小鼠劑量對比及校準研究：X射線vs伽馬射線-技術前沿-資訊-生物在線

小鼠劑量對比及校準研究：X射線vs伽馬射線

作者：佩伯頓生物科技（上海）有限公司 2026-06-23T00:00 (訪問量:3083)

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摘要
當前行業內放射性同位素輻照源正逐步被X射線設備替代，不同類型小動物輻照儀之間的劑量一致性，成為保障實驗數據可比、結果可重復的關鍵。本研究以小鼠尸體、3D打印嚙齒類仿體為實驗載體，結合蒙特卡羅模擬，對比X-Rad 320 X射線輻照儀與Mark I-68 Cs-137伽馬輻照儀在不同工作電壓下的劑量分布、劑量率差異，并驗證3D打印仿體用于原位劑量校準的實際效果。結果表明，X-Rad 320在320 kV工作工況下，劑量特性與Cs-137伽馬源最為接近；兩款設備均存在一定劑量偏差，而3D打印仿體可實現精準原位校準。該研究為小動物輻照設備迭代替換、實驗流程標準化提供了重要數據支撐。

圖1：論文封面概要

材料與方法
實驗采用小鼠尸體、3D打印嚙齒類專用仿體（RBP）及放射膠片作為檢測載體。分別使用X-Rad 320（設置160 kVp、225 kVp、320 kVp三檔電壓）與Mark I-68 Cs-137伽馬輻照儀開展對照實驗，統一預設照射劑量25 Gy。借助丙氨酸劑量計、Gafchromic膠片完成實測劑量采集，同時搭建GATE/Geant4蒙特卡羅模型，模擬分析不同組織、器官的吸收劑量與深度劑量變化規律。

輻照實驗方案
X-Rad 320搭配F2濾片，源皮距設定為50 cm，依次采用160 kVp、225 kVp、320 kVp三種工作模式；Mark I-68采用標準Cs-137伽馬源模式。兩類設備均將樣本放置于腔體中心位置，統一執行25 Gy劑量照射，完成離體樣本輻照與數據采集。
圖 2：（原文 Fig.1）展示ark I-68 與 M X-Rad320 兩款輻照儀整機外觀與結構

主要研究結果
實測數據顯示，Cs-137伽馬源整體劑量偏差約-9%，X-Rad 320最大劑量偏差可達35%；光子能量越低，骨骼與軟組織之間的劑量差異越顯著，320 kV工況下兩款設備的劑量差距最小。劑量率方面，Cs-137設備本底劑量率更高，X-Rad 320的劑量率會隨工作電壓升高同步提升。3D打印仿體與小鼠尸體實測劑量偏差≤6%，可穩定應用于小動物輻照儀原位劑量校準。
圖 3：（原文 Fig.6）呈現不同設備、不同點位的實測劑量與目標劑量偏差統計

結論
綜合劑量分布、劑量率兩項指標，320 kV模式下的X-Rad320是替代傳統Cs-137伽馬輻照儀的理想選擇。兩類小動物輻照設備均存在固有劑量偏差，實驗前必須開展原位劑量校準。3D打印嚙齒仿體操作簡便、測量精度高，可作為常規校準工具普及使用。本研究成果為臨床前放射實驗的設備選型、劑量質量控制建立了標準化參考依據。
圖 4：（原文 Fig.11）對比不同設備下小鼠各器官吸收劑量與劑量率差異。
原文出處DOI：10.1088/1361-6560/ac9e88
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