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在放疗中，为解决脑等效密度插件（BDP）与实际脑组织 CT 值差异影响剂量计算精度的问题，研究人员开展相关研究。结果显示虽二者 CT 值和元素组成有差异，但对剂量计算影响在临床可接受范围内。该研究为放疗剂量计算提供参考。
在放射治疗领域，精准的剂量计算是确保治疗效果、减少副作用的关键环节。其中，CT 值 - 相对电子密度（RED）和质量密度（MD）转换表（CT - RED/MD）在基于 CT 的不均匀性校正中起着重要作用，它能够帮助医生在治疗计划过程中合理考虑组织成分和密度的变化。然而，市场上的脑等效密度插件（BDP）虽常被用于校准 CT - RED/MD 表，但研究发现其 CT 值与实际脑组织存在差异，这一差异可能会影响放疗剂量计算的准确性，进而影响治疗效果。为了解决这一问题，来自日本静冈癌症中心、广岛大学等机构的研究人员 Shogo Tsunemine、Shuichi Ozawa 等人开展了相关研究 ，研究成果发表在《Radiological Physics and Technology》上。
研究人员采用了多种技术方法。在成分分析方面，利用 2400 II CHNS/O 元素分析仪和 X 射线荧光光谱法分析 BDP 等材料的物理密度和元素组成。对于 CT 值测量，分别对 BDP 和实际脑组织进行 CT 扫描，其中 BDP 扫描使用 Gammex RMI 467 校准模体和 Aquilion Prime Beyond CT 扫描仪，实际脑组织则分析十位患者的临床 CT 数据。此外，运用化学计量 CT 值校准（SCC）模型计算理论 CT 值，并通过修改 CT - RED/MD 表，采用 AAA 和 Acuros XB 算法进行剂量计算，评估剂量 - 体积直方图（DVH）参数 D2% 、 D50% 和 D98% 。
研究结果如下：
- 成分分析：BDP 与实际脑组织（ICRP 110 数据）在元素组成上差异显著，如碳含量在 BDP 中为 73.26%，而在脑组织中仅为 14.3%；氧含量在 BDP 中是 12.52%，脑组织中高达 71.3%。由此导致有效原子序数（EANs）也不同，BDP 为 6.6，脑组织为 7.4。
- CT 值比较：BDP 平均 CT 值为 23.3 HU，实际脑组织为 37.3 HU。BDP 的 CT 值分布范围更广，标准差约 15 HU；实际脑组织 CT 值分布更集中，标准差为 5.9 HU。同时，理论计算的 CT 值与实际测量值也存在较大差异。
- 剂量计算影响：修改 CT - RED/MD 表后，剂量差异大多在 ±0.2% 以内，最大差异为 D98% 处的 0.6% 。无论是全脑照射（WBI）还是脑立体定向放射治疗（SRS/SRT），该差异都在临床可接受范围内。
在讨论部分，研究人员指出，BDP 与实际脑组织在成分和 CT 值上的差异，主要是由于 BDP 的制造工艺、内部不均匀性以及水含量等因素导致的。尽管存在这些差异，但对剂量计算的影响却较小，这可能与放疗治疗计划系统（RTPS）中使用的算法以及物理材料表有关。不过，本研究也存在局限性，仅针对特定的 RTPS（Eclipse）和剂量计算算法（AAA 和 Acuros XB）进行了研究，未来还需更多研究来验证结果的普遍性。
总体而言，该研究表明，尽管 BDP 与实际脑组织在成分和 CT 值上存在明显差异，但目前的 CT - RED/MD 表和 BDP 仍能为 RTPS 提供临床可接受的剂量计算精度。然而，低剂量指标（如 D98% ）的微小差异以及跨不同 RTPS 验证的必要性，凸显了进一步优化 CT - RED/MD 表的重要性，这有助于更准确地反映实际临床情况，提高放疗剂量计算的精度，为患者提供更精准的治疗方案，对放射治疗领域的发展具有重要意义。
