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不同于传统的高能电子线和光子线治疗,质子/重离子治疗利用重带电粒子与物质作用的布拉格曲线特性,将主要能量沉积在癌变组织上,从而最大限度地保护正常组织和器官。由于质子/重离子在治疗过程中的射程和剂量存在不确定性,因而对其射程和剂量的监测和验证尤为重要。治疗过程中质子/重离子与组织相互作用能够释放出正电子和瞬发γ光子。对这些粒子进行探测成像可实时反映质子/重离子的能量沉积情况。目前在线监测成像技术尚处在研究和初步临床试验阶段,其中主要的3种技术包括：in-beam PET、准直单光子成像和康普顿散射成像。本文