多中心体模剂量学研究揭示胸部CT成像中关键器官辐射剂量变异及其优化策略

本研究针对胸部CT扫描中关键器官辐射剂量变异问题，通过五台不同厂商CT系统对体模进行多中心剂量测定。采用70枚TLD-100剂量计精准测量肺、心尖、心房及双侧乳腺吸收剂量（4.60-23.15 mGy），发现CT-2系统剂量最高而CT-1最优，证实剂量调制技术可显著降低敏感器官辐射暴露，为临床优化CT协议提供重要依据。

　　

在医学影像技术飞速发展的今天，CT扫描已成为胸部疾病诊断不可或缺的工具。然而这种高效诊断手段背后隐藏着一个关键矛盾：如何在保证图像质量的同时最大限度减少患者辐射暴露？尤其对于包含肺、心脏、乳腺等多个放射敏感器官的胸部区域，这个问题显得尤为突出。现有研究表明，不同CT设备、扫描参数和剂量调制技术会导致器官剂量存在显著差异，但缺乏系统性量化研究。这种剂量变异不仅影响患者安全评估，也阻碍了标准化低剂量协议的制定。

针对这一重要问题，伊斯廷耶大学（Istinye University）的研究团队开展了一项开创性的多中心体模剂量学研究。研究人员采用Alderson Rando?体模和70枚高灵敏度TLD-100剂量计，在五台来自四大厂商的CT系统上精确测量了胸部关键器官的辐射剂量。这项发表在《Radiation Physics and Chemistry》的研究首次系统量化了不同CT系统在常规胸部扫描中对敏感器官的剂量差异，为临床剂量优化提供了关键数据支持。

研究采用三项核心技术方法：1) 使用组织等效体模精确模拟人体胸部解剖结构；2) 通过经严格校准的热释光剂量计(TLD)阵列实现器官特异性剂量测量；3) 采用多中心研究设计评估四家主流厂商五台CT系统的剂量输出差异。所有测量均在标准成人胸部CT协议下完成，确保结果具有临床可比性。

【Anatomical placement of TLD dosimeters in the thorax region】
研究团队在体模的肺实质、心尖、心房及双侧乳腺等关键区域战略性地布设TLD剂量计。体模采用与人体组织等效的聚氨酯材料制作，确保剂量测量的解剖学准确性。这种精细的剂量计排布方案使研究者能够捕捉到不同CT系统在复杂胸部解剖结构中的剂量分布特征。

【Results】
剂量测量显示惊人的设备间变异：肺剂量跨度达4.60-22.51 mGy，心尖4.15-23.15 mGy，心房4.73-20.77 mGy，乳腺3.17-22.01 mGy。其中Philips Ingenuity（CT-2）在所有测量器官中均输出最高剂量，而Siemens Somatom Definition AS+（CT-1）展现出最优的剂量控制性能。TLD校准数据证实测量误差控制在0.74%以内，HP(0.07)和HP(10)转换系数分别为1.38和1.88，确保数据可靠性。

【Discussions】
深入分析揭示剂量差异主要源于三大技术因素：管电流调制策略、CTDI_vol设置及螺距选择。特别值得注意的是，配备先进实时剂量调制系统的设备（如CT-1）在保持诊断质量的同时显著降低敏感器官剂量。这一发现与McCollough等提出的TCM（管电流调制）优化理论高度吻合。研究同时发现，现有CTDI_vol指标不能充分反映器官特异性剂量变异，强调TLD直接测量的临床价值。

【Conclusion】
该研究通过严谨的多中心实验证实：不同CT系统在胸部扫描中产生的器官剂量存在4-5倍的显著差异。这一发现具有重要临床意义：首先，证实通过技术升级和协议优化可实现敏感器官剂量的大幅降低；其次，为制定基于器官风险的低剂量CT标准提供科学依据；最后，强调在放射防护中需要超越CTDI_vol等常规指标，采用更精确的器官剂量评估方法。研究结果将直接指导临床选择最优扫描方案，推动胸部CT向更安全、更精准的方向发展。