為了滿足重離子治療的臨床需求，本研究提出了Hi'CT系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)，直接精確估計(jì)重離子射程，實(shí)現(xiàn)精確的圖像引導(dǎo)以保護(hù)靶區(qū)周圍的健康組織。Hi'CT是一種使用單片有源像素傳感器的緊湊分段全數(shù)字?jǐn)鄬訏呙杼綔y(cè)器。Hi'CT不使用傳統(tǒng)的X射線、CT，不依賴HU值轉(zhuǎn)換，而是直接使用重建的臨床重離子軌跡進(jìn)行成像，從而能夠準(zhǔn)確估計(jì)RSP。
此外，研究針對(duì)不同的臨床目的提出了多種成像算法，Hi'CT系統(tǒng)采用相同的治療束流進(jìn)行成像，可在治療時(shí)提供實(shí)時(shí)圖像引導(dǎo)。
Hi'CT憑借增強(qiáng)的高精度成像能力和全數(shù)字化設(shè)計(jì)，可以集成到緊湊型治療室中，確保高效的臨床預(yù)掃描和定位驗(yàn)證。這種方法降低了安全邊際，顯著提高了治療準(zhǔn)確性，并最終提高了患者的生活質(zhì)量。
Hi'CT系統(tǒng)采用全數(shù)字架構(gòu)，長(zhǎng)度約為10 cm，有助于無縫集成到空間受限的重離子治療設(shè)備中。Hi'CT的核心是數(shù)字分段多層探測(cè)器，包括上游和下游探測(cè)器、補(bǔ)償器塊和采樣層，該設(shè)計(jì)可準(zhǔn)確測(cè)量布拉格峰附近的重離子射程端點(diǎn)，具有出色的檢測(cè)效率。設(shè)計(jì)緊湊，具有更廣泛的適應(yīng)性，易于集成，可提高治療質(zhì)量。
測(cè)試模型位于圖像空間中，探測(cè)器的概念組裝方法如圖。束流垂直于上游探測(cè)器入射到系統(tǒng)上，穿過模型，最終停在數(shù)字探測(cè)器的采樣層中。通過對(duì)體模的各個(gè)角度進(jìn)行水平筆形束掃描，獲得構(gòu)建Hi'CT圖像所需的所有基本信息，并進(jìn)一步處理以生成最終圖像。
探測(cè)器的概念設(shè)計(jì)圖
Hi'CT系統(tǒng)配備快速成像算法，無需跟蹤過程，無需漫長(zhǎng)的預(yù)掃描等待時(shí)間。快速采集重離子CT圖像有助于快速驗(yàn)證患者定位。Hi'CT系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)重離子治療過程中的實(shí)時(shí)圖像引導(dǎo)。預(yù)計(jì)未來成像時(shí)間可縮短至3 min以內(nèi)，大幅減少因器官運(yùn)動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)引起的脫靶現(xiàn)象。
