目的 系统评估双能CT（DECT）中虚拟平扫（VNC）图像与真实平扫（TNC）图像在CT值上的差异，并验证VNC图像在光子、质子放疗计划剂量计算中替代TNC图像的可行性。方法 回顾性分析2022年2月至2023年5月于山东第一医科大学附属肿瘤医院接受DECT检查的40例实体瘤患者（头颅20例，胸、腹部各10例）的影像数据。对VNC与TNC图像逐层配准，并比较不同解剖结构的CT值差异，采用Pearson相关分析评估VNC与TNC图像中不同解剖结构CT值的相关性。对差异显著的结构采用最小二乘法建立回归模型（TNC=βVNC+α）。在Eclipse 15.5放疗计划系统中分别设计基于TNC图像与VNC图像的光子与质子放疗计划，以及基于回归模型校正后VNC图像的质子放疗计划，评估两种图像放疗计划的剂量差异。为评估临床靶区（CTV）邻近区域的剂量变化，于CTV所在轴向最大层面分别向前（头侧）和向后（足侧）方向构建厚度为2 mm的环形参照结构，分别命名为Ring_p与Ring_d。结果 VNC与TNC图像的CT值差异主要集中于骨性结构，20例颅脑肿瘤患者的颅骨CT值差异为（409.07±53.38）HU（t=13.88，P<0.001），10例胸部和10例腹部肿瘤患者的脊椎骨CT值差异为（118.66±20.90）HU（t=10.43，P<0.001）。TNC与VNC图像的颅骨（r=0.98，P<0.001）和脊椎骨（r=0.99，P<0.001）CT值均高度相关，分别建立回归模型为：TNC=1.859×VNC+33.896和TNC=1.827×VNC+5.491。基于TNC图像与VNC图像设计的光子放疗计划中，CTV的Dmean分别为（60.00±0.00）与（60.00±0.00）Gy，Ring_p的Dmean分别为（61.17±1.69）与（61.01±1.67）Gy，Ring_d的Dmean分别为（55.26±2.06）与（55.20±1.94）Gy，两组间Dmean的相对剂量差分别为0（t<0.01，P>0.999）、0.33%（t=0.30，P=0.766）和0.19%（t=0.07，P=0.947），差异均无统计学意义。基于TNC图像与VNC图像设计的质子放疗计划中，CTV的Dmean分别为（61.73±0.32）与（61.67±0.26）Gy（RBE），Ring_p的Dmean分别为（61.19±0.44）与（60.53±1.22）Gy（RBE），Ring_d的Dmean分别为（60.97±0.67）与（59.80±4.26）Gy（RBE），两组间Dmean的相对剂量差分别为0.24%（t=0.63，P=0.530）、1.80%（t=1.45，P=0.156）、3.56%（t=2.26，P=0.030），其中Ring_d区域差异有统计学意义。基于校正后VNC图像设计的质子放疗计划中，CTV的Dmean为（61.75±0.32）Gy（RBE），Ring_p的Dmean为（61.43±0.71）Gy（RBE），Ring_d的Dmean为（59.96±2.80）Gy（RBE），基于TNC与校正后VNC图像间Dmean的相对剂量差分别为0.16%（t=0.19，P=0.850）、0.76%（t=1.32，P=0.196）和2.22%（t=1.93，P=0.061），差异均无统计学意义。结论 DECT中VNC与TNC图像的CT值差异主要存在于骨性结构，尤其是颅骨和脊椎骨。对于颅脑肿瘤患者，VNC图像可以直接用于光子放疗计划；而在质子放疗中，VNC图像经回归模型校正后，可有效替代TNC图像用于放疗计划剂量计算。
