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专用乳腺CT(Dedicated Breast Computed Tomography,DBCT)是一种全新的乳腺癌诊断方法。该方法利用最新的平板探测器技术结合锥束CT对乳腺进行扫描,可分辨微米量级的钙化点和毫米量级的肿块,是国际上正在开拓的研究领域,正处于科学研究实验阶段并无商用产品,相应的医学辐射剂量指导标准也未给定。因此,针对DBCT扫描过程中对人体乳腺产生的辐射剂量水平的评价方法开展的相关研究一直是研究的重点和热点。本论文基于国内第一台专用乳腺CT设备,开展了一种基于锥束乳腺CT设备的乳腺剂量方法学研究。
本文结合医学诊断剂量研究工作中常用的蒙特卡罗模拟方法和实验测量方法,建立了一套比较完整的适用于DBCT系统的剂量水平检定方法。利用GATE软件模拟了确定光子通量下,各种形状、尺寸及成分的乳腺模体在5-80keV之间每1keV的单能X射线照射下产生的剂量,并针对乳腺的受照风险计算了其平均腺体剂量值。模拟了电子束打靶产生的X射线能量谱,并由该谱计算了多能下的平均腺体剂量。为了检验模拟结果的正确性,使用热释光剂量计测量了有机玻璃材质的乳腺模体内的剂量分布,比较了相同条件下的实验测量结果和模拟结果,确定了剂量模拟中的能量分布和能量吸收的正确性。为了确定模拟中的电子数与X射线管输入电流之间的关系,使用电离室对模体中的空气比释动能值进行了测量,确定了模拟中的光子通量与实验结果之间的校正系数。最后,结合模拟和实验的工作,确定了扫描参数与乳腺模体的平均腺体剂量之间的关系,得到了一组可以用于系统剂量水平计算的归一化腺体剂量系数。
此外,本文还初步测试了目前DBCT实验平台上,不同剂量水平下的图像质量情况,并针对不同能量X射线的成像效果和剂量水平进行了一些模拟。