基准剂量估计R软件包bmd的改进与应用

目的本研究旨在构建一个更加便捷的R扩展包简化基准剂量估计(benchmark dose,BMD)的计算和操作过程。方法使用R 4.1.3对原有R软件包bmd进行修改和整合,构建一个R扩展包。采用研究中封装完成的R扩展包将微囊藻毒素LR(microcystin-LR,MCLR)的数据与18种剂量-反应模型拟合,根据Akaike信息标准(Akaike information criterion,AIC)最小原则,得到最佳拟合模型下MCLR的BMD和基准剂量下限(benchmark dose lower confidence limit,BMDL)。结果封装后的R扩展包将原有bmd包的运算过程进行简化。MCLR的基准剂量估计中2个参数的Weibull type 2模型AIC值最小,在该模型下,MCLR的BMD和BMDL分别为1.39 mg/kg和0.49 mg/kg。结论封装后的R扩展包简化了BMD的计算和操作过程,可以同时得到18种剂量-反应模型的AIC、BMD和BMDL,直观选择AIC最小的模型相对应的BMD及BMDL。

儿童CT检查中不同体型特异性辐射剂量估计的初步对比分析

目的:比较基于有效直径(ED)和水等效直径(WED)的体型特异性剂量估计(SSDE)算法在评估儿童CT检查的辐射剂量中的差异。方法:回顾性分析在本院使用Siemens Somatom Definition AS+64排128层CT机进行CT检查的43例儿童患者的病例资料,其中行头部检查者13例、胸部15例、腹盆部15例。记录每例患儿CT检查中的CT容积指数(CTDIvol),计算有效直径(ED)和水等效直径(WED),并计算两者对应的辐射剂量(SSDEED、SSDEWED)。采用Bland-Altman分析来比较两组算法间的差异。结果:在儿童胸部腹盆部和头部CT检查中,基于ED计算的辐射剂量(SSDEED)较WED计算的辐射剂量(SSDEWED)分别低8.75%、低0.77%和高4.35%;各部位ED与WED的平均百分差异依次为10.49%、0.72%和-7.25%,95%一致性界限(LOA)分别为0.29%~20.70%、-21.87%~23.30%和-10.65%^-3.86%;各部位SSDEED与SSDEWED的平均百分差异依次为-8.75%、4.35%和-0.77%,LOA分别为和-15.69%^-1.8%、2.44%~6.26%和-17.3%~15.75%。结论:与基于有效直径的SSDE估计相比,基于水等效直径的SSDE能够更好地反映儿童体型和组织衰减特性,因而可以更加准确地估算儿童患者的CT辐射剂量。

体型特异性剂量估计的最新概念及临床应用

CT检查时设置扫描参数的原则是在得到临床诊断可接受的图像质量的前提下,尽可能降低辐射剂量。而患者所接受的辐射剂量,不仅与CT设备的输出剂量有关,也与患者本身体型相关。现有的CT设备提供的辐射剂量信息,如容积CT剂量指数(CTDI_(vol)),是基于固定大小聚甲基丙烯酸甲酯模型测量所得,并未考虑到患者的不同体型信息。美国医学物理师学会(AAPM)在204和220报告中提出了一种新的患者辐射剂量估算方法——体型特异性剂量估计(SSDE),综合考虑了CT辐射输出量和患者体型信息,能准确评估患者辐射剂量。本文对SSDE的最新概念和临床应用进展进行综述。

体型特异性剂量估计的概念和方法

为了降低辐射剂量并且得到临床可接受的图像,需要对CT检查的辐射剂量进行准确评估,但检查中患者受到的辐射剂量与患者体型的大小和CT扫描设备的辐射输出都是相关的,本文将对更为合理的估算患者CT检查时所受辐射剂量的体型特异性剂量估计(SSDE)方法及其局限性作一综述。

放射生物剂量估计指标研究进展

重点介绍了染色体畸变、淋巴细胞微核、早熟凝集染色体和荧光原位杂交以及HPRT基因突变、GPA基因突变、TCR基因突变、HLA-A基因突变、小卫星DNA位点突变和线粒体DNA缺失等方法作为生物剂量估计指标的发展及其在放射生物剂量估计中的应用。

