利用瞬时伽马计时技术对均匀phantom中的实验性止动能进行估算，以用于质子治疗监测

《Scientific Reports》：Experimental stopping power estimation in a homogeneous phantom via prompt gamma timing towards proton therapy monitoring

　　

摘要

质子治疗的潜力受到诸多不确定因素的限制，这些因素会妨碍最佳剂量分布的实现。监测技术能够降低这些不确定性，从而实现动态治疗规划。基于瞬时伽马定时技术的时空发射重建方法是一种很有前景的技术，它能够提供关于粒子射程和停止能力的信息，而通常计算这些参数需要了解患者组织特性，而这些特性是无法直接测量的。我们首次利用226.9 MeV的同步加速器产生的质子束以亚临床强度（2 - \(4 \times 10^7\) pps）照射均匀 phantom，验证了这一方法的可行性。SER-PGT技术利用多探测器系统收集数据：一种薄型分段低增益雪崩二极管用于检测质子，而溴化镧晶体则用于检测光子。通过该技术估算出的停止能力曲线与NIST PSTAR标准值相比，平均误差为8%±3%，与100 MeV下水的停止能力值相比，偏差为2%±2%。在存在4厘米空气间隙的phantom中进行的射程测定，其标准偏差为3毫米，能够准确识别出射程的变化。在这一概念验证实验中，实验结果表明，通过在均匀靶材中结合使用SER-PGT技术、粒子运动学分析以及PGT测量，确实可以获取粒子的射程和停止能力信息。