近场编码掩模技术及其在质子治疗监测中的潜力
医学物理
2024-01-09 v1 仪器与探测器
摘要
目的。瞬时伽马成像包含若干用于质子治疗中射程或沉积剂量分布在线监测的方法。我们通过实验与模拟测试其中一种成像技术——编码掩模方法。方法。两个成像装置已通过实验研究。每个装置包含以 MURA 掩模形式的结构化钨准直器与细粒度 LYSO:Ce 闪烁探测器。装置在探测器尺寸与操作模式（1D 或 2D 成像）上不同。使用放射源进行了一系列测量，测试装置近场伽马成像性能。此外，对同类型更大装置的蒙特卡洛模拟进行了研究，考察其在质子治疗期间出现的真实伽马源分布下的性能。主要结果。从小型原型数据使用 MLEM 算法重建的点源图像构成了近场编码掩模成像模态的原理实验证明，涵盖 1D 与 2D 模式。其精度使我们能校准出因装置元件未对齐而产生的某些系统偏移。全尺寸装置模拟在束流能量范围 89.5–107.9 MeV 及 1x10^8 质子（单远端点典型数量）研究中得出平均远端跌落检索精度 0.72 mm。所实现的图像重建算法相对快速——典型过程需数秒。意义。编码掩模成像似乎是质子治疗监测的有效选项。模拟结果使我们得出结论：所提全尺寸装置与其他组研究的刀刃形与多平行狭缝相机具有竞争力。
引用
@article{arxiv.2307.01203,
title = {Near-field coded-mask technique and its potential for proton therapy monitoring},
author = {Ronja Hetzel and Vitalii Urbanevych and Andreas Bolke and Jonas Kasper and Magdalena Kołodziej and Monika Kercz and Andrzej Magiera and Florian Mueller and Sara Müller and Magdalena Rafecas and Katarzyna Rusiecka and David Schug and Volkmar Schulz and Achim Stahl and Bjoern Weissler and Ming-Liang Wong and Aleksandra Wrońska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.01203},
year = {2024}
}