PROPÓSITO:
La verificación de la dosis en la radioterapia preclínica a menudo se ve desafiada por la falta de estandarización en las técnicas y tecnologías comúnmente empleadas junto con la dificultad inherente de la dosimetría asociada con las fuentes de kilovoltaje de campo pequeño. Como consecuencia, se ha puesto en duda la precisión de la dosimetría en la investigación radiobiológica. Afortunadamente, el desarrollo y la caracterización de fantasmas de animales pequeños realistas ha surgido como un medio eficaz y accesible para mejorar la exactitud y precisión dosimétricas en este contexto. La aplicación de la impresión tridimensional (3D), en particular, ha permitido mejoras sustanciales en la conformidad de los fantasmas representativos con respecto a los animales pequeños a partir de los cuales se modelan. En este estudio, nuestro objetivo era evaluar un ratón fantasma totalmente impreso en 3D para su uso en la verificación de tratamientos preclínicos de terapias sofisticadas para diversos objetivos anatómicos de interés terapéutico.
MÉTODOS:
Se imprimió en 3D un ratón fantasma anatómicamente realista basado en datos microCT segmentados de un ratón portador de tumores. El fantasma se modificó para acomodar tanto la película radiocrómica EBT3 cortada con láser dentro del tórax del ratón como un dosímetro de centelleo de plástico (PSD), que puede colocarse dentro del cerebro, abdomen o tumor subcutáneo de flanco de 1 cm. Se administraron varios tratamientos en un irradiador de animales pequeños guiado por imágenes para determinar las dosis al isocentro usando un PSD y validar las distribuciones de dosis laterales y en profundidad usando dosímetros de película. Se utilizaron imágenes de TC de haz cónico a bordo para localizar el isocentro en el plano de la película o el elemento activo PSD antes de la irradiación. Las irradiaciones de PSD comprendieron un arco cerebral de 3 × 3 mm2, un par paralelo-opuesto (POP) de 5 × 5 mm2 y una disposición coplanar abdominal de 5 haces de 10 × 10 mm2, mientras que las distribuciones de dosis de película bidimensionales (2D) se adquirieron utilizando un 3 De arco de × 3 mm2 y planos coplanares de 5 haces de 5 × 10 y 10 × 2 mm3. Se utilizó un modelo de Monte Carlo (MC) validado de la fuente para verificar la precisión de la película y las mediciones de dosis de PSD. Las geometrías de diseño asistido por computadora (CAD) para el maniquí del ratón y los dosímetros se importaron directamente al código MC para permitir una reproducción altamente precisa de las condiciones físicas del experimento. Los datos de películas experimentales y derivados de MC se registraron conjuntamente y se compararon los perfiles de dosis de película para puntos por encima del 90% de la dosis máxima. Las mediciones de dosis puntuales obtenidas con la PSD se compararon de manera similar para cada uno de los sitios de tratamiento candidatos (cerebro, abdomen y tumor).
RESULTADOS:
Para cada configuración de tratamiento y objetivo anatómico, las dosis calculadas y medidas por MC cumplieron con el objetivo de acuerdo del 5% propuesto para la precisión de la dosis en experimentos de radiobiología. Las distribuciones de dosis de película 2D y MC se registraron con éxito y se encontró que las dosis medias para los perfiles laterales coincidían dentro del 2.3% en todos los casos. Las mediciones de dosis puntuales isocéntricas tomadas con el PSD fueron igualmente consistentes, con una desviación porcentual máxima del 3.2%.
CONCLUSIONES:
Nuestro estudio confirma la utilidad del diseño fantasma impreso en 3D para proporcionar estimaciones de dosis precisas para una variedad de paradigmas de tratamiento preclínicos. Como herramienta para la verificación de la dosis previa al tratamiento, el maniquí puede ser de particular interés para los investigadores por su capacidad para facilitar la dosimetría precisa al tiempo que fomenta una reducción del costo de los experimentos de radiobiología.
Esplen N, Therriault-Proulx F, Beaulieu L, Bazalova-Carter M.
