Ionoacoustics in time and frequency domain: A novel method for direct in vivo measurement of the Bragg peak position in ion beam therapy
Ionoacoustics in time and frequency domain: A novel method for direct in vivo measurement of the Bragg peak position in ion beam therapy
批准号:
403225886
负责人:
Professor Dr. Günther Dollinger
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2018
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017-12-31 至 2022-12-31
中文摘要
射程验证是离子治疗中的关键问题,以使其在临床上充分发挥其相对于光子治疗的特征优势。目前在临床测试中的方法依赖于核成像技术,这需要复杂且昂贵的探测器系统。此外,基于核的方法不提供剂量最大值(布拉格峰)和发射信号之间的直接相关性。在我们的方法中,我们打算利用压力脉冲和相关的声波所引起的离子停止在组织(因此电离声学),以测量离子的范围与超声方法。这种技术承诺一个简单和直接的可能性,在体内和实时的,传统的超声回波的肿瘤区域的特征信号的个别布拉格峰提供最先进的激光束照射计划。挑战需要在临床条件下的小压力脉冲,如第一次实验测试所示。该项目的目标是实验证明弱电离声信号的检测和其利用的布拉格峰位置的准确识别在临床条件下。为此,我们将开发新的方法,电离声检测的时间,特别是频域,然后进行广泛的验证和改进质子束。这一目标将通过使用强度调制能量沉积来实现,该能量沉积最初可以在光声装置上开发。在这个项目的第二部分,我们将在适当的能量和束流条件下在质子加速器上进行实验。最后,我们将致力于开发新的图像重建技术,旨在将布拉格峰位置与超声图像相关联,从而为这种独特而有前途的技术在肿瘤治疗中的未来部署铺平道路。虽然该项目的重点是质子束,但电离声技术也可以应用于较重的离子。
英文摘要
Range verification is the crucial issue in ion therapy to enable full clinical exploitation of its characteristic advantages over photon therapy. Methods currently under clinical testing rely on nuclear imaging techniques, which require complex and costly detector systems. Moreover, nuclear-based methods do not provide direct correlation between the dose maximum (Bragg peak) and the emission signal. In our approach, we intend to make use of the pressure pulse and related acoustic wave induced by ions stopping in tissue (hence ionoacoustics) to measure the ion range with ultrasound methods. This technique promises a simple and direct possibility to correlate, in vivo and in real-time, the conventional ultrasound echo of the tumor region with the characteristic signal of individual Bragg peaks delivered with the most advanced pencil-beam irradiation schemes. The challenge entails the small pressure pulse at clinical conditions, as shown in first experimental tests. The goal of this project is to demonstrate experimentally the detection of the weak ionoacoustic signal and its utilization for accurate identification of the Bragg peak position under clinical-like conditions. For this purpose, we will develop new methods of ionoacoustic detection in time and, in particular, frequency domain, and then perform extensive validation and refinement at proton beams. The goal will be achieved by using an intensity modulated energy deposition, which can be initially developed at an optoacoustic setup. In the second part of this project we will pursue experiments at proton accelerators with appropriate energies and beam conditions. Finally, we will engage in the development of new image reconstruction techniques, aiming at correlating the Bragg peak position with an ultrasound image, thus paving the way towards future deployment of this unique and promising technique in tumor therapy. Although the project is focused on proton beams, the ionoacoustic technique could also find application for heavier ions.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
3D-Wasserstoffmikroskopie
-
批准号:70141092
-
项目类别:Research Grants
-
资助金额:$0.0万
-
财政年份:2008
-
负责人:Professor Dr. Günther Dollinger
-
依托单位:
Charakterisierung von inneren Grenzflächen im Hinblick auf ultra-flache Kontakte und vergrabene Heterostrukturen
-
批准号:5421210
-
项目类别:Research Units
-
资助金额:$0.0万
-
财政年份:2004
-
负责人:Professor Dr. Günther Dollinger
-
依托单位:
Spatio-Temporal Organisation of Genome Surveillance in Live Cells
-
批准号:5423899
-
项目类别:Research Grants
-
资助金额:$0.0万
-
财政年份:2004
-
负责人:Professor Dr. Günther Dollinger
-
依托单位:
Quantitative Analyse von Elementverteilungen in Gruppe-III-Nitridschichten und ihren Heterostrukturen mittels Elastic Recoil Detection
-
批准号:5372692
-
项目类别:Priority Programmes
-
资助金额:$0.0万
-
财政年份:1997
-
负责人:Professor Dr. Günther Dollinger
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
SERS探针诱导TAM重编程调控头颈鳞癌TIME的研究
-
批准号:82360504
-
项目类别:地区科学基金项目
-
资助金额:32万元
-
批准年份:2023
-
负责人:周学军
-
依托单位:
华蟾素调节PCSK9介导的胆固醇代谢重塑TIME增效aPD-L1治疗肝癌的作用机制研究
-
批准号:82305023
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30万元
-
批准年份:2023
-
负责人:王萌
-
依托单位:
基于MRI的机器学习模型预测直肠癌TIME中胶原蛋白水平及其对免疫T细胞调控作用的研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52万元
-
批准年份:2022
-
负责人:李文政
-
依托单位:
结直肠癌TIME多模态分子影像分析结合深度学习实现疗效评估和预后预测
-
批准号:62171167
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:57万元
-
批准年份:2021
-
负责人:姜慧杰
-
依托单位:
Time-lapse培养对人类胚胎植入前印记基因DNA甲基化的影响研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2021
-
负责人:曾惜
-
依托单位:
萱草花开放时间(Flower Opening Time)的生物钟调控机制研究
-
批准号:31971706
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:59.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:高亦珂
-
依托单位:
Time-of-Flight深度相机多径干扰问题的研究
-
批准号:61901435
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:25.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:张越一
-
依托单位:
高频数据波动率统计推断、预测与应用
-
批准号:71971118
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:孔新兵
-
依托单位:
基于线性及非线性模型的高维金融时间序列建模:理论及应用
-
批准号:71771224
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:王辉
-
依托单位:
Finite-time Lyapunov 函数和耦合系统的稳定性分析
-
批准号:11701533
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:22.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:李慧娟
-
依托单位: