同步辐射乳腺相位对比 CT 的患者特异性蒙特卡罗剂量学的开发与验证
医学物理
2026-05-07 v1
摘要
本研究开发并验证了用于 ANSTO 澳大利亚同步加速器成像与医学束线 (IMBL) 上基于传播的相位对比乳腺 CT (BCT) 的患者特异性蒙特卡罗 (MC) 剂量学框架，以准确估计平均腺体剂量 (MGD)。BCT 提供无需压迫乳腺的 3D 成像，提高了癌症检测的舒适度和内部结构的可视化。基于传播的相位对比在相同或更低剂量下提高了软组织对比度。准确的剂量学对于安全性和优化仍然至关重要。大多数基于 MC 的 MGD 研究使用忽略解剖变异的非患者特异性体模，而现有的患者特异性方法缺乏统一框架。在此，我们实施了使用 EGSnrc 的基于体素的 MC 框架，以计算从同步 BCT 图像导出的真实拟人乳腺体模中的 MGD。IMBL 束流特性被用作源输入。还生成了均匀体模以计算空气比释动能到 MGD 的转换系数 (DgN)，以便与非均匀模型进行比较。模拟涵盖了乳腺高度、皮肤厚度和光子能量（28 至 38 keV）。结果表明 MGD 强烈依赖于解剖结构和能量。较高的腺体密度降低了 MGD，而较大的乳腺体积增加了剂量。皮肤厚度增加 2 mm 会使 MGD 降低 10%。非均匀与均匀体模之间的差异显示了 DgN 的变化，突出了对解剖真实性的需求。该框架为同步相位对比 BCT 中的患者特异性剂量学提供了稳健的基础，能够精确估计 MGD 并支持安全、优化的临床成像。这支持了改进的协议设计，并有助于在同步 BCT 应用中针对不同乳腺解剖结构和成像条件实现标准化的患者特异性剂量学，以促进临床转化。
引用
@article{arxiv.2605.04520,
title = {Development and Validation of Patient-Specific Monte Carlo Dosimetry for Synchrotron Breast Phase-Contrast CT},
author = {Amir Entezam and Ashkan Pakzad and Christopher J. Hall and Anton Maksimenko and Matthew John Cameron and Adam Round and Mojtaba Hoseini-Ghahfarokhi and Seyedamir T. Taba and Yakov I. Nesterets and Daniel Hausermann and Magdalena Bazalova-Carter and Patrick C. Brennan and Timur E. Gureyev and Harry M. Quiney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.04520},
year = {2026}
}