自由结构PET在束监测碳离子治疗剂量成像过程研究

摘要：

In-beam PET成像为碳离子、质子等粒子放射治疗提供了一种非侵入式的实时剂量监测方法.本文设计自由结构的in-beam PET模型,包括环形、C型、双平板型和直角型PET,并在蒙特卡罗模拟平台GATE上仿真碳离子打靶的in-beam PET成像过程.该PET包含32个探测模块,通过自由组合的方式形成探测视野相近、适用于人体或小动物体不同部位的碳离子治疗剂量成像.每个探测模块由20×20的硅酸钇镥晶体阵列耦合硅光电倍增管构成.单个晶体大小为1.5 mm×1.5 mm×10 mm,像素为1.6 mm.在蒙特卡罗模拟平台GA T E中仿真230 M eV/u的碳离子笔形束轰击聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)靶体和在束PET成像过程,得到正电子核素分布后通过MLEM算法得到PET断层图像.结果显示,图像峰位的变化反映了正电子活度峰位的移动,表明自由结构PET可用于在束监测碳离子治疗剂量分布.使用八探头平板型在束PET成像实验和仿真进行对比,其图像一维谱峰值均为27 mm,验证了自由结构PET模型用于在束监测碳离子治疗剂量成像可行.

关键词：碳离子治疗、in-beam PET成像、剂量监测、蒙特卡罗仿真

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分类号：TL814;O571.6(粒子探测技术、辐射探测技术与核仪器仪表)

资助基金：国家自然科学基金;甘肃省引导科技创新发展专项

在线出版日期：2022-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：257-265