencia del número de CT, la función de transferencia de modulación longitudinal y radial (MTF), la uniformidad de la imagen, el ruido y la precisión geométrica. El fantasma se colocó en el isocentro de imágenes y se escaneó con la plataforma de investigación de radiación de animales pequeños (SARRP) en la geometría del panqueque (eje largo del fantasma perpendicular al eje de rotación) con una variedad de protocolos de imágenes. El voltaje del tubo se estableció en 60 y 70 kV, la corriente del tubo se estableció en 0.5 y 1.2 mA, el tamaño del vóxel se estableció en 200 y 275 μm, se usaron tiempos de imagen de 1, 2 y 4 min, y velocidades de cuadro de 6 y 12 Se utilizaron fotogramas por segundo (fps). El maniquí también se escaneó en la orientación estándar (eje largo del maniquí paralelo al eje de rotación). La calidad de las imágenes microCT se analizó y se comparó con las recomendaciones presentadas en nuestro trabajo anterior que se derivó de un estudio multiinstitucional. Además, se realizó una prueba de precisión de la focalización con una película colocada en el maniquí. Las imágenes MicroCT del fantasma también se simularon en una versión modificada del código EGSnrc / DOSXYZnrc. Las imágenes de la sección de resolución con el patrón de orificios se adquirieron experimentalmente y se simularon tanto en el panqueque como en las geometrías de imágenes estándar. Se evaluó la resolución espacial radial de las imágenes experimentales y simuladas y se comparó con los datos experimentales.
RESULTADOS:
Para las imágenes fantasma centradas adquiridas en la geometría de panqueque, todos los protocolos de imagen pasaron el criterio de resolución espacial en la dirección radial (> 1.5 lp / mm @ 0.2 MTF), el criterio de precisión geométrica (<200 μm) y el criterio de ruido (< 55 HU). Solo el protocolo de imágenes con un tamaño de vóxel de 200 μm pasó el criterio de resolución espacial en la dirección longitudinal (> 1.5 lp / mm @ 0.2 MTF). El conjunto de datos de voltaje del tubo de 70 kV no pasó la prueba de consistencia del número de TC ósea (<55 HU). Debido a los artefactos de ventosas, ninguno de los protocolos de imagen pasó la prueba de uniformidad de <55 HU. Cuando se escaneó el maniquí en la geometría de imagen estándar, la uniformidad de la imagen y la MTF longitudinal fueron satisfactorias; sin embargo, la consistencia del número CT no alcanzó el límite recomendado. Se observó una precisión de focalización de 282 y 251 μm a lo largo de las direcciones xy z. Las simulaciones de Monte Carlo confirmaron que la resolución espacial radial de las imágenes adquiridas en la geometría del panqueque era mayor que la adquirida en la geometría estándar. CONCLUSIONES: El nuevo fantasma impreso en 3D presenta una herramienta útil para el análisis de imágenes microCT, ya que imita de cerca a un mouse. Para obtener imágenes de animales del tamaño de un ratón con una calidad de imagen aceptable, se debe elegir el protocolo estándar con un tamaño de vóxel de 200 μm y se deben resolver los artefactos de ventosas. Breitkreutz DY, Bialek S, Vojnovic B, Kavanagh A, Johnstone CD, Rovner Z, Tsouchlos P, Kanesalingam T, Bazalova-Carter M.
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