基于3D打印解剖学真实小鼠体模的FLASH与常规剂量学多机构稽核
医学物理
2023-10-02 v1
摘要
我们使用解剖学真实的三维打印小鼠体模，对FLASH与常规剂量率（CONV）电子辐照间的剂量学变异性进行了多机构稽核。利用活体小鼠的CT扫描创建骨解剖、肺和软组织的三维模型。采用双喷头3D打印机同时使用丁腈苯乙烯（~1.02 g/cm^3）和聚乳酸（~1.24 g/cm^3）打印小鼠体模，以分别模拟软组织与骨密度。肺使用轻质聚乳酸（~0.64 g/cm^3）单独打印。将亨氏单位（HU）与密度与活体小鼠的参考CT扫描比较。评估了体模的打印间重复性。三个机构各获一体模，并在选定小鼠解剖区域各进行两次辐照重复。使用 radiochromic film 测量 FLASH 与 CONV 剂量分布的平均剂量差异及与处方剂量的偏差。与参考CT扫描相比，体模CT扫描显示骨、肺、软组织区域的质量密度差异分别为 0.10 g/cm^3、0.12 g/cm^3、0.03 g/cm^3。体模间软组织与骨的HU差异小于10 HU（打印间）。肺变异最大（54 HU），但对剂量分布影响极小（体模间剂量差异 <0.5%）。第一次到第二次重复中FLASH与CONV的平均差异由4.3%降至1.2%，与处方剂量的平均偏差对于CONV由3.6%降至2.5%，对于FLASH由6.4%降至2.7%。本文提出的框架有望用于FLASH临床前研究多机构研究的资质认证，以最大化生物学发现的重复性。
引用
@article{arxiv.2309.16836,
title = {Multi-Institutional Audit of FLASH and Conventional Dosimetry with a 3D-Printed Anatomically Realistic Mouse Phantom},
author = {M Ramish Ashraf and Stavros Melemenidis and Kevin Liu and Veljko Grilj and Jeannette Jansen and Brett Velasquez and Luke Connell and Joseph B Schulz and Claude Bailat and Aaron Libed and Rakesh Manjappa and Suparna Dutt and Luis Soto and Brianna Lau and Aaron Garza and William Larsen and Lawrie Skinner and Amy S Yu and Murat Surucu and Edward E Graves and Peter G Maxim and Stephen F. Kry and Marie-Catherine Vozenin and Emil Schüler and Billy W Loo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.16836},
year = {2023}
}
备注
29 Pages, 5 Figures, 2 Tables