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【目的】应用射波刀同步呼吸追踪系统,对组织密度不均匀的呼吸运动模体QUASARTM进行追踪照射,并测量模体内肿瘤处的剂量,将测得的剂量分别与计划系统中3D剂量和4D累积剂量相比较,研究射波刀同步呼吸追踪治疗中,组织密度不均匀导致的剂量不确定性。【方法】经过临床观察和文献查阅,可知,同步呼吸追踪系统可以补偿肿瘤的呼吸运动,但是却无法补偿追踪过程中射线穿过不同厚度肋骨和肱骨导致的剂量不确定性。为了模拟出这一情况,将呼吸运动模体QUASARTM根据等效骨厚分为4组,分别为0mm,10mm,20mm,40mm;将4组不同骨厚的模体分别赋予两种运动状态(运动和静止),一共得到8组不同骨厚和运动状态的模体。将8组模体分别在射波刀上进行追踪照射,并测量模体内肿瘤处的剂量,将测得的剂量分别与计划系统中3D剂量和4D累积剂量相比较,计划均采用两种算法(射线追踪和蒙特卡洛)计算。选取一个右侧肺癌的病例,来比较不同算法的3D和4D计划中靶区和危及器官的剂量分布。【结果】模体静止时,3D剂量与实测剂量的偏差:骨厚0mm、10mm、20mm、40mm为3.48%、2.90%、3.39%、3.31%(射线追踪算法,RT);0.02%、-0.81%、1.01%、-1.04%(蒙特卡洛算法,MC)。模体运动时,4D累积剂量与实测剂量的偏差:骨厚0mm、10mm、20mm、40mm为5.53%、5.81%、6.15%、5.13%(射线追踪算法,RT);2.06%、1.66%、2.91%、1.27%(蒙特卡洛算法,MC)。在肺癌病例中,蒙特卡洛算法的4D累积剂量能更好地模拟出靶区和周边危及器官的剂量分布。【结论】1.排除掉追踪误差的影响,模体运动时,3D剂量与实测剂量的偏差主要是由追踪治疗过程中,射线通过密度不均匀的组织引起的。采用蒙特卡洛算法的4D累积剂量与实测剂量匹配的很好,所有的偏差均在3%以内。2.右侧肺癌病例表明,3D和4D累积剂量在靶区边缘和危及器官周围的剂量分布是有差别的。相比3D剂量,采用蒙特卡洛算法的4D累积剂量可以更好地模拟运动的、非均匀的靶区和危及器官的剂量分布。