核素^(153)Sm体素S因子特性的研究

基于体素S因子计算个体化病例的三维剂量是目前核医学研究的一个重要方向。153Sm是目前骨转移治疗常用的核素之一。本文利用EGS4蒙特卡罗程序包构建了基于体素的三维吸收剂量分布模拟程序,计算了不同情况下153Sm的S因子,探讨了介质成分和物理密度对S因子的影响。结果表明:1)不同物理密度对S因子有明显影响;2)在相同物理密度的情况下,不同介质对S因子的影响相对较小。计算结果为基于体素S因子计算核素治疗的三维剂量提供了参考,明确了在不考虑介质和物理密度差异时S因子的误差。

^(153)Sm-EDTMP治疗骨转移病例的三维剂量计算——蒙特卡罗和S因子计算方法的比较

背景与目的:个体化核素治疗的三维吸收剂量计算是目前核医学感兴趣的问题。基于三维功能成像和器质成像计算三维吸收剂量,现主要采用S因子计算方法、点源卷积计算方法和蒙特卡罗直接模拟计算方法。本研究比较蒙特卡罗和基于体素的S因子计算方法,探索核素治疗中三维吸收剂量的计算。方法:基于蒙特卡罗程序包EGS4构建的三维剂量计算程序,计算核素153Sm的体素S因子;对1例采用153Sm-EDTMP治疗的鼻咽癌骨转移患者,测量其注射药物0、0.5、2、3.5、5和6h后排尿的核素活度,通过测量数据进行拟合计算其累积活度;结合患者的SPECT/CT联合扫描融合图像,采用直接蒙特卡罗方法和S因子方法进行了三维吸收剂量计算。结果:吸收剂量计算结果表明:蒙特卡罗和S因子两种计算方法所给出的等剂量分布曲线基本相近,剂量分布主要集中在骨组织内。在两种计算方法下,最大剂量点剂量分别为3.92Gy和3.71Gy,相差5%左右。计算区域的剂量-体积直方图显示:D10(10%体积所包括的最高剂量)分别为2.14Gy和2.00Gy,相差7%;D20则分别为0.58和0.51Gy,相差14%左右。总体来说,S因子方法的计算结果相对于蒙特卡罗方法的计算结果小一些。结论:蒙特卡罗和S因子方法都能够基于核医学影像进行核素治疗三维剂量计算,S因子方法计算误差可能稍大,但不失为一种快捷的剂量评估方法。

基于病人时序性SPECT／CT扫描的^(153)Sm-EDTMP药代动力学方法

[目的]建立基于时序性ECT/CT扫描图像的药物代谢动力学研究方法。[方法]用RMI467型体模标定核素153Sm放射性浓度与SPECT图像灰度值关系;利用时序性SPECT/CT扫描和患者排泄尿液的放射性活度计算并显示放射性药物153Sm-乙二胺四甲撑膦酸(153Sm-EDTMP)在体内不同靶器官的放射性分布(生物学分布),描绘出骨转移灶和其它靶器官的药代动力学曲线,得到病灶和其它靶器官的动力学参数。[结果]SPECT图像灰度值与153Sm放射性浓度之间存在一一对应的数量关系;鼻咽癌和乳腺癌骨转移患者的153Sm-EDTMP药代动力学曲线均是抛物线型;153Sm-EDTMP体内生物分布属于二室系统;其在骨转移灶和正常骨组织的代谢分布是相似的。骨转移灶内153Sm-EDTMP有效半衰期为40 h,其生物半衰期为460 h;而外周血液中有效半衰期仅2 h。[结论]基于时序性SPECT/CT扫描的药代动力学方法能客观显示153Sm- EDTMP在病灶和其它不同靶器官药物的生物学分布、并可计算出药代动力学曲线及参数。

基于蒙特卡罗EGS4算法的核素内照射吸收剂量计算方法探讨

目的以蒙特卡罗 EGS4算法(Monte Carlo EGS4,MC EGS4)为基础,用时序性 SPECT/CT 检查探讨核素内照射治疗吸收剂量的计算方法。方法用体模标定^(153)Sm 放射性浓度与 SPECT图像灰度值的关系;用 RMI467