切伦科夫发光成像在肿瘤放疗中的应用进展

切伦科夫发光成像具有成像速度快、无辐射、实时等优点,广泛应用于X射线、电子线治疗肿瘤过程中。本文主要介绍切伦科夫光子的特点及切伦科夫发光成像在肿瘤放射治疗的应用和质控方面的研究进展。

切伦科夫发光机制及肿瘤放射治疗相关应用进展

切伦科夫发光(Cerenkov Luminescence,CL)是一种光谱谱峰位于蓝紫光附近的发光现象,自发现以来已在医学诊断和治疗中得到广泛研究。在肿瘤放射治疗中,基于CL的医学成像技术具有远程、无创和高效等特点,并有望成为临床放疗中可靠的剂量评估工具。本文以阐述CL现象的机制为基础,进一步对肿瘤放疗中相关应用技术进行综述,以期为肿瘤放疗的监测、评估和质量保证提供更多参考。

基于稀疏贝叶斯学习的单视图增强型切伦科夫发光断层成像

为了增强切伦科夫荧光的强度,促进切伦科夫发光成像(CLI)技术的临床转化,在前期研究中提出了一种基于辐射发光颗粒(RLMPs)的增强型切伦科夫发光成像(ECLI)技术,并取得了显著的增强效果;为了将ECLI技术扩展到三维成像领域,提出一种新型单视图增强型切伦科夫发光断层成像(ECLT)重建方法;该方法仅使用一个角度的测量数据,采用结合可行区域迭代收缩策略的稀疏贝叶斯学习(SBL)重建算法求解逆问题;设计了非匀质圆柱仿真和物理仿体实验,以验证该方法的准确性和稳定性。结果表明,所提方法可以提高光源目标重建的精度和速率,具有良好的稳定性,能够有效缓解逆问题的不适定性。

一种基于模糊C均值聚类的新型单视图切伦科夫发光断层成像方法

通过检测生物组织表面的切伦科夫发光(CL)信号,切伦科夫发光断层成像(CLT)技术可以重建得到生物组织内部放射性核素探针的三维分布。然而,CL信号强度值很低,加之光学信号在生物组织中传输的复杂性,降低了CLT重建精度。为了获得良好的CLT重建结果,提出一种新型单视图CLT重建方法,该方法基于模糊C均值聚类和迭代收缩可行域策略。设计了多组仿真模拟和真实实验,对所提出方法的性能进行了评估。结果表明,该方法可以有效提高重建精度,具有良好的稳定性,且具有重建双光源目标的能力。