GPA基因突变技术及其在放射生物剂量估计中的应用

国内外对急性射线照射事故和职业慢性照射者剂量估计中．常因未佩戴个人剂量计。或虽佩戴但常常超出了剂量计的量程，不能快速准确地给出可靠的剂量数据，此时，利用细胞学方法进行剂量估计就成为可靠的结果。虽然染色体畸变和微核已作为辐射作用后可靠的生物剂量计被应用着。但由于一些非稳定性畸变随细胞的分裂增殖而丢失。常使检测结果随时间推移而改变，而且染色体只能反映本身可见的损伤，从而影响对辐射效应的评价。GPA（Glycophorin A）基因位点突变发生在造血干细胞，可以在体内传代而长期存在，属中性突变，能反映个体累积损伤，剂量反映曲线好，可作为终生生物剂量估计。而且GPA分析方法具有所需血样少，不需培养，速度快，稳定性好，重复性高等优点，因此，GPA基因突变技术作为放射生物剂量估计一直被广泛应用着。现就GPA基因突变研究方法及其在放射生物剂量估计中的应用做一综述。

染色体畸变分析用于非均匀与局部照射剂量估计的研究进展

针对ＩＡＥＡＴＲＳ－２６０报告推荐的不纯泊松分布方法与Ｑｄｒ方法的适用性，用染色体畸变分析方法进行了离体模拟实验研究，但在活体情况下的适用性尚需进一步验证。

CT扫描床对受检患儿体型特异性辐射剂量估计方法影响的初步研究

目的探讨CT扫描床对儿童患者体型特异性辐射剂量估计(size-specific dose estimate, SSDE)的影响。方法回顾性收集在华中科技大学同济医学院附属湖北省肿瘤医院德国西门子公司SOMATOM Definition AS+ 64排128层CT机上行CT平扫的44例患儿,其中头部15例,胸部13例,腹盆腔16例;记录每位患儿的容积CT剂量指数(CTDIvol),并通过带及不带床板的方式对不同部位的图像进行勾画,计算带与不带床板的水等效直径(water equivalent diameter, WED)WED-T及WED-NT,最后计算出带与不带床板的SSDEWED-T及SSDEWED-NT,并用Bland-Altman软件以WED-NT及SSDEWED-NT作为参考来比较两种不同的方法所得到的WED和SSDEWED的差异。结果包含部分床板会导致WED值会被高估,在头部、胸部及腹盆部分别为0.10%、2.82%及2.54%;而SSDEWED值会被低估,分别是头部0.06%、胸部2.70%及腹盆腔1.59%。结论CT检查床板对患儿的SSDEWED存在一定的影响,在实际应用过程中应给予一定的关注。

不同年龄段儿童与成人肺部CT扫描体型特异性剂量估计

目的使用常规辐射剂量评估参数与体型特异性剂量估计方法比较不同年龄段儿童和成人肺部CT扫描时所受辐射剂量的差异。方法回顾性连续抽样华中科技大学同济医学院附属协和医院2017年1月至2018年7月肺部CT扫描患者,共406例,按照年龄分为6组(0~2岁、3~6岁、7~10岁、11~14岁、15~18岁、18岁以上)。基于MATLAB平台开发的dicom数据处理软件,抽取每例患者的容积CT剂量指数(CTDIvol)值、剂量长度乘积(DLP)值,同时根据美国医学物理师学会(AAPM)220报告提出的体型特异性剂量估计(SSDE)方法,计算每例患者的水当量直径Dw及SSDE值。分析分别使用两种方法时,不同年龄段儿童和成人肺部CT扫描时所受辐射剂量的差异。结果各年龄组CTDIvol值均显著低于SSDE值,差异有统计学意义(t=-36.36、-32.83、-30.36、-28.74、-23.89,P<0.05),不同年龄组SSDE值较CTDIvol值分别增加137%、94%、79%、57%、42%。成人组的CTDIvol值同样低于SSDE值,差异有统计学意义(t=-21.92,P<0.05),SSDE值较CTDIvol值增加41%。随着年龄的升高,各年龄组儿童患者CTDIvol值、DLP值、Dw值、SSDE值逐渐升高,并均明显小于成人组,差异有统计学意义(F=63.39、203.28、89.27、103.44,P<0.05)。各年龄组的转换系数f随着年龄的增加显著降低,均明显高于成人组,差异有统计学意义(F=109.83,P<0.05)。结论在肺部扫描中,相比于成人,CTDIvol会严重地低估儿童所受的辐射剂量,年龄越小的患者,被低估得越严重,而SSDE方法考虑到受检者体型差异,能够更准确地反映不同患者所受的辐射剂量。

