在对虚拟目标进行碳离子辐照后，研究人员在PET(正电子发射断层扫描) / CT(电子计算机断层扫描)系统中扫描了头部模型。
碳离子治疗是一种很有前景的放射治疗技术，可以在治疗过程中加大对肿瘤的辐射剂量，同时却减少对邻近健康组织的辐射剂量。治疗后验证辐射剂量是优化治疗准确性的关键。对辐照过程中产生的正电子发射体进行正电子断层扫描(PET)是一种日益流行的方法，也是目前临床上唯一使用的方法。
复旦大学上海肿瘤中心和上海质子与重离子中心的研究人员研究了PET/CT成像在碳离子辐照体内三维剂量验证中的应用。他们确定示踪剂的摄入量与有效剂量大致呈线性关系，并表明这可能证明是可行的临床剂量验证方法，但需要对血液循环和组织运动的影响进行进一步研究。
在辐照期间，患者体内碳离子束与组织之间的核相互作用会产生正电子发射体，例如carbon-11(11C)，其半衰期约为20分钟，主要在布拉格峰的范围内。这些正电子发射体的分布和放射性可以通过PET进行检测。研究小组假设这种分布应与治疗计划的处方剂量相对应。
他们的研究发表在《肿瘤学前沿》杂志上，第一作者孙立宁及其同事用CT模拟器来获取Rando拟人化头部模型的计划图像。然后，他们在治疗计划系统中创建了三个立方体，分别为1 ml，4 ml和10 ml，以代表脊索瘤患者的不同临床靶体积。每个靶标被处方了六种不同的剂量，介于2.5和10 Gy之间。
研究人员总共为不同的靶体积和剂量组合创建了18个虚拟治疗计划。为每个计划创建的剂量-体积直方图显示，100%处方剂量覆盖了每个虚拟靶体积的95%以上。
研究人员使用能量在174.5到248.6兆伏之间的光栅扫描碳离子铅笔光束用模型演示计划。每18次照射后，他们会在6分钟内获得头部模型的PET/CT验证图像，以达到较高的信噪比。然后他们将治疗计划CT图像与PET/CT图像融合。
SUV(标准摄取值)与剂量。
研究小组在进行不同剂量的碳离子辐照后，测量了三个靶部位的最大，最小，平均和总标准摄取值(SUV)。显示6种试验剂量的suv的直方图显示，相同的有效剂量在不同靶体积中产生了统计上相似的示踪剂摄取值。
研究结果表明，所有靶区的SUV与都有效剂量呈近似线性关系。研究小组推测，在PET/CT图像上的SUV可以用于碳离子治疗的定量剂量验证。
研究人员总结说:“精确的剂量验证是安全有效实施放射治疗的重要前提。”“PET/CT对碳离子放疗后的临床剂量验证已被证明是一种可行的方法。”
作者指出，他们的剂量验证实验是在一个不复制血液循环或组织运动的模型上进行的。对于患者治疗而言，考虑对正电子发射体进行生物学冲洗也很重要，因为这可能会显着影响活性分布。
