Lepsze pomiary dawek protonów

Weryfikacja terapii protonowej przy pomocy PET opiera się na kilku emiterach pozytonów generowanych w napromieniowanym obszarze. Emitery te to na przykład 11C,13N i 15O, których okres półrozpadu pozwala na badanie pacjent podczas i po napromieniowaniu przy pomocy zdjęcia PET. Uzyskane obrazy można wykorzystać do zmierzenia dostarczonej dawki.

Podczas przenoszenia pacjenta do pobliskiego aparatu PET może jednak dojść do wymycia izotopów, co uniemożliwia wykrywanie krótkożyciowych izotopów. Sposobem na przezwyciężenie tych ograniczeń są systemy działające w obrębie wiązki (ang. in-beam systems). Naukowcy z UE zastosowali do monitorowania protonów technikę in-beam, aby zwiększyć szybkość pozyskiwania danych, a tym samym pokonać problemy związane z wymywaniem i szybkimi procesami jądrowymi.

W ramach projektu FULLBEAM (Fully digital in-beam PET for hadron therapy) uczeni opracowali udoskonalony system PET, składający się z dwóch większych głowic detektorów. Każdy z detektorów o wymiarach 10x10 cm jest połączony z fotopowielaczami i wyposażony w niezależny system pozyskiwania danych.

Główną przeszkodą przy rejestrowaniu danych PET podczas terapii jest silny szum tła. System FULLBEAM, dzięki małemu czasowi opóźnienia detektorów, łagodzi skutki koincydencji przypadkowych, umożliwia pozyskiwanie danych PET podczas napromieniowania.

Jest to szczególnie korzystne, ponieważ eliminuje postępującą z czasem degradację obrazu, wynikającą między innymi z wymywania biologicznego. Ponadto w pełni cyfrowe przetwarzanie sygnału dodatkowo skraca czas opóźnienia detektorów i poprawia rozdzielczość czasową.

System pozyskiwania danych opracowany w projekcie FULLBEAM jest jedną z technologii badanych w ramach inicjatywy INSIDE, finansowanej przez włoskie Ministerstwo Edukacji, Szkolnictwa Wyższego i Badań Naukowych, wykorzystującej detektory oparte na fotopowielaczach krzemowych. Technologię FULLBEAM wykorzystano także w unijnym projekcie TRIMAGE. W połączeniu z obrazowaniem metodą rezonansu magnetycznego Combined i elektroencefalografią system ten będzie stanowić skuteczne narzędzie do diagnostyki schizofrenii i innych zaburzeń psychicznych.