胞浆分裂阻滞微核法对山东“10·21”辐射事故病人受照射剂量的估算

目的对山东“10·21”辐射事故中2例严重受照射者进行淋巴细胞微核(MN)检测,并估算受照射剂量。方法用胞浆分裂阻滞微核(CBMN)法对2例患者(A和B)的外周血和骨髓样本分别进行MN检测。结果2例患者的外周血培养均未见双核淋巴细胞。患者A的骨髓培养所获双核细胞极少,依据双核淋巴细胞多少粗估剂量>20Gy。患者B的骨髓MN率为2.42个/细胞,剂量估计为8.7(8.0～9.4)Gy,与用染色体畸变分析、物理方法及ESR法所估算剂量接近,与临床表现基本一致。结论MN法简便快速,结果准确,是除染色体畸变分析之外又一种可靠的生物剂量计。

离体人外周血血X射线照射后剂量效应曲线的建立

目的建立准确估算受辐射照射者辐射剂量的方法。方法采用X射线照射离体人外周血,一步法培养外周血淋巴细胞56h后收获制片,检测染色体"双着丝粒(dic)+环(r)"畸变率,拟合剂量效应曲线。结果畸变率随照射剂量增加而增加,存在明显的剂量效应,剂量效应曲线回归方程为y=0.0208x2+0.1028x-0.0248,r2=0.9953(P<0.05)。结论通过建立X射线照射离体人外周血后的剂量效应曲线,能准确估算受照辐射剂量。

贝叶斯基准剂量统计软件

目的本文通过对贝叶斯基准剂量估计软件(bayesian benchmark dose,BBMD)进行剖析,为进一步理解和掌握该软件奠定一定的理论基础。方法从特性、功能以及运行3个方面对BBMD软件进行了介绍,以连续性剂量-反应模型为例结合中国辐射防护研究院的数据实现了基准剂量估计的分析。结果BBMD以图形和表格的形式输出模型参数估计、后验概率p值、模型权重、剂量-反应曲线、模型参数相关系数矩阵、基准剂量反应、模型的BMD估计值等结果,与BMDS或PROAST相比,BBMD具有基于最新研究的BMD分析附加功能、计算效率更高、剂量反应建模更加可靠的优点。结论BBMD可以提供概率估计,极大地满足了当前概率风险评估的需求。

100kVp条件下碘克沙醇(270mgI/mL)应用于肺动脉CTA检查的可行性研究

目的:探讨100kVp条件下使用碘克沙醇(270mg I/mL)行肺动脉CTA检查的可行性。方法:54例连续患者行肺动脉CTA检查,分为两组:100kVp组共27例,使用对比剂碘克沙醇(270mg I/mL);120kVp组27例,使用对比剂为碘帕醇(370mg I/mL)。两组使用对比剂的总量均为35mL。记录2组的CT剂量指数(CTDI)、剂量长度乘积(DLP),并计算有效剂量(ED)和体型特异性剂量估计(SSDE)值。对图像质量进行主观评分,并测量每例患者肺动脉各段的CT值,对主观评分和测量结果进行统计学分析。结果:两组患者的性别、年龄和身体质量指数(BMI)的差异均无统计学意义(P=0.785、0.416和0.311)。100kVp组使用对比剂的总碘量为9.45g,120kVp组为12.95g。100kVp组CTDIvol、DLP、ED和SSDE值均低于120kVp组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组图像质量均符合诊断要求,主观评分的差异无统计学意义(P>0.05)。两组肺动脉各段CT值的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:使用100kVp管电压、碘克沙醇(270mg I/mL)行肺动脉CTA检查,图像质量能够满足临床诊断需求,同时降低了患者的辐射剂量及对比剂量。

80kVp条件下碘克沙醇(270mgI/mL)应用于冠状动脉CTA检查的可行性研究

目的：探讨在80kVp条件下应用碘克沙醇（270mgI／mL）行冠状动脉CTA检查的可行性，并评估自适应统计迭代重建（ASiR）的应用价值。方法：招募47例受试者行冠状动脉cTA检查。采用前瞻性心电触发扫描模式行冠状动脉CTA扫描，管电压80kVp，管电流600mA。对比剂为碘克沙醇（270mgI／mL），总量60mL。对原始图像的重建采用滤波反投影（FBP）、30％～40％、60％、80％及100％ASiR算法。记录所有患者接受的辐射剂量。由2名心血管系统影像诊断医师分别对冠脉4段主要分支、5组重建图像的诊断信息（冠脉边缘锐利度、斑块与冠脉管腔对比度、图像主观噪声、诊断信心）按5分法进行主观评定，并行统计学分析。将冠脉分为16个节段，测量其CT值及图像背景噪声，并计算图像对比噪声比（CNR）及信噪比（sNR），并进行统计学分析。结果：共37例受试者入组。分析4个血管节段，冠脉图像质量均可达到临床诊断要求，60％及80％ASiR组的诊断信心高于其它各组，且60％ASiR组冠脉边缘锐利度优于80％ASiR组，并在其它细节评估方面不低于其它各组。共分析16个血管节段，冠脉各节段CT值均〉250HU。随AsIR比例的增加，噪声值逐渐下降，CNR、SNR逐渐增高，且各组间差异均有统计学意义。结论：在80kVp条件下应用碘克沙醇270mgI／mL行冠状动脉CTA检查，获得的图像可满足临床需求，推荐使用60％ASiR重建。

100kVp条件下碘克沙醇(270mgI/mL)应用于分次团注双期CTU的可行性研究

目的：探讨100kVp条件下、碘克沙醇（270mgI／mI。）应用于分次团注CT尿路成像（CTU）的可行性。方法：因血尿待查行CTU检查的连续10例患者行双期团注CTU扫描：管电压采用100kVp，平扫后分2次团注对比剂碘克沙醇（270mgI／mL），第一期剂量为0．6mL／kg，延时10～15min后行第二期团注，剂量为0．9mL／kg，对比剂第2次开始注射后延时100S行肾实质一肾孟期CTU扫描。使用滤波反投影（FBP）及30％、50％、80％和100％（间隔10％）自适应统计迭代重建（ASiR）算法共获得5组CTU图像。记录并计算CTU的体型特异性剂量评估（SSDE）值及有效剂量（ED）。由两位阅片者对2种重建方法共5组图像进行盲法独立阅片，对图像质量进行主观评分。测量各组图像的噪声、尿路各段CT值及对比噪声比（CNR）。结果：本研究中平均对比剂碘摄入量为26．39gi／例。SSDE为（15．38±3．34）mGy，ED为（6．45±1．95）mSv。与FBP图像相比，30％～100％ASiR图像噪声逐渐降低，且差异具有高度统计学意义（P〈0．001），但各组间多数尿路分段CNR的差异无统计学意义（P=0．005～1.000），80％ASiR相对于其它重建方法具有更高的图像质量主观评分。结论：100kVp条件下、碘克沙醇（270mgI／mL）应用于双期团注CTU，可获得符合临床诊断需要的图像，此种条件下推荐使用80％ASiR重建图像。

