用机器人运动平台模拟大量点扫描辐射场进行质子FLASH临床前研究

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射瘤学 辐射瘤学
• 临床前研究 临床前研究

背景情况:

• 为FLASH和传统剂量速率模式建立了一个质子束线 (87.2 MeV).
• 以前的能力仅限于小领域和体积.

研究的目的:

• 开发一种方法来增加有效的辐射场大小,用于临床前的质子FLASH辐射.
• 为了使更大的生物样本,如细胞培养物和小鼠,能够被辐射.

主要方法:

• 一个定制的机器人运动平台被设计为自动移动生物样本.
• 质子束使用散射器扩大,并用黄铜聚合器塑形.
• 运动模式是用G-code编程的,对96井板和小鼠有特定的点间距.
• 使用激光系统和EBT-XD膜验证了剂量递送的准确性,结果与蒙特卡洛模拟相比较.

主要成果:

• 机器人平台成功地增加了辐射细胞/有机体培养 (7毫米圆) 和小鼠 (1厘米2平方) 的场面大小.
• 片测量剂量概况与蒙特卡洛计算非常相匹配 (1D马传递率>95%).
• 获得的FLASH剂量率为细胞/器官辐射的113.7 Gy/s和小鼠辐射的191.3 Gy/s.

结论:

• 开发的机器人平台有效地增加了质子FLASH辐射场的大小.
• 这种技术适用于需要更大辐射面积的临床前实验.
• 这些发现支持质子FLASH疗法研究的进步.