质子和重离子治疗在线监测成像技术的研究进展

不同于传统的高能电子线和光子线治疗，质子/重离子治疗利用重带电粒子与物质作用的布拉格曲线特性，将主要能量沉积在癌变组织上，从而最大限度地保护正常组织和器官。由于质子/重离子在治疗过程中的射程和剂量存在不确定性，因而对其射程和剂量的监测和验证尤为重要。治疗过程中质子/重离子与组织相互作用能够释放出正电子和瞬发γ光子。对这些粒子进行探测成像可实时反映质子/重离子的能量沉积情况。目前在线监测成像技术尚处在研究和初步临床试验阶段，其中主要的3种技术包括：in-beam PET、准直单光子成像和康普顿散射成像。本文介绍这3种技术的原理、优缺点和研究进展，并对质子/重离子治疗在线监测成像技术的发展方向进行展望