J-PET用于监测治疗质子束范围的可行性
摘要：J-PET扫描仪用于治疗过程中质子束范围监测的可行性研究 摘要：本研究的目的是探索Jagiellonian正电子发射断层扫描（J-PET）扫描仪在治疗过程中的质子束范围监测的可行性。通过GATE的蒙特卡洛模拟研究和CASToR的PET图像重建，比较了六种J-PET扫描仪几何结构（三个双头和三个圆柱形）。我们模拟了质子照射PMMA假体，使用单个铅笔束（SPB）和广泛布拉格峰（SOBP）的不同范围。计算了每个扫描仪的灵敏度和精确性，并考虑到设置的成本效益，我们指出了用于质子束范围评估的J-PET扫描仪原型的可能最佳几何结构。研究结果表明，双层圆柱形和三层双头配置对临床应用最有前景。我们发现，扫描仪的灵敏度约为10$^{-5}$次/主要质子，而对于SPB和SOBP照射计划的范围评估的精确性均低于1毫米。在具有相同探测器模块数量的扫描仪中，三层双头几何结构的结果最好。意义在于，我们进行了模拟研究，证明了J-PET探测器用于基于PET的质子束疗法范围监测的可行性，具有合理的灵敏度和精确性，可以在临床质子疗法环境中进行临床前测试。考虑到灵敏度、精确性和成本效益，双层圆柱形和三层双头的J-PET几何结构配置对未来的临床应用具有潜力。需要进行实验测试以验证这些发现。
作者：Jakub Baran, Damian Borys, Karol Brzezi''nski, Jan Gajewski, Micha{l} Silarski, Neha Chug, Aur''elien Coussat, Eryk Czerwi''nski, Meysam Dadgar, Kamil Dulski, Kavya V.Eliyan, Aleksander Gajos Krzysztof Kacprzak, {L}ukasz Kap{l}on, Konrad Klimaszewski, Pawe{l} Konieczka, Renata Kope''c, Grzegorz Korcyl, Tomasz Kozik, Wojciech Krzemie''n, Deepak Kumar, Antony J.Lomax, Keegan McNamara, Szymon Nied''zwiecki, Pawe{l} Olko, Dominik Panek, Szymon Parzych, Elena Perez del Rio, Lech Raczy''nski, Moyo Simbarashe, Sushil Sharma, Shivani, Roman Y. Shopa, Tomasz Sk''ora, Magdalena Skurzok, Paulina Stasica, Ewa {L}. Stk{e}pie''n, Keyvan Tayefi, Faranak Tayefi, Damien C.Weber, Carla Winterhalter, Wojciech Wi''slicki, Pawel Moskal, Antoni Rucinski
论文ID：2302.14359
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-03-01