综述

质子笔形束扫描准确度和性能的改善

Published at: 2014年第1卷第30期

Sairos Safai 1 , Christian Bula 1 , David Meer 1 , Eros Pedroni 1
1 Paul Scherrer Institut, Switzerland

摘要

在本报告中,我们将介绍PSI的第二代质子扫描系统(Gantry 2系统)的技术特点。PSI在90年代建造了第一代质子扫描原型机Gantry 1系统,将笔形束扫描和质子调强引入质子放疗领域。基于第一代原型机Gantry 1的成功经验,最近我们新建了一个可以实施更快适形扫描的新系统。该系统可以用于解决质子放疗领域的下一个挑战,即在影像引导下使用扫描束治疗运动靶区。 Gantry 2系统的新技术研发与该系统的基础临床验收测试同时进行。该系统将在2013开始运转,首先将使用通常的离散点扫描技术治疗静态靶区。 本文将介绍Gantry 2系统创新的平面布局,该系统与治疗区域的基础影像引导设备的集成。特别是安装于患者治疗床运动范围内的断层CT,和独一无二的的射野方向观X射线透视系统,该系统可以在质子射线投照的同时采集射野方向的影像。 高速扫描模式研发的初步结果十分令人鼓舞。该系统可以在80 ms内以典型的0.5 cm的步长沿着射线方向改变能量。该系统可以在100 ms左右投照整个适形的能量层面。剂量线是通过改变扫描磁铁的速度进行描绘。笔形束的瞬时剂量率可以发生剧烈的改变。剂量通过粒子源处的垂直导向板调节,该导向板与主机架射线监测器上形成反馈连接。 高速扫描模式可用于指导性的扫描,如重描技术和治疗运动靶区的门控技术和追踪技术。该笔形束扫描系统的研发目标是,使笔形束投照成为一种通用的射线投照方案,能治疗所有有质子治疗临床适应症的病例,并提供更优化的治疗方案。从而可以完全取代市场上的传统的基于被动散射的射线投照技术。 在接下来的5-10年时间里,通过从物理实验室到工业和临床的直接转化研究,Gantry 2项目将被认为是PSI对质子放疗领域的新贡献。

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