利用机器人运动平台模拟用于质子FLASH临床前研究的大斑点扫描辐射野
医学物理
2024-10-30 v1
摘要
此前，一个基于同步加速器的水平质子束线（87.2 MeV）已成功调试，能够以FLASH和常规剂量率模式向小野和小体积递送辐射剂量。在本研究中，我们开发了一种策略，利用定制的机器人运动平台自动移动生物样本的位置，以增加有效辐射野尺寸。首先使用薄钨散射体展宽束流，并通过定制的黄铜准直器塑形，用于照射96孔板中的细胞/类器官培养物（直径7毫米的圆）或照射小鼠（1平方厘米的正方形）。机器人平台的运动模式用G代码编写，96孔板使用9毫米的斑点间距，小鼠使用10.6毫米的间距。目标定位的准确性通过自调平激光系统验证。实验条件下的递送剂量通过附着在96孔板或小鼠背部的EBT-XD胶片进行验证。我们胶片测量的剂量分布与蒙特卡洛计算结果吻合良好（一维伽马通过率>95%）。FLASH剂量率对于细胞/类器官照射为113.7 Gy/s，对于小鼠照射为191.3 Gy/s。这些有希望的结果表明，该机器人平台可有效增加质子FLASH临床前实验的野尺寸。
引用
@article{arxiv.2409.09518,
title = {Mimicking large spot-scanning radiation fields for proton FLASH preclinical studies with a robotic motion platform},
author = {Fada Guan and Dadi Jiang and Xiaochun Wang and Ming Yang and Kiminori Iga and Yuting Li and Lawrence Bronk and Julianna Bronk and Liang Wang and Youming Guo and Narayan Sahoo and David R. Grosshans and Albert C. Koong and Xiaorong R. Zhu and Radhe Mohan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09518},
year = {2024}
}