《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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本研究旨在優化骨SPECT/CT成像的CT參數以降低輻射劑量。通過Phantom實驗和臨床對照研究，發現將CT電流從60mA降至40mA可顯著減少患者輻射暴露（CTDIvol降低至3.04mGy），同時保持圖像質量（CR、COV、SNR等指標無顯著差異），驗證了該協議的有效性和臨床適用性。
作者：Manal Alezzi、Owais Kotbi、Gihad Hammid、Ashraf Fouda、Yusra Zabarmawi
所屬機構：沙特阿拉伯麥加國王阿卜杜拉醫療城醫學物理系
摘要
背景
在SPECT/CT等混合成像模式下，如何在保持診斷準確性的同時盡量減少患者的輻射暴露至關重要。本研究旨在通過優化CT采集參數，開發并驗證一種低劑量CT方案，以降低輻射暴露，同時不犧牲圖像質量。
方法
本研究分為兩部分：第一部分是使用Jaszczak模型進行的模擬研究，評估了多種CT電流和層厚組合，以確定在最低輻射劑量下獲得最佳圖像質量的方法；第二部分是臨床試驗，將20名使用優化方案（40 mA）掃描的患者與40名之前使用標準方案（60 mA）掃描的患者進行比較。SPECT參數保持不變。評估指標包括定量指標（CR、COV、SNR和CTDIvol）和盲法定性評估。
結果
優化后的CT方案降低了患者的輻射劑量（中位CTDIvol：3.04 vs. 4.08 mGy，p < 0.001），但在SPECT圖像質量（兩組的中位Likert評分均為3）和診斷指標方面沒有統計學上的顯著差異。
結論
所提出的40 mA CT方案在降低骨SPECT/CT成像的輻射劑量的同時，仍能保證診斷準確性，適用于臨床應用。
引言
混合成像系統（如單光子發射計算機斷層掃描/計算機斷層掃描SPECT/CT）在現代診斷中已成為不可或缺的工具，尤其是在腫瘤骨掃描領域。盡管其診斷效果顯著，但CT部分帶來的額外輻射負擔仍需持續優化。全球倡議和專業協會強調減少輻射劑量的重要性，以避免影響圖像質量（Fahey和Stabin，2014；Salvatori等人，2019）。
以往的研究探討了多種劑量優化方法，包括自適應統計迭代重建（ASiR）和基于模型的迭代重建（MBIR）等算法，以及X射線管電流和層厚等采集參數的調整（Chen等人，2021；Deák等人，2013、2015、2019；Sibille等人，2016）。這些研究雖然有價值，但通常針對特定系統配置或重建技術，限制了其廣泛應用。
在沙特臨床環境中，SPECT/CT方案尚未實現標準化。國王阿卜杜拉醫療城遵循國際指南，但由于缺乏統一標準，劑量仍存在差異。因此，本研究旨在開發一種本地驗證的低劑量方案，以滿足骨SPECT/CT成像的需求，同時兼顧安全性和圖像質量。具體而言，我們評估了將X射線管電流從60 mA降至40 mA對胸椎和腰椎掃描中患者輻射暴露及診斷圖像質量的影響。
研究設計
本研究采用兩階段設計：首先進行模擬研究，然后對接受骨SPECT/CT檢查的患者進行臨床評估。
研究獲得了國王阿卜杜拉醫療城機構審查委員會的批準（批準編號21-818）。所有使用優化方案進行成像的患者均簽署了書面知情同意書。使用標準方案掃描的患者的回顧性數據經過匿名處理后納入分析。
模擬研究
不同CT曝光條件下獲得的模擬SPECT/CT圖像的視覺評估結果和圖像質量評分詳見表1。定量指標（CR、COV、SNR等）詳見表2和表3。圖2和圖3展示了SPECT組分的CR和COV值，圖4和圖5展示了CT組分的SNR值。
結論
本研究建立了一種低劑量CT方案，顯著降低了SPECT/CT成像的輻射暴露，同時保持了診斷圖像質量。通過將X射線管電流從60 mA降至40 mA，并保持標準層厚和重建參數，臨床醫生可以在不犧牲診斷準確性的前提下實現最佳安全性。該方案在臨床實踐中的應用證明了其實用性和推廣潛力。
AI聲明
在撰寫本手稿過程中，作者使用了ChatGPT輔助語言編輯、改寫和初稿生成。所有由該工具生成的內容均經過作者的徹底審查、修改和編輯，以確保準確性和科學性。作者對最終提交和發表的文章的內容和完整性負全責。
資金支持
本研究未獲得任何公共、商業或非營利機構的資助。
作者貢獻聲明
Manal Alezzi：數據管理、數據分析、項目協調
Owais Kotbi：數據管理、數據分析、初稿撰寫
Gihad Hammid：研究方法設計
Ashraf Fouda：研究方法設計
Yusra Zabarmawi：初稿撰寫、審稿與編輯
利益沖突聲明
作者聲明不存在可能影響本研究結果的已知財務利益或個人關系。
致謝
作者衷心感謝國王阿卜杜拉醫療城的核醫學部門提供的設施、技術支持與合作環境，這些因素使得本研究得以順利進行。實驗階段的專家協助對研究的成功完成至關重要。
