粒子诱发瞬发伽马成像的新方法
仪器与探测器
2022-07-26 v2 医学物理
摘要
质子与靶材料相互作用诱发的瞬发伽马发射分布携带有关质子射程与靶组成的信息。为对瞬发伽马成像，我们提出不同方法。第一种方法基于刀口准直器与紧凑型 PET 类探测器串联，通过依赖康普顿散射事件测量瞬发伽马的深度分布以验证质子射程。第二种方法旨在通过在患者体内引入生物相容性基准标记并测量该标记相对于背景材料的特征瞬发伽马，明确识别感兴趣区域内质子的存在。第三种方法展示了一种新颖的位置灵敏伽马成像设计，具有毫米级可调位置分辨率与高探测效率，是迈向 3D 瞬发伽马成像的一步，有助于更好地理解靶组成。设计仿真使用 GATE/Geant4 蒙特卡洛框架进行。基准标记的实验测试在 INER 与长庚纪念医院的质子设施开展。使用刀口 PET 方法，在肿瘤区域附近 1 cm 内偏移可实现 0.7 mm 的射程验证，在 4 cm 窗口内偏移可达 4 mm。对于基准标记方法，我们确定 984 keV 为主导瞬发伽马，并表明在 50% 相对 PG 强度下，R80 位置落于 3 mm 厚的 48Ti 标记内。使用位置灵敏伽马成像方法，我们提出一种可行设计，在 6.1 MeV 下以 5.4E-6 的探测效率实现 2.6 mm 空间分辨率，并在单次运行中达八个深度位置。讨论了这些方法的相对优势与实现中的挑战。
引用
@article{arxiv.2205.00200,
title = {New approaches to particle induced prompt gamma imaging},
author = {Mythra Varun Nemallapudi and Atiq Ur Rahman and Vanny Marantha Sihotang and Thien Cong Tran and Hsin-Hon Lin and Chih-Hsun Lin and Ming-Lee Chu and Augustine Ei-Fong Chen and Shih-Chang Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00200},
year = {2022}
}