面向脊髓中毒研究的图像引导型高精度超高剂量率研究平台

目的：虽然 FLASH 辐射治疗被确认可提供短期组织储存，但其在晚期反应器官中的持久性尚不确定，这限制了其临床应用。鉴于其临床重要性和剂量-反应特性，脊髓是评估 FLASH 效应对晚期中毒的理想模型。本工作引入一种用于高精度 UHDR 和 CONV 照射的图像引导型研究平台，以支持鼠脊髓模型下的 FLASH 晚期中毒研究。方法：采用改装 LINAC 对 C1-T2 区域的大鼠脊髓进行 18 MeV UHDR 和 CONV 束照。集成定制的大鼠固定装置、便携式 X 射线成像系统和离子探针式 UHDR 输出监测系统，以确保 C1-T2 区域的准确定位和精准剂量输送。开发蒙特卡洛（MC）剂量引擎，提供精准剂量测量并支持对体内结果的解释。进行脊髓内的荧光探针测量，以验证 MC 结果及平台的精度。结果：我们实现了亚毫米级的 C1-T2 定位精度，维持亚毫米级的过程内运动。离子探针读数与 UHDR 输出呈线性相关。MC 显示均匀地在约 13 mm 的脊髓中心部照射。CONV 束照的分布与 UHDR 束照接近，差异 <3%，从而将剂量率作为唯一变量隔离。荧光探针测量的剂量与 MC 吻合于 4% 以内，验证了 MC 的准确性以及平台的高精度输送。意义：我们建立了首个综合性、图像引导型的 UHDR 和 CONV 照射平台，用于研究大鼠脊髓的 FLASH 减轻型中毒。该工作为系统评估晚期反应器官的 FLASH 效应及其临床适用性奠定了坚实基础。