Verbesserte Messung von Protonendosen
Die PET-Verifikation der Protonentherapie beruht auf mehreren Positronenquellen, die in der bestrahlten Region entstehen. Diese Quellen schließen 11C, 13N und 15O mit ein und verfügen über eine Halbwertszeit, welche die Untersuchung des Patienten während und nach der Bestrahlung in einem PET-Scan ermöglicht. Anhand der resultierenden Bilder kann die verabreichte Dosis gemessen werden. Den Patienten in einen nahegelegenen PET-Scanner zu bringen, kann jedoch dazu führen, dass Isotopen ausgewaschen werden und kurzlebige Isotopen nicht mehr erfasst werden können. Mit In-Beam-Systemen werden diese Nachteile umgangen. Die EU-finanzierten Forscher konzentrierten sich auf den In-Beam-Ansatz zur Protonenüberwachung, um die Aufnahmegeschwindigkeit zu verbessern und so die Probleme zu überwinden, die mit der Auswaschung und den schnellen nuklearen Vorgängen verbunden sind. Im Rahmen der Projekts FULLBEAM (Fully digital in-beam PET for hadron therapy) entwickelten Forscher ein verbessertes PET-System, das aus zwei größeren Detektorköpfen besteht. Jeder 10 x 10 cm große Detektor ist mit Photomultiplier-Röhren gekoppelt und mit unabhängigen Datenerfassungssystemen ausgestattet. Das größte Hindernis bei der Aufzeichnung von PET-Daten während der Behandlung besteht im starken Hintergrundrauschen. Das FULLBEAM-System reduziert, dank der kurzen Totzeit der Detektoren, die Auswirkungen der Zufallsdaten und ermöglicht so die Aufzeichnung der PET-Daten während der Bestrahlung. Dies ist besonders vorteilhaft, da so der zeitbedingte Bildzerfall beseitigt würde, der etwa durch biologische Auswaschung stattfindet. Zudem verkürzt die vollständig digitale Signalverarbeitung die Totzeit der Detektoren noch weiter und verbessert die Zufallsauflösung. Das im FULLBEAM-Projekt entwickelte Datenerfassungssystem ist eine der Technologien, die im INSIDE-Projekt erforscht wurden, welches wiederum vom italienischen Ministerium für Unterricht, Universitäten und Forschung finanziert wurde und bei dem breitere Detektoren auf Basis von Silizium-Photomultipliern angewendet wurden. Auch das EU-finanzierte Projekt TRIMAGE profitierte von der FULLBEAM-Technologie. In Kombination mit Magnetresonanztomografie und Elektroenzephalografie werden die Fortschritte des Projekts Fachärzte mit einem wirksamen Instrument zur Diagnose von Schizophrenie und weiteren psychischen Störungen ausstatten.
Schlüsselbegriffe
Dosenmessungen, Positronen-Emissions-Tomographie, Protonentherapie, Bestrahlung, In-Beam-Systeme
