千伏级X射线百分比深度剂量测量：现代治疗设备与经典BJR-25数据的验证研究

本研究针对千伏级X射线治疗(包括浅层和深部X射线)中百分比深度剂量(PDD)数据获取困难、临床依赖BJR-25历史数据的现状，通过EBT3胶片在水模体中的高精度测量，系统评估了Xstrahl 300治疗机75-250 kVp不同能量及1.5-10 cm2射野的PDD曲线。结果显示测量数据与BJR-25差异仅-0.3±1.8%，85.9%数据点偏差在±3%内，验证了经典数据的现代适用性，为设备质控提供了重要参考。

　　

在皮肤癌等浅表肿瘤治疗中，千伏级X射线(包括50-300 kVp的浅层和深部X射线)因其最大剂量沉积于皮肤表面的特性成为理想选择。然而这种治疗方式面临一个关键挑战：准确获取百分比深度剂量(PDD)数据——即不同深度处相对于表面最大剂量的百分比分布。由于探测器能量依赖性、近表面测量困难等技术瓶颈，全球医疗机构长期依赖1996年发布的《British Journal of Radiology Supplement 25》(BJR-25)这一"古董级"数据集。随着现代治疗设备更新换代，这些基于老旧设备的数据是否仍然可靠？这个问题直接关系到数百万皮肤癌患者的治疗效果与安全性。

美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究团队在《British Journal of Radiology》发表了一项重要研究。他们采用创新的EBT3胶片测量技术，在Xstrahl 300这一现代治疗设备上系统测量了75 kVp(2.2 mm Al半值层)、125 kVp(3.5 mm Al)和250 kVp(1.3 mm Cu)三种能量，配合10×10 cm²开放野、4×4 cm²方形限光筒及1.5-4.7 cm圆形限光筒等六种射野条件下的PDD曲线。通过水模体中2°倾斜胶片的精巧设计，克服了传统电离室探测器在近表面测量的局限性，获得了空间分辨率高达亚毫米级的剂量分布数据。

研究团队采用标准化流程：先建立各能量下的胶片剂量校准曲线，通过特制薄膜支架实现水表面精确定位，使用EPSON 10000XL扫描仪获取48位RGB图像，经ImageJ软件分析红色通道光密度转换为剂量值。所有测量均进行三重重复验证，数据与BJR-25通过半值层插值、源皮距(FSD)校正等方法处理后的预测值进行对比。

【结果呈现】
图2所示的PDD曲线揭示三个关键发现：(1)所有能量和射野组合的测量数据与BJR-25高度吻合，整体平均偏差仅-0.3±1.8%，其中75 kVp差异最小([-3.1%,+2.5%])；(2)剂量穿透深度随能量增加而显著提升，250 kVp的R₅₀(50%剂量深度)达到4 cm，是75 kVp的3倍；(3)圆形限光筒数据吻合度优于方形野，最大偏差出现在250 kVp开放野(-4%)，推测源于BJR-25数据等效方野转换的不确定性。

图3的穿透深度分析证实两个临床实用规律：(1)对同一能量，增大射野可使R₉₀(90%剂量深度)提升15%-20%，这种效应在250 kVp比75 kVp更显著；(2)能量选择比射野调整对穿透深度的影响更大——将能量从75 kVp升至250 kVp可使R₈₀增加200%，而最大射野调整仅能带来30%提升。

图4的电子束对比突显千伏X射线的独特优势：与6-20 MeV电子束相比，所有千伏级光束均无剂量建成区，表面剂量即达100%，特别适合0.5 cm以内的极浅表肿瘤；而电子束的陡峭"剂量悬崖"特性(R₅₀后剂量迅速归零)在保护深部组织方面更具优势。

【讨论与启示】
这项研究通过18种能量-射野组合的系统测量，证实了BJR-25数据在现代设备上的持续有效性，解决了放射治疗领域长达二十余年的争议。特别值得注意的是，在<100 kVp低能区，本研究测量的0.0±2.3%偏差显著优于既往报道的±12.5%差异，这归功于胶片技术的高空间分辨率克服了电离室探测器在近表面的"体积平均效应"。对于临床实践有三个直接指导价值：(1)验证了直接采用BJR-25数据进行治疗计划设计的可靠性；(2)提供了Xstrahl 300设备的基准数据集；(3)证实通过提升能量(而非单纯增大射野)是增加治疗深度的更有效手段。

该研究也存在一定局限：仅验证了三种典型能量，而临床实际使用的千伏级能量范围更广；EBT3胶片虽具有防水特性，但其质量能量吸收系数随深度变化可能引入微小误差。随着皮肤癌治疗重新成为 dermatologists（皮肤科医生）的重要选择，这项研究为新兴诊所的设备质控提供了关键参考。正如作者强调的，在缺乏专业物理师的小型诊所，BJR-25数据配合本研究提供的验证曲线，可构成完整的质量控制体系基础。

从更广阔的视角看，这项工作代表了医学物理学的精妙平衡——既需要尊重历史数据的宝贵经验，又必须通过现代技术验证其适用边界。当越来越多的 dermatologists（皮肤科医生）办公室开始配置千伏级治疗机，这类基础剂量学研究实际上守护着每个皮肤癌患者治疗的安全底线。正如论文结尾所述："我们的数据可以像BJR-25那样，成为未来二十年新设备验证的黄金标准。"