基于声信号,精确定位布拉格峰,用于激光加速的单能质子脉冲
Zihao Zhang1,2, Zhusong Mei1,2, Qihang Han1,2
1State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, School of Physics, Peking University, Beijing, China.
Medical physics
|June 15, 2025
概括
这项研究证明了使用激光加速质子声学实时的体内剂量监测. 声学信号精确地定位了布拉格峰,为先进的放射治疗铺平了道路.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 声学物理 声学物理
背景情况:
- 超短脉冲技术和FLASH放射治疗的进步使实时,非侵入性 in vivo 剂量监测通过辐射声学效应成为可能.
- 在先进的放射治疗技术中,临床需要精确的剂量监测.
研究的目的:
- 测量,分析和处理来自激光加速质子脉冲的声学信号.
- 为了准确地定位布拉格峰值,用于体内剂量监测应用.
主要方法:
- 在薄膜目标上使用超强的femtosecond激光脉冲产生纳秒级的质子束.
- 利用电磁光束线进行能量选择和聚焦质子脉冲.
- 使用超声波传感器检测到声信号,并进行时间/频域分析.
主要成果:
- 成功测量了激光驱动的超短单能质子发出的声学信号.
- 实现了精确的布拉格峰值定位,偏差为45微米.
- 证明了实时剂量监测的潜力.
结论:
- 开发的方法适用于基于激光质子加速器的激光疗法中的单次射击体内剂量监测.
- 这种技术可以提高放射治疗中剂量递送的精度和有效性.
