オルソ電圧(40-300 kV)X線設備を用いた細胞照射用線量測定
Summary
この文書は、低エネルギーX線装置を用いた細胞照射用の新しい線量測定プロトコルについて説明する。測定は、可能な限り実際の細胞照射条件をシミュレートする条件で行われます。
Abstract
放射線生物学的研究のためのドシメトリープロトコルと基準の重要性は自明である。低エネルギーX線設備を用いた線量決定には幾つかのプロトコルが提案されているが、照射構成、試料、材料又はビーム品質によっては、どのプロトコルが採用に最も適しているかが分かりにくい場合がある。そこで、低エネルギーX線設備を用いた細胞照射用の線量測定プロトコルを提案する。この方法の目的は、細胞単層のレベルで線量推定を行い、実際の細胞照射条件にできるだけ近づけるようにすることである。プロトコルの異なるステップは、照射パラメータ(高電圧、強度、細胞容器等)の決定、ビーム品質指標(高電圧半値層の組み合わせを含む)の決定、空気ケルマ条件で較正されたイオン化チャンバーによる線量率測定、EBT3ラジオクロムフィルムを用いた細胞培地の減衰および散乱の定量、および細胞レベルでの用量量の決定である。この方法論は、1つのパラメータのみの改変が、特に低エネルギーX線を伴う細胞単層のレベルでの実際の線量堆積に強く影響を与えることができるので、新しい細胞照射構成ごとに行われなければならない。
Introduction
放射線生物学の目的は、配信された用量と生物学的効果との間のリンクを確立することです。放射線実験の設計において、ドシメトリーは重要な側面である。30年以上にわたり、ドシメトリー基準の重要性と慣行の調和が強調されてきました1,2,3,4,5.線量率の基準を確立するために、いくつかのプロトコルが存在する 6,7,8,9,10;しかし、PeixotoとAndreo11で示されているように、線量率決定に使用される量量に応じて最大7%の差が生じ得る。また、プロトコルが存在する場合でも、細胞の用量レートは、例えば細胞容器、細胞培養培地またはビーム品質などのパラメータに依存するため、特定のアプリケーションに最も適したプロトコルを知ることは困難な場合があります。この種の照射の散乱と後方散乱も考慮に入れるのに非常に重要なパラメータです。実際に、低エネルギーおよび中エネルギーX線については、AAPM TG-61基準プロトコル10において、水中での吸収線量は、水幻影の表面で測定される。非常に特異的な細胞照射条件を考慮すると、空気に囲まれた少量の細胞培養培地は、TG-61プロトコルのように大きな水と同等のファントムを有する吸収線量に対して定義されたものよりもケルマ条件に近い。したがって、水中で吸収された線量ではなく、基準用の量として水中のケルマを使用することを選択しました。このように、細胞に送達される実際の線量をより良く判断するための新しいアプローチを提案しています。
さらに、放射線生物学的研究のもう一つの重要な側面は、実験結果を再現、解釈、比較するために照射に使用される方法とプロトコルの完全な報告です。2016年、ペダーセンら12 は、前臨床放射線生物学的研究におけるドシメトリーの不十分な報告を強調した。Draegerら.13 の大規模な最近の研究では、線量、エネルギー、またはソースタイプなどのいくつかの線量測定パラメータが報告されているにもかかわらず、照射条件を適切に複製するために不可欠な物理学および線量測定パラメータの大部分が欠落していることを強調した。過去20年間をカバーする1,000以上の出版物のこの大規模なレビューは、放射線生物学的研究における物理学と量体測定状態の報告の有意な欠如を示しています。したがって、堅牢で再現性のある実験を行うためには、放射線生物学的研究で利用されるプロトコルおよび方法の完全な記述が必須である。
これらの異なる側面を考慮して、IRSN(放射線防護・原子力安全研究所)で行われた放射線生物学的実験に対して、オルソ電圧施設での細胞照射に対して厳格なプロトコルが実施された。この線量測定プロトコルは、実際の細胞照射条件を可能な限りシミュレートし、したがって、細胞に送達される実際の線量を決定するために設計された。この目的のために、すべての照射パラメータがリストされ、ビーム品質指数は、AAPMプロトコル10 からの標準的な勧告に従うことができないとしていくつかの適応がなされた半値層(HVL)を測定することによって評価された。次に、細胞照射に用いる細胞容器内のイオン化チャンバーで絶対線量率測定を行い、細胞培養培地の減衰および散乱をEBT3放射性クロムフィルムで定量した。プロトコルの1つのパラメータのみの修飾は、線量推定に大きな影響を与えることができるので、細胞照射構成ごとに専用の線量測定が行われる。さらに、HVL 値は、各電圧フィルタの組み合わせに対して計算する必要があります。本研究では、電圧220kV、3mAの強度、および0.8mmと0.15mmの固有の濾過と0.15mmのベリウムと銅がそれぞれ使用されています。選択した細胞照射構成はT25フラスコ上にあり、そこで細胞に5mLの細胞培養培地を照射した。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究は、低エネルギーX線設備を用いた細胞照射に使用され、実施されるプロトコルを提示する。今日では、多くの放射線生物学実験は、例えばコバルト源と比較して、使用が容易で費用対効果が高く、放射線防護上の制約が非常に少ないため、このタイプの放射線照射器で行われています。これらの設定には多くの利点がありますが、低いX線エネルギー源を使用するため、1つの照射パ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
何一つ
Materials
| 31010 ionization chamber | PTW | ionization Radiation, Detectors including code of practice, catalog 2019/2020, page 14 | https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/DETECTORS_Cat_en_16522900_12/blaetterkatalog/index.html?startpage=1#page_14 |
| EBT3 radiochromic films | Meditest | quote request | https://www.meditest.fr/produit/ebt3-8×10/ |
| electrometer UNIDOSEwebline | PTW | online catalog, quote request | https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-webline/?type=3451&downloadfile=1593& cHash= 6096ddc2949f8bafe5d556e931e6c865 |
| HVL material (filter, diaphragm) | PTW | online catalog, page 70, quote request | thickness foils: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5 and 10 mm of copper, https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/Online_Catalog/Radiation_Medicine_Cat_en_ 58721100_11/blaetterkatalog/index.html#page_70 |
| scanner for radiochromic films | Epson | quote request | Epson V700, seiko Epson corporation, Suwa, Japan |
| temperature and pressure measurements, Lufft OPUS20 | lufft | quote request | https://www.lufft.com/products/in-room-measurements-291/opus-20-thip-1983/ |
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