RayStation/GATE蒙特卡洛模拟框架用于验证基于N成像的质子疗法
Zahra Ahmadi Ganjeh1, Brian Zapien-Campos1, Erik Traneus2
1Particle Therapy Research Center (PARTREC), Department of Radiation Oncology, University Medical Center Groningen, University of Groningen, Groningen, The Netherlands.
Physics in medicine and biology
|September 19, 2024
概括
一个新的蒙特卡洛框架验证了正子辐射成像用于质子疗法的质量保证. 该工具使用-12,可实现近实时内束PET验证,提高处理精度.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 核医学是一种核医学.
- 放射治疗 物理 物理
背景情况:
- 质子疗法提供精确的剂量传递,但需要强大的质量保证.
- -12 (12N) 是一个正电子发射器,在质子疗法中具有实时反的潜力.
- 目前缺乏用于成像12N的验证框架.
研究的目的:
- 开发和验证一个蒙特卡洛 (MC) 框架,用于成像12N和长寿命的同位素被质子激活.
- 为了实现近实时质量保证在质子疗法使用射线内阳离子发射断层扫描 (PET).
主要方法:
- 在Geant4 Tomographic Emission (GATE) 应用程序中模拟了一个Biograph mCT PET扫描仪,并验证了其灵敏度图.
- 使用RayStation计算同位素分布和GATE进行MC模拟.
- 验证了RayStation/GATE组合与幻影的质子束辐射.
- 对比模拟和测量2D图像和计算活动范围.
主要成果:
- 模拟PET扫描仪的灵敏度与测量值非常接近.
- 模拟和测量的2D灵敏度图显示出极好的一致性.
- 对12N和长寿命同位素的测量和模拟正子活动范围之间的相对差异为<1%.
- 由于其较大的正子子范围,观察到的12N图像的扩大与模拟结果一致.
结论:
- 一个经过验证的MC框架 (RayStation/GATE) 已被开发用于质子疗法中的内束PET.
- 该框架支持使用短寿命同位素12N进行近乎实时的验证.
- 这项工作是对实时12N体内验证的临床实施的重要一步.


