用旋转开环PET扫描仪进行代重建,用于验证质子疗法范围
Keegan McNamara1, Marina Béguin2, Günther Dissertori2
1Paul Scherrer Institute Center for Proton Therapy, Forschungstrasse 111, Villigen, 5232, SWITZERLAND.
Physics in medicine and biology
|August 21, 2025
概括
这项研究引入了旋转开环PET扫描仪和修改的MLEM算法,用于实时的质子治疗监测. 该系统可以进行逐场验证,改善图像质量,并允许精确的范围验证.
科学领域:
- 医学物理
- 核医学
- 放射治疗物理
背景情况:
- 在非侵袭性质子疗法监测中,正子发射断层扫描 (PET) 是至关重要的.
- 由于设计限制,正在开发开放环扫描器设计用于内梁PET.
- PETITION项目提供了即时成像后质子治疗的机会.
研究的目的:
- 引入计算技术来重建来自旋转开环PET系统的数据以验证质子疗法.
- 为了在质子疗法期间实现诱导活动的3D成像.
- 评估用于治疗验证的旋转开环PET装置的可行性.
主要方法:
- 一个修改的最大概率预期最大化 (MLEM) 算法被开发用于处理旋转开环PET系统的多个同位素.
- 预先计算的系统矩阵用于实地间和辐射后成像的及时重建.
- 模拟包括一个类似德伦佐的幻影和用三种场所治疗一个超瘤.
主要成果:
- 与固定位置开放环成像相比,旋转开放环设计显示出更好的图像质量,与全环系统相比.
- 与固定开环成像相比,正常化的平方根平均误差低40-47%.
- 修改后的MLEM算法实现了对所有领域的光束方向的1mm范围验证.
结论:
- 使用旋转开环PET装置的成像为验证质子疗法治疗提供了临床可行的方法.
- 开发的改进MLEM算法适用于旋转PET系统的低计数率成像.
- 这项技术可以准确地对每一个领域进行质子治疗的验证.


