碳离子治疗中的 Prompt Gamma Timing：基于 TIARA 检测器的首次实验结果
医学物理
2026-02-23 v1 仪器与探测器
摘要
在粒子治疗的范围监测背景下，本文介绍了使用来自意大利 Pavia CNAO 临床中心的碳离子束所获得的首次实验结果。 TIARA 检测器基于 Prompt Gamma Timing（PGT）技术，该技术测量入射离子与在靶内核相互作用期间发射的 Prompt gamma 射线（PG）之间的飞行时间（TOF）。虽然 TIARA 原型机此前已用质子验证，但碳离子因其更高的线性能量沉积、核碎片产物以及同步加速器的连续束流时间结构，呈现更具挑战性的情形。实验通过照射不同厚度的 PMMA 靶标并施加 200 MeV/u 碳离子束实现。测得的 coincident time resolution 为 ps FWHM，优于该设施以前使用质子所获得的结果。在临床强度下，考虑检测到 5600 个 PGs（对应四个 2.410 个离子束的照射 spots 组合），测得的范围精度为 mm（2 置信水平）。总体而言，结果表明 PGT 基于的范围监测对碳离子束仍然可行，尽管来自次级质子的背景增加表明需要调整检测器配置。
引用
@article{arxiv.2602.18318,
title = {Prompt Gamma Timing in Carbon Therapy: First Experimental Results with the TIARA Detector},
author = {Maxime Pinson and Adélie André and Yannick Boursier and Mathieu Dupont and Marie-Laure Gallin Martel and Alicia Garnier and Christophe Hoarau and Pavel Kavrigin and Daniel Maneval and Christian Morel and Jean-François Muraz and Marco Pullia and Simone Savazzi and Sara Marcatili},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18318},
year = {2026}
}