基于丙氨酸/ESR剂量学的Flash质子治疗常规校准验证研究

《Radiation Physics and Chemistry》：Validation of Conventional Proton Calibration for Flash Proton Therapy with Alanine/ESR Dosimetry

本研究验证了丙氨酸/ESR剂量学作为电离室替代方案在超高剂量率（Flash）质子治疗质量保证（QA）中的可行性。通过建立常规质子条件（R2=0.9998）校准曲线并引入蒙特卡罗几何校正因子（1.03），实现Flash条件下与电离室参考剂量偏差≤±1.68%，证实该技术可作为跨剂量率平台的精准QA工具。

　　

亮点

丙氨酸/ESR剂量学系统在超高剂量率（Flash）质子束中展现出卓越的稳定性，其剂量响应与常规质子条件高度一致，为临床质量保证（QA）提供了可靠的新方案。

方法精要

丙氨酸/ESR剂量学系统

丙氨酸剂量计由L-α-丙氨酸（90.9%）和石蜡（9.1%）构成，每颗颗粒直径4.8毫米、厚度3毫米。辐照后产生的自由基通过电子自旋共振（ESR）光谱定量检测，其信号强度与吸收剂量呈正比，覆盖范围从数戈瑞（Gy）至数百千戈瑞（kGy）。

常规质子条件下的ESR剂量响应曲线

在10-100戈瑞（Gy）常规质子束中建立的剂量响应曲线呈现优异线性（R² = 0.9998），与电离室参考剂量偏差小于1.25%。每组丙氨酸颗粒重复测量10次，不确定度低于1%，证实方法具备高重复性。

讨论

本研究聚焦丙氨酸/ESR剂量学替代电离室用于Flash质子治疗QA的潜力。电离室虽为临床金标准，但在Flash条件下因离子复合与电荷收集效率下降而精度受限。丙氨酸剂量计凭借其低剂量率依赖性和高剂量稳定性，有望突破此瓶颈。需注意的是，几何因素导致的剂量差异需通过蒙特卡罗模拟进行校正。

结论

丙氨酸/ESR剂量学通过常规质子条件校准曲线即可实现Flash质子治疗的精准剂量验证，与电离室参考值差异控制在±2%以内。该技术有望简化QA流程，推动Flash质子治疗的临床标准化应用。