质子治疗验证中束内 PET 图像分析方法：基于蒙特卡洛模拟的比较

背景与目的：束内正电子发射断层扫描（PET）是质子治疗中可用于体内无创治疗监测的模态之一。不同治疗阶段获得的 PET 分布可进行比较，以识别发生解剖学变化的区域。本工作的目的是在质子治疗验证的分割间 PET 图像比较背景下测试并比较不同的分析方法。方法：本研究使用 FLUKA 蒙特卡洛代码和人工生成的 CT 扫描，模拟质子治疗不同阶段的束内 PET 分布。我们比较了束流视角法（Beam-Eye-View）、最可能位移法（Most-Likely-Shift）、基于体素的形态学方法（Voxel-Based-Morphology）和伽马评估法，以比较治疗开始时与数周治疗后的 PET 图像。结果与 CT 扫描进行比较。结果与结论：若统计量充足，三维方法如 VBM 和伽马法优于二维方法如 MLS 和 BEV，因为这些方法可识别异常活性的区域。VBM 方法的缺点是需要更多次数的 MC 模拟。伽马分析的缺点是不存在关于容差标准的临床指示。在计算时间方面，BEV 和 MLS 方法更优。我们建议同时使用这四种方法，以最佳识别活性变化的位置与原因。