图像引导小动物辐照平台结构及功能深度详解

操作效率低、定位精度差、实验流程繁琐是临床前放疗研究过长中常见的三大痛点。传统单只小鼠手动操作耗时长、摆位误差大、无法实现IGRT/IMRT 一体化，严重制约肿瘤放疗转化研究的速度与质量。

基于Jiang L 等 2023 年发表于《Medical Physics》的 MultiMATE 权威技术验证，普锐斯SmART图像引导小动物辐照平台是全球首款自动化、并行式三维影像引导小动物放疗系统，以文献级精准数据、全流程自动化设计，重新定义临床前放疗实验标准。

一、核心突破：从“手动低效” 到 “全自动高通量”

普锐斯SmART图像引导精准放疗彻底颠覆传统单只序贯操作模式，实现6 通道并行成像 + 自动化序贯照射，一次上机即可完成多只小鼠实验放疗，单鼠全程耗时压缩至约 15 分钟，整体实验通量和实验效率明显提升。

● 六边形紧凑结构：6 通道并行排布，9.5cm×11cm×9cm 中心区完美匹配机载 CBCT 最大 FOV

● 3D 打印定制化固定舱：适配不同体型小鼠，麻醉孔、通风孔、滑动限位三位一体

● 电磁+ 步进电机双控：全自动控制，运动精度 0.01cm，行程 10cm，速度＞4cm/s

n 全开源设计：CAD 文件、控制代码完全开源，支持低成本复刻，兼容主流小动物辐照仪

图1：（原文Figure 1 .） 普锐斯SmART图像引导精准放疗内部平台结构设计图

二、文献级精准：定位误差＜0.2mm，碾压手动操作

普锐斯SmART图像引导精准放疗 经 CBCT 与放射变色胶片（EBT3）双重验证，定位精度达到亚毫米级，数据直接对标顶刊发表标准，碾压传统手动固定装置。

● 三维方向定位误差均＜0.2mm

● 多次重复部署偏差＜0.15mm

● 剂量递送一致性与重复性达到临床前科研顶级水准

表格1：（原文献 Table 1）使用基于CBCT的评估和GafchromicEBT3胶片对六个小鼠舱进行位置可重复性测量。每个结果是五次测量的平均值。

图2：（原文献Figure 3 ）CBCT 定位与剂量重复性验证图

三、流程革新：并行成像+ 智能计划，一次扫描完成全组方案

● 传统流程：单只扫描→ 单只计划 → 单只照射，反复切换模式，效率极低

● 普锐斯SmART图像引导精准放疗 流程：

Ø 6 只并行 CBCT 扫描 → 批量自动计划 → 序贯精准照射

Ø 全程自动化运行，大幅降低人为误差、麻醉风险与操作时间。

图3：（原文献 Figure 4 ）Multi-MATE系统与现有图像引导小型动物放射治疗连续工作流程的流程对比

四、核心配件：3D 打印定制化固定舱与仿真体模

普锐斯SmART图像引导精准放疗 配备专属 3D 打印小鼠固定装置，贴合动物形体、重复性优异、CBCT 成像无伪影，是实现高精度辐照的核心保障。固定舱可调节长度，适配不同周龄、体型小鼠，标准化程度高。

Figure 2 小鼠模型及固定装置的设计与制造。(a)(b) 小鼠模型由冠状面中部的两半组成，用于剂量计插入。(c) 该定制化的3D打印小鼠固定装置模拟了市售的丙烯酸材质小鼠固定器，但完全采用塑料制成；通过调节塞子可适配多种尺寸的小鼠。(d) 商业化小鼠固定器。

普锐斯SmART图像引导小动物辐照平台完美兼容 + 稀疏正交准直器（SOC）+ 与矩形孔径优化（RAO），实现小鼠级 IMRT 精准递送，可模拟临床调强放疗、同步推量等复杂方案，让临床前研究与人体治疗高度对标。

普锐斯SmART图像引导精准放疗完美兼容：

● 稀疏正交准直器（SOC）

● 矩形孔径优化（RAO）

可实现小鼠级别IMRT 调强放疗，高度模拟临床调强、同步推量、同步整合灶放疗等复杂方案，让临床前研究与人体治疗精准对标

六、为什么选择普锐斯SmART图像引导精准放疗平台？

1. 顶刊背书

● 多项研究发表于 Nature、Science 及其子刊，数据稳定可重复，直接支持高分论文发表。

2. 极致精准

● 定位误差＜0.2mm，精度优于主流手动装置 3–10 倍。

3. 通量革命

● 6 通道并行处理，单日可完成数十只小鼠辐照，效率跨越式提升。

4. 全自动化

● 减少人工干预，降低麻醉风险与操作偏差，实验更可靠。

5. 开放兼容

● 支持开源拓展与二次开发

七、适用场景

● 肿瘤放疗机制与耐药研究

● 放疗增敏剂/ 辐射防护药物高通量筛选

● 正常组织放射性损伤研究

● 放疗+ 免疫联合治疗临床前验证

● IGRT/IMRT 精准放疗技术转化

● 大样本、高通量放射生物学课题

总结

普锐斯SmART图像引导小动物辐照平台将高通量、自动化、亚毫米级精准融为一体，彻底解决临床前放疗研究“慢、糙、难、不准” 的痛点，让每一次辐照都可重复、可追溯、可发顶刊。

原文出处DOI：10.1002/mp.16563