O-18 富集水能否增强质子射程验证的 PET 信号？一项使用鸡胚模型的研究
医学物理
2021-04-28 v1 核实验
生物物理
摘要
通过正电子发射断层扫描（PET）对临床质子治疗系统进行射程验证，仍受限于布拉格峰附近低能质子信号不足以及 PET 发射体的生物冲刷。本文研究 O-18 富集水（18-W）的可能性，这是一种潜在的造影剂，可通过替代常规水掺入活体组织，从而在质子路径的最后几毫米产生 F-18 PET 发射体。我们假设 18-W 也能缓解冲刷问题，因为在活细胞内产生的 PET（F-18）同位素将以氟阴离子的形式滞留。为验证假设，我们设计实验以证明 18-W 能使足够 O-18 掺入活体生物，在质子辐照后产生来自 F-18 的可探测信号，并确定滞留于细胞内的活度量。实验在头颈癌鸡胚绒毛尿囊膜肿瘤模型上进行。七个带有可见肿瘤的蛋被注入 18-W，并用 8-MeV 质子辐照，相当于粒子射程末端的临床质子。辐照后产生的活度在小动物 PET-CT 扫描仪中被探测并量化。在辐照后长达 9 h 的活鸡胚肿瘤区域检测到特异性 F-18 活度。动态 PET 研究证明生物冲刷影响极小，辐照后 8 小时保留 68% 的特异性 18F 活度。因此，注入 18-W 可通过替代细胞内常规水将 O-18 掺入动物组织，在受低能质子辐照时产生可用于质子治疗射程验证的 PET 信号。细胞内产生的 F-18 受极小生物冲刷影响，允许更清晰的定位与更长的 PET 采集。
引用
@article{arxiv.2104.13090,
title = {Could 18O-enriched water increase signal for PET proton range verification? A study using a chicken embryo model},
author = {Samuel España and Daniel Sánchez-Parcerisa and Paloma Bragado and Alvaro Gutierrez-Uzquiza and Almudena Porras and Carolina Gutiérrez-Neira and Andrea Espinosa and Víctor Valladolid Onecha and Paula Ibáñez and Víctor Sánchez-Tembleque and José Manuel Udías and Luis Mario Fraile},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13090},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 7 figures