用于改进质子放射治疗的质子放射成像：不同质子束能量下的模拟研究
医学物理
2019-05-22 v1
摘要
为了改善质子治疗癌症的质量，需要将X射线计算机断层扫描(CT)图像转换为质子阻止本领图，且需更精确。由CT图像确定的质子阻止本领在患者体内计算的质子射程具有典型3-4\%的系统不确定性，在含骨区域甚至高达10\%~\cite{USchneider1995,USchneider1996,WSchneider2000,GCirrone2007,HPaganetti2012,TPlautz2014,GLandry2013,JSchuemann2014}。因此，部分肿瘤可能接收不到剂量，或者健康组织和危险器官(如脑干)可能接收到非常高剂量~\cite{ACKnopf2013}。直接测量质子阻止本领的高能质子透射放射图像将允许减少这些不确定性，从而改善治疗质量。获得足够精确放射图像的最佳方法是通过追踪穿过体模(患者)的单个质子~\cite{GCirrone2007,TPlautz2014,VSipala2013}。在我们的模拟中，我们使用了理想的位置灵敏探测器，在体模前后测量单个质子，而质子的剩余能量由BaF晶体探测。为获得透射放射图像，不同的体模材料已被3x3~cm散射质子束以不同束流能量照射。模拟使用Geant4模拟包完成~\cite{SAgostinelli2003}。在本研究中，我们聚焦于临床质子放射治疗中可用的不同质子束能量的能量损失放射图像的模拟。
引用
@article{arxiv.1601.08074,
title = {Proton radiography to improve proton radiotherapy: Simulation study at different proton beam energies},
author = {A. K. Biegun and Jun Takatsu and M-J. van Goethem and E. R. van der Graaf and M. van Beuzekom and J. Visser and S. Brandenburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.08074},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 6 figures, Presented at Jagiellonian Symposium on Fundamental and Applied Subatomic Physics, 7-12 June, 2015, Krak\'ow, Poland