多尺度蒙特卡洛模拟用于X射线乳房成像中的剂量测量:第二部分 - 微观尺度

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射生物学 辐射生物学
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 乳腺癌查和早期诊断可以降低死亡率.
• 对乳腺细胞低剂量辐射暴露的确切影响和风险仍然是活跃的研究领域.
• 了解细胞辐射相互作用是优化成像安全性的关键.

研究的目的:

• 量化乳腺组织细胞组件 (细胞质和细胞核) 中的特定能量分布.
• 为了比较这些分布在各种X射线乳房成像模式.
• 为了研究辐射剂量与细胞能量沉积之间的关系.

主要方法:

• 使用Monte Carlo (MC) 模拟与PENELOPE代码来建模光子相互作用.
• 模拟照射3D细胞格子,代表腺组织.
• 分析了细胞核和细胞质中特定的能量分布,用于数字乳腺造影 (DM),数字乳腺图解合成 (DBT),增强对比度的数字乳腺造影 (CEDM) 和乳腺CT (BCT).

主要成果:

• 细胞核中的平均特异能高于相应的腺体剂量高达10%.
• 特定能量沉积与体腺剂量直接相关,空间变化最小.
• 与类似的腺体剂量相比,CEDM/BCT等模式中的不同X射线光谱导致了与DM/DBT相比不同的核特异能分布.

结论:

• 微剂量测量为传统的平均腺体剂量 (MGD) 计算提供了补充信息.
• 乳房成像技术之间,细胞能量沉积模式显著不同,即使在相当的MGD中也是如此.
• 在评估乳房成像中与电离辐射相关的风险时,这些微量度变化值得考虑.