面向使用原声学成像技术进行实时体积剂量测量,用于具有FLASH能力的临床同步循环电子
Siqi Wang1, Gilberto Gonzalez2, Daniel Rocky Owen3
1The Department of Biomedical Engineering, University of California, Irvine, California, USA.
Medical physics
|July 29, 2024
概括
质子诱导声学成像在超高剂量率 (FLASH) 放射治疗期间有效地在3D中跟踪布拉格峰值. 这一进步提高了质量保证和实时剂量测量,以获得更准确的癌症治疗方法.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 超高剂量率 (FLASH) 放射治疗提供了更好的结果,但需要精确的辐射输送.
- 精确的成像和验证技术对于FLASH放射治疗至关重要,因为其高剂量率.
- 需要新的方法来确保先进的辐射疗法技术的精度.
研究的目的:
- 为了评估质子诱导声学成像 (PAI) 在FLASH质子辐射期间对布拉格峰的实时3D跟踪.
- 为了证明PAI在传统和FLASH剂量速率下进行体积束成像的能力.
- 为超高剂量速率质子疗法提供质量保证工具.
主要方法:
- 开发了一种3D PAI技术,利用256个元素的超声波探测器阵列用于FLASH质子束.
- 测试的原声学信号与一个能够闪光的同步循环仪,定位布拉格峰的远端边缘在35毫米.
- 评估了各种总剂量和剂量速率 (高达48 Gy/s),使用180 MeV质子的扫描束方法.
主要成果:
- 证明原声信号振幅与输送剂量之间存在强烈的线性相关性 (R2 = 0.9997).
- 在包括FLASH条件在内的一系列剂量速率中实现了一致的性能.
- 成功生成了在FLASH速率下布拉格峰的3D可视化,通过玛指数分析验证.
结论:
- 开发的原声系统在FLASH质子疗法期间有效地在3D中可视化和跟踪布拉格峰值.
- 这代表了质子治疗质量保证的重大进步.
- 该方法增强了实时剂量计和图像指导,使得超高剂量速率的治疗更精确.
