技术说明:在模仿组织的 agar 幻影中,应用光学水电声器来检测离子声波范围
Shota Sueyasu1, Koki Kasamatsu2,3, Taisuke Takayanagi4
1Graduate School of Engineering, Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido, Japan.
Medical physics
|December 21, 2023
概括
一个用于光学水声器的新探头改善了质子治疗中的离子声学测量,准确地确定了幻影表面上的质子束范围. 这一进步有助于减少癌症治疗的范围不确定性.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 声学 声学 在声学方面
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 离子声学为减少质子治疗中的范围不确定性提供了一种有希望的方法.
- 光学声机 (OH) 在水中检测到弱的离子声学信号,但需要开发以防止患者皮肤上的波浪扭曲.
- 声阻断不连续性可以扭曲离子声波检测.
研究的目的:
- 为改进离子声学测量,制造和研究连接到OH的探头的尺寸.
- 用100MeV质子束和k波模拟来实验评估探头.
- 通过使用 γ 波和具有共振频率 (SPIRE) 的球形离子声波来估计组织模拟幻影中的质子束范围.
主要方法:
- 为了OH,制造了四个块探头大小的块探头.
- γ波和SPIRE在与质子束在幻面上的布拉格峰相对的不同位置测量.
- 使用 γ 波敏感矩阵和 SPIRE 相对应曲线适配,估计了质子束范围,然后与片测量进行了比较.
主要成果:
- 3×3×3厘米3的探头成功地检测到轴上的未扭曲的γ波和轴外的3厘米.
- γ波范围的估计显示与薄膜深度测量有很好的一致性 (最大偏差为0.7毫米),但有横向偏差 (0.62.1毫米).
- 在两个测量位置上,SPIRE测量结果的偏差小于1mm.
结论:
- 将一个小尺寸的探头连接到OH上,可以准确地测量幻影表面上的质子束距离.
- 这种技术显示了提高质子疗法输送精度的潜力.
- 进一步优化可能会改善临床应用的横向精度.