100kVp条件下碘克沙醇(270mgI/mL)应用于冠状动脉CTA检查的可行性研究

目的：探讨100kVp条件下碘克沙醇（270mgI／mL）应用于冠状动脉CTA（CCTA）检查的可行性，比较不同比例自适应统计迭代重建（AsiR）的图像质量。方法：前瞻性收集临床疑诊冠状动脉病变、身体质量指数（BMI）20～25kg／m。的患者资料。所有患者行64排cCTA检查，采用前瞻性心电触发扫描模式，管电压100kVp，管电流600mA。使用对比剂碘克沙醇（270mgI／mL），共60mL。采用滤波反投影（FBP）算法及30％～40％、60％、80％、100％ASiR算法对原始数据进行重建，每位患者得到5组重建图像。由1名有经验的影像科医师分别对5组冠状动脉图像进行主观评分，并行统计学分析。测量冠状动脉各节段CT值和图像噪声，计算5组图像的信噪声比（SNR）和对比噪声比（cNR），并行统计学分析。结果：共45例受试者入组。冠状动脉各节段图像符合诊断要求的比例为95．6％（172／180）。60％和80％ASiR图像质量评分均高于100％ASiR，差异具有统计学意义（P〈0．05），其余FBP及ASiR图像质量评分之间差异均无统计学意义（P〉0．05）。所有冠脉节段平均cT值均〉300HU。ASiR重建的图像噪声低于FBP重建，且AsiR重建比例越高，噪声越低。ASiR重建图像中血管的SNR和CNR均显著高于FBP重建者（P〈0．001），且ASiR重建比例越高，SNR和CNR越高。结论：100kVp条件下碘克沙醇（270mgI／mL）应用于CCTA检查可以满足临床诊断需要，迭代重建能够提高图像质量，本组条件下推荐使用30％～40％ASiR进行重建。

前瞻性心电触发扫描模式应用于心律不齐患者冠状动脉CTA检查的可行性研究

目的：探讨心律不齐患者采用前瞻性心电触发扫描模式行冠状动脉CTA检查的可行性。方法：回顾性搜集本院行冠状动脉CTA检查的13例心律不齐患者的病例资料。所有患者均行双源CT扫描结合前瞻性心电触发扫描模式，每个R波后250～350ms采集，管电压120kVp，自动毫安。对比剂采用碘克沙醇（270mgI／mL），注射30mL。记录所有患者的辐射剂量。将冠状动脉分为15个节段，由2名影像科医师进行图像质量评价，并测量cT值。对结果进行统计学分析。结果：13例患者均一次完成检查，平均有效辐射剂量为（2．61±1．29）mGy。主观评估了冠状动脉CTA的172个节段，有163个节段达到诊断要求，94．77％满足临床诊断要求。80．12％的节段管腔内CT值〉250HU。结论：心律不齐患者应用前瞻性心电触发扫描模式时，行冠状动脉cTA检查可以得到较好的图像质量，基本满足临床诊断要求。

100kVp条件下碘克沙醇(270mgI/mL)应用于头颈部CTA检查的可行性研究

目的:探讨100kVp条件下应用碘克沙醇(270mg I/mL)行头颈部CTA检查的可行性。方法:连续40例行头颈部CTA检查的患者,根据检查方案分为A、B两组进行评价。A组:使用碘帕醇(370mg I/mL),管电压120kVp,噪声指数(NI)13,共20例;B组:使用碘克沙醇(270mg I/mL),管电压100kVp,NI 11,共20例。读取CT剂量报告中的容积剂量指数(CTDIvol),计算体型特异性剂量估计(SSDE)值。图像质量主观评价:采用双盲法由两位具有3年以上CT诊断经验的医师采用5分法进行评价。图像质量客观评价:测量并分析两组中主动脉、颈总动脉、颈内动脉及大脑中动脉的CT值和标准差(SD)。结果:A、B组中患者年龄[分别为(64.55±8.76)岁和(63.65±14.06)岁]和BMI[(23.92±2.23)和(23.56±2.20)kg/m2]的差异无统计学意义(P>0.05)。A、B两组间CTDIvol[分别为(33.39±2.53)和(26.76±1.03)mGy]和SSDE[分别为(66.27±4.01)和(53.58±2.06)mGy]的差异有统计学意义(P<0.05)。A、B组间主观评分(分别为4.20±0.62和4.10±0.55)的差异无统计学意义(P>0.05)。客观评价:两组间主动脉、颈总动脉、颈内动脉和大脑中动脉的CT值及SD值的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:100kVp条件下、应用碘克沙醇(270mg I/mL)行头颈部CTA检查,在图像质量保持不变的情况下,可降低辐射剂量并减少对比剂使用量。