The influence of respiratory motion on dose delivery in a mouse lung tumor irradiation using the 4D MOBY phantom

Abstract

Tijdens de bestraling van een preklinisch longtumormodel kan de tumor zich gedeeltelijk uit het stralingsveld begeven omwille van de ademhalingsbeweging. Deze studie heeft als doel om kwantitatief te analyseren wat het effect is van ademhaling op een precisie longtumorbestraling bij muizen.

Een 4D digitaal muisfantoom (MOBY) met een virtuele sferische 4 mm longtumor op verschillende locaties in beide longen wordt gebruikt om een ademhalende muis te simuleren in verschillende ademhalingsfases. De ademhalingscurve van een geanestheseerde muis wordt bepaald met behulp van fluoroscopie. Ieder MOBY tijdframe wordt ingeladen in een behandeling planningssysteem (SmART-Plan) en wordt via een boog bestraald met een 5 mm collimator. Gemiddelde en tijdsafhankelijke dosissen worden berekend voor de tumor, hart en ruggengraat.

Een overschatting van de gemiddelde tumordosis werd gevonden tot 11%, verschillend van de tumorpositie in de long. Daarnaast is zowel een gradiënt als een onderdosering zichtbaar in de tijdsafhankelijke dosisdistributie van de tumor.

In te toekomst dienen methodes ontwikkeld te worden om de bestraling af te stemmen op de beweging van de longtumor. Marges, collimatordiameter en targetdosis kunnen reeds gemakkelijk worden aangepast, maar hebben elk hun nadeel. Nieuwe klinische technieken zoals ademhaling gestuurde radiotherapie of tumor opvolging kunnen een oplossing bieden voor de onderdosering in de tijdsafhankelijke distributie van de tumordosis.