多种方法用于临床前体内微扫描仪的剂量学特性分析：实验剂量估算与数值剂量估算的互补性

《International Journal of Radiation Biology》：Multiple approaches for dosimetric characterization of a preclinical in vivo micro scanner: complementarity of experimental and numerical dose estimation

微CT成像在啮齿类动物实验中软组织与骨组织吸收剂量评估，采用辐射变色胶片、电离室及alanine丸实验方法，结合蒙特卡洛模拟验证，发现骨组织剂量约为软组织的7倍，实验与模拟结果吻合度达97.5%。

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摘要

目的

非侵入性成像系统（如微型CT）在临床前研究中的应用日益增多，尤其是在进行纵向研究时。尽管这种成像系统具有诸多优势，但它依赖于低能量X射线的使用，因此在成像过程中组织吸收的辐射剂量必须予以考虑。本研究旨在利用实验和数值方法估算小鼠接受微型CT成像时软组织和骨骼所吸收的辐射剂量。

材料与方法

实验测量通过微型CT（90 kVp）对安乐死的小鼠或小鼠模型进行辐射剂量评估。剂量测量使用了放射性示踪胶片、电离室以及丙氨酸颗粒。骨骼组织的吸收剂量通过从小鼠身上采集的样本进行电子顺磁共振（EPR）光谱分析来确定。同时，利用GEANT4软件进行了蒙特卡洛模拟，以将模拟结果与实验数据进行分析并获取三维剂量分布。

结果

软组织剂量的实验测量结果处于可接受范围内，表明不同剂量测量方法之间的一致性良好（小鼠腹部中心的平均剂量率为0.208 Gy/min ± 7.4%），与制造商的估计值（0.228 Gy/min）相符。实验方法和数值方法在骨骼吸收剂量方面的结果也高度一致，表明骨骼中的辐射剂量大约是组织的7倍（实验值与模拟值之间的相对差异为2.50%）。

结论

实验方法和数值方法的互补性有助于准确估算软组织和骨骼中的辐射剂量沉积情况。微型CT成像可能会导致动物组织受到显著的辐射损伤，因此不应忽视其潜在风险。

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