研究目的
研究乳腺腺体组织在宏观和微观尺度上，针对乳腺X线摄影的能量沉积情况。
研究成果
在乳腺X射线摄影中，能量沉积在宏观和微观尺度上存在显著差异，腺体体素剂量和细胞核比释动能常超过平均腺体剂量（MGD）。辐射的随机特性导致细胞群内比释动能存在较大波动。研究结果强调需要建立真实的细胞模型，并表明仅凭MGD不足以进行准确的风险评估，突显了辐射防护研究中考虑详细剂量学变异的重要性。
研究不足
该研究采用的计算模型可能无法完全反映真实乳房的变异性；在体模压缩和组织分割方面存在近似处理。关于正常人类乳腺上皮细胞形态和元素组成的数据有限，主要依赖小鼠细胞数据。将人体建模为水模体，且未包含对侧乳房，这可能影响剂量计算。皮肤和平板厚度固定，仅考虑头尾位视图，未纳入内外侧斜位视图。
1：实验设计与方法选择：
开发了多尺度乳腺模型，将分割体素化的宏观组织结构与包含显式建模细胞的感兴趣区域（ROI）相结合。采用EGSnrc软件的蒙特卡罗（MC）技术计算剂量分布和比释动能。
2：样本选择与数据来源：
乳腺组织模型基于Zastrow等人的计算体模（如腺体含量17%的体模012204），ROI包含乳腺上皮细胞和脂肪细胞。元素组成和密度数据引自文献（如Woodard和White）。
3：实验设备与材料清单：
EGSnrc蒙特卡罗软件（2017版）、egs_brachy和egs_chamber应用程序、XCOM光子截面数据库、用于细胞定位的LAMMPS分子动力学模拟器，以及多种乳腺摄影光谱（如30 kVp钼/钼靶）。
4：实验流程与操作步骤：
构建含体素化组织和嵌入ROI的多尺度模型。通过MC模拟记录体素剂量和细胞核比释动能。通过改变乳腺厚度、腺体含量及细胞细节等参数进行敏感性分析。
5：数据分析方法：
采用逐事件法计算平均比释动能、标准差及分布，评估统计不确定性。对比不同ROI及条件下的结果。
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获取完整内容-
EGSnrc
2017 distribution
National Research Council Canada
Monte Carlo simulation software for electron and photon transport, used to calculate dose distributions and specific energies in breast tissue models.
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egs_brachy
2017 distribution
EGSnrc
Application for brachytherapy dose calculations, used to score dose in voxelized breast tissue models.
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egs_chamber
2017 distribution
EGSnrc
Application for scoring energy deposition in microscopic targets, used to calculate specific energy in cell nuclei.
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LAMMPS
Sandia National Laboratories
Molecular Dynamics Simulator used for pouring simulations to determine cell positions in ROIs.
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XCOM
version 1.5
NIST
Photon cross-section database used in Monte Carlo simulations for photon interactions.
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