基于移动磷光探针系统的伽玛刀放射外科三维患者特异性质量保证可行性研究

本研究针对伽玛刀(GK)放射外科治疗中三维剂量验证的临床需求，开发了一种创新型移动磷光探针(MPP)系统。研究人员通过将磷光屏与CCD相机集成于圆柱形模体中，实现了治疗前三维剂量分布的快速重建。结果显示，该系统在20-80%等剂量线(IDL)范围内达到95%以上的γ通过率(2%/2 mm标准)，为GK治疗提供了比传统胶片剂量测定更高效的QA解决方案。

　　

在神经肿瘤治疗领域，伽玛刀(Gamma Knife, GK)放射外科作为精准医疗的代表性技术，其192个钴-60射束形成的亚毫米级剂量分布对质量保证(QA)提出了极高要求。然而传统胶片剂量法存在耗时耗材、仅能提供二维数据等局限，特别是对于采用多靶点、混合准直器的复杂治疗方案，现有QA手段难以全面评估三维剂量分布。这种技术瓶颈使得临床上面临着治疗精度验证不足的潜在风险，亟需开发新型三维剂量验证系统。

韩国江原大学医院放射肿瘤科与首尔峨山医学中心的研究团队在《Scientific Reports》发表创新成果，提出基于移动磷光探针(MPP)的三维QA解决方案。该系统通过圆柱形PMMA模体整合Gd₂O₂S:Tb磷光屏和1200万像素CCD相机，以0.3 mm层厚采集±30 mm范围内的二维剂量图像，经查表法转换为三维剂量分布。关键技术包括：建立CCD光学密度与EBT3胶片剂量的校准曲线；开发多靶点剂量叠加算法；采用γ分析(2%/2 mm和1%/1 mm标准)进行三维验证。

剂量校准
通过16 mm准直器测试表明，CCD与胶片的半高宽(FWHM)差异仅0.2 mm(21.6 vs 21.4 mm)，剂量响应曲线R²达0.9988。校准后的MPP系统在10 Gy范围内显示出与胶片剂量计的高度一致性。

临床测试
针对5个靶点(含4-16 mm混合准直器)的治疗计划，MPP重建的三维分布显示：在关键50% IDL层面，所有平面的γ通过率(GPR)均值达98.8%(2%/2 mm)和96.3%(1%/1 mm)。

值得注意的是，系统在20-80% IDL区间的性能最优，而在10%和90% IDL因剂量梯度较缓出现差异，这与GK特有的剂量学特性相符。

系统优势
相比凝胶剂量法等现有技术，MPP系统将QA时间从数小时缩短至实际治疗时长，且无需耗材。设备结构设计采用

圆柱形模体有效降低了传统半球形模体带来的射束衰减变异。

该研究首次实现了GK治疗中基于CCD的三维剂量全流程验证，为临床提供了一种可替代胶片的标准化QA工具。未来研究将扩展至多发脑转移瘤等复杂病例的验证，并探索系统在质子、碳离子等其他放射治疗领域的应用潜力。这种创新方法不仅提升了GK治疗的安全性和可靠性，也为放射外科QA体系建立了新的技术标准。