闪烁体探测器在质子重离子治疗质控中的应用

目的采用自制二维闪烁体探测器对主动式点扫描质子重离子加速器放疗系统进行质控检测,为质子重离子束的质量(束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等)提供快速检测方法和参考。方法探测系统由硫氧化钆闪烁体荧光屏、不锈钢板和光学数码相机组成。将质子重离子束垂直入射到闪烁体荧光屏转化为可见光,经不锈钢镜面反射至相机成像仪上形成图像信号,通过对信号分析处理,获取质控参数。结果多丝正比室和闪烁体探测测得量束斑位置偏差<1mm。多丝正比室测得束斑大小与用闪烁体探测系统器测得量值之间差值:质子为(1.40±0.59)mm,碳离子为(0.5±0.08)mm。429.25MeV/u碳离子的x、y轴虚源分别为751.8、805.6cm,与物理距离差值<1%。测得287.5MeV/u碳离子的射程为160mm。结论自制闪烁体探测器可以测量束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等。该探测器可作为一项质子重离子治疗质控的有效工具。

离线模式下PET/CT显像验证质子放疗精准度的模型实验

目的通过对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)模体行离线模式下PET/CT显像,探讨PET-边界验证方法(PET-RV)用于定量分析质子放疗精准性的可行性。方法在PMMA模体上分别给予2 Gy和4 Gy的照射剂量,对每个剂量组根据临床靶区(CTV)的不同,以2.5 cm为步进分别设计7个照射深度组(5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0 cm),共14个照射计划(14组照射野)。以能量在48~221 MeV之间的质子束照射,照射结束后10 min左右进行PET/CT显像。对PET/CT数据分别进行图像配准、平滑和约化等预处理,然后利用Raystation PET-RV软件对图像进行感兴趣区(ROI)的确定和采样线的抽提,通过生成的预测感生放射性活度与实际采集感生放射性活度采样线计算ΔR50,即2条曲线末端在最大预测感生放射性活度最大值下降一半(V50)处对应的空间位置差异。结果每个照射野的ROI均为5.0 cm×5.0 cm×2.5 cm的立方体,采样线在其内间隔3 mm均匀分布,共得到289组采样线。14组数据经分析后得到的ΔR50(深度差异)均值都处于-1~1 mm之间。结论离线模式下PET/CT显像示PET-RV算法对PMMA模体质子放疗空间位置差异的验证精度在1 mm之内,可以满足后期对临床病例分析的精度要求。