基于电子FLASH照射切伦科夫体内单脉冲成像的快速成像技术比较
医学物理
2023-01-02 v2
摘要
目的：本研究开发了一种快速成像技术，首次实现在单脉冲（360 Hz）、亚毫米分辨率下对超高剂量率（UHDR）电子束源的体内切伦科夫发射成像。方法：将CMOS相机门控至UHDR直线加速器，在小鼠肢体和肠道区域照射期间，逐脉冲被动成像切伦科夫发射剖面。研究了像增强器对图像质量（包括信噪比和空间分辨率）的影响。对切伦科夫发射剖面的逐脉冲时空变异性进行了量化。主要结果：像增强器将发射剖面的信噪比从15提升至280，但空间分辨率降低。由于电子在组织中的横向散射及其光学特性，剖面延伸超出治疗野。带像增强器的CMOS相机检测到小鼠呼吸周期呼气与吸气期间切伦科夫发射剖面变化约为3 mm。意义：该快速成像技术可用于FLASH患者治疗的单脉冲分辨率体内分次内监测。它可显示呼吸期间递送差异以及所递送治疗的表面剖面变异性，对于笔形束扫描系统，这可能会比预期UHDR治疗产生更大扰动。该技术可利用切伦科夫发射表面剖面，通过呼吸门控系统在FLASH条件下对治疗递送进行门控。
引用
@article{arxiv.2207.05847,
title = {Comparing fast imaging techniques for individual pulse imaging by Cherenkov in vivo from electron FLASH irradiation},
author = {Mahbubur Rahman and M. Ramish Ashraf and Rongxiao Zhang and Xu Cao and David J. Gladstone and Lesley A. Jarvis and P. Jack Hoopes and Brian W. Pogue and Petr Bruza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05847},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 3 figures