《Applied Radiation and Isotopes》：Fabrication and optimization of the morphological, structural, and optical features of PMMA/MgO as promising nanocomposites for radiation shielding application: An experimental approach
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本研究旨在优化骨SPECT/CT成像的CT参数以降低辐射剂量。通过Phantom实验和临床对照研究，发现将CT电流从60mA降至40mA可显著减少患者辐射暴露（CTDIvol降低至3.04mGy），同时保持图像质量（CR、COV、SNR等指标无显著差异），验证了该协议的有效性和临床适用性。
作者：Manal Alezzi、Owais Kotbi、Gihad Hammid、Ashraf Fouda、Yusra Zabarmawi
所属机构：沙特阿拉伯麦加国王阿卜杜拉医疗城医学物理系
摘要
背景
在SPECT/CT等混合成像模式下，如何在保持诊断准确性的同时尽量减少患者的辐射暴露至关重要。本研究旨在通过优化CT采集参数，开发并验证一种低剂量CT方案，以降低辐射暴露，同时不牺牲图像质量。
方法
本研究分为两部分：第一部分是使用Jaszczak模型进行的模拟研究，评估了多种CT电流和层厚组合，以确定在最低辐射剂量下获得最佳图像质量的方法；第二部分是临床试验，将20名使用优化方案（40 mA）扫描的患者与40名之前使用标准方案（60 mA）扫描的患者进行比较。SPECT参数保持不变。评估指标包括定量指标（CR、COV、SNR和CTDIvol）和盲法定性评估。
结果
优化后的CT方案降低了患者的辐射剂量（中位CTDIvol：3.04 vs. 4.08 mGy，p < 0.001），但在SPECT图像质量（两组的中位Likert评分均为3）和诊断指标方面没有统计学上的显著差异。
结论
所提出的40 mA CT方案在降低骨SPECT/CT成像的辐射剂量的同时，仍能保证诊断准确性，适用于临床应用。
引言
混合成像系统（如单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描SPECT/CT）在现代诊断中已成为不可或缺的工具，尤其是在肿瘤骨扫描领域。尽管其诊断效果显著，但CT部分带来的额外辐射负担仍需持续优化。全球倡议和专业协会强调减少辐射剂量的重要性，以避免影响图像质量（Fahey和Stabin，2014；Salvatori等人，2019）。
以往的研究探讨了多种剂量优化方法，包括自适应统计迭代重建（ASiR）和基于模型的迭代重建（MBIR）等算法，以及X射线管电流和层厚等采集参数的调整（Chen等人，2021；Deák等人，2013、2015、2019；Sibille等人，2016）。这些研究虽然有价值，但通常针对特定系统配置或重建技术，限制了其广泛应用。
在沙特临床环境中，SPECT/CT方案尚未实现标准化。国王阿卜杜拉医疗城遵循国际指南，但由于缺乏统一标准，剂量仍存在差异。因此，本研究旨在开发一种本地验证的低剂量方案，以满足骨SPECT/CT成像的需求，同时兼顾安全性和图像质量。具体而言，我们评估了将X射线管电流从60 mA降至40 mA对胸椎和腰椎扫描中患者辐射暴露及诊断图像质量的影响。
研究设计
本研究采用两阶段设计：首先进行模拟研究，然后对接受骨SPECT/CT检查的患者进行临床评估。
研究获得了国王阿卜杜拉医疗城机构审查委员会的批准（批准编号21-818）。所有使用优化方案进行成像的患者均签署了书面知情同意书。使用标准方案扫描的患者的回顾性数据经过匿名处理后纳入分析。
模拟研究
不同CT曝光条件下获得的模拟SPECT/CT图像的视觉评估结果和图像质量评分详见表1。定量指标（CR、COV、SNR等）详见表2和表3。图2和图3展示了SPECT组分的CR和COV值，图4和图5展示了CT组分的SNR值。
结论
本研究建立了一种低剂量CT方案，显著降低了SPECT/CT成像的辐射暴露，同时保持了诊断图像质量。通过将X射线管电流从60 mA降至40 mA，并保持标准层厚和重建参数，临床医生可以在不牺牲诊断准确性的前提下实现最佳安全性。该方案在临床实践中的应用证明了其实用性和推广潜力。
AI声明
在撰写本手稿过程中，作者使用了ChatGPT辅助语言编辑、改写和初稿生成。所有由该工具生成的内容均经过作者的彻底审查、修改和编辑，以确保准确性和科学性。作者对最终提交和发表的文章的内容和完整性负全责。
资金支持
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
作者贡献声明
Manal Alezzi：数据管理、数据分析、项目协调
Owais Kotbi：数据管理、数据分析、初稿撰写
Gihad Hammid：研究方法设计
Ashraf Fouda：研究方法设计
Yusra Zabarmawi：初稿撰写、审稿与编辑
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢国王阿卜杜拉医疗城的核医学部门提供的设施、技术支持与合作环境，这些因素使得本研究得以顺利进行。实验阶段的专家协助对研究的成功完成至关重要。
