放射治療經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,形成了當(dāng)今質(zhì)子重離子治療的高端醫(yī)療系統(tǒng)。國(guó)產(chǎn)質(zhì)子重離子治療設(shè)備都在建立示范裝置,未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮�。基于�?dāng)今先進(jìn)的醫(yī)療影像設(shè)備,可以對(duì)腫瘤進(jìn)行精確治療,但由于粒子治療與傳統(tǒng)光子治療的不同,以及治療過(guò)程中的不確定性會(huì)導(dǎo)致誤差。而在束正電子發(fā)射斷層成像（Inbeam PET）可以對(duì)質(zhì)子重離子放射治療的射程和劑量分布進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),給出實(shí)時(shí)結(jié)果,因此可以實(shí)時(shí)對(duì)放療計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估,確保放療的準(zhǔn)確性。本文以GATE軟件為基礎(chǔ),對(duì)In-beam PET系統(tǒng)進(jìn)行完整的模擬,得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的重建圖像,可以很好的檢驗(yàn)治療計(jì)劃。本文分別選取三種能量的質(zhì)子束（110 MeV、140 MeV、175 MeV）和碳離子束（100 AMeV、200 AMeV、300 AMeV）轟擊聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）靶體,選擇合適的束流周期和強(qiáng)度,用西門(mén)子的標(biāo)準(zhǔn)MicroPET進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)比較成熟的PET三維重建算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。由于實(shí)際的In-beam PET過(guò)程是一邊治療一遍測(cè)量,而且有大量的瞬發(fā)輻射,因此PET只能在束流間歇時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。整個(gè)模擬過(guò)程分為兩步進(jìn)行,第一步模擬粒子治療;第二步模擬... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：52 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

重離子治癌示范裝置示意圖

圖 1.3 融合-削去反應(yīng)示意圖[6]1.3.1 PET 測(cè)量粒子射程原理PET 是現(xiàn)在核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域比較先進(jìn)的臨床檢查設(shè)備，其基本方法是將生物體新陳代謝所必須的某種物質(zhì)（如葡萄糖），標(biāo)記上某種短壽命的正電子核素（如11C、18F），注射或口服進(jìn)入生物體，讓其在生物體中代謝聚集，反應(yīng)生物體的新陳代謝活動(dòng)情況。這些短壽命核素在衰變時(shí)會(huì)發(fā)射出一個(gè)正電子，在前進(jìn)零點(diǎn)幾個(gè)毫米到幾毫米后耗盡能量，然后正負(fù)電子湮滅，產(chǎn)生兩個(gè)能量為 511keV 的 光子。根據(jù)動(dòng)量守恒，這兩個(gè) 光子將沿著相隔 1800角的方向即一條直線上反向發(fā)射出去。這時(shí)PET探測(cè)器上如果同時(shí)測(cè)量到這兩個(gè)光子，將確定一條反應(yīng)線（LOR），而正負(fù)電子湮滅位置肯定在這條 LOR 上，當(dāng)探測(cè)到很多 LOR 時(shí)，通過(guò)圖像重建就可以確定放射源聚集的位置，如下圖 1.4 為 PET 示意圖，小動(dòng)物在 PET 環(huán)的中間，一對(duì)方向相反的光子可以由 PET 環(huán)上相對(duì)的兩個(gè)探測(cè)器測(cè)量到。

圖 1.3 融合-削去反應(yīng)示意圖[6]射程原理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域比較先進(jìn)的臨床檢查設(shè)備，其基本方種物質(zhì)（如葡萄糖），標(biāo)記上某種短壽命的正電子入生物體，讓其在生物體中代謝聚集，反應(yīng)壽命核素在衰變時(shí)會(huì)發(fā)射出一個(gè)正電子，在能量，然后正負(fù)電子湮滅，產(chǎn)生兩個(gè)能量為 511兩個(gè) 光子將沿著相隔 1800角的方向即一條器上如果同時(shí)測(cè)量到這兩個(gè)光子，將確定一條置肯定在這條 LOR 上，當(dāng)探測(cè)到很多 LOR 時(shí)聚集的位置，如下圖 1.4 為 PET 示意圖，小動(dòng)反的光子可以由 PET 環(huán)上相對(duì)的兩個(gè)探測(cè)器測(cè)


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