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Accès ouvert déclaré 2025 article

Patient CT-based simulation study of secondary-electron-bremsstrahlung imaging for range verification in proton therapy: comparison with prompt gamma and PET imaging for simplified proton pencil beam and SOBP irradiation scenarios

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Rattachement africain : jp, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Objective. Secondary electron bremsstrahlung (SEB) imaging, along with prompt gamma (PG) and positron emission tomography (PET) imaging, has been proposed as an in vivo range verification tool for proton therapy. This study presents the first simulation based on patient computed tomography (CT) data to investigate the feasibility of SEB imaging for range verification in proton therapy, while comparing the characteristics of SEB imaging with those of PG and PET imaging. Approach. A Monte Carlo simulation was performed using patient CT data for the irradiation of monoenergetic pencil beams and spread-out Bragg peak proton beams. The physical characteristics of SEB imaging were analyzed at three different anatomical sites and compared with those of PG and PET imaging. Main results. In all the treatment cases, SEB imaging exhibited higher production rates than PG and PET imaging, particularly in the regions with high CT values along the beam path. Although the SEB signal was more affected by scattering and absorption than the PET or PG signals, sufficient statistical counts for range verification (∼3 × 10–3 SEBs/proton) could potentially be detected outside the patient geometry. For pencil beam cases, the SEB and PET fall-offs were located 4–5 mm proximal to the dose fall-off, while the PG fall-off was located 0–1 mm distal to it. Significance. Results suggest that SEB imaging has the potential to offer a real-time range verification tool (by comparing measured and expected images), particularly for treating shallow-seated tumors using proton pencil-beam scanning delivery. Thus, this study represents a significant step towards the clinical application of range verification based on SEB imaging and promotes future efforts in this direction.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Patient CT-based simulation study of secondary-electron-bremsstrahlung imaging for range verification in proton therapy: comparison with prompt gamma and PET imaging for simplified proton pencil beam and SOBP irradiation scenarios
Date Crossref
22/05/2025
Éditeur
IOP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Japan Society for the Promotion of Science pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • National Institutes for Quantum Science and Technology pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Ludwig-Maximilians-Universität München pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Department for Medical Physics pays non établi dans la notice
    Institution
  • Takasaki Institute for Advanced Quantum Science pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Department of Medical Physics pays non établi dans la notice
    Institution

Japan Society for the Promotion of Science, National Institutes for Quantum Science and Technology et Ludwig-Maximilians-Universität München, avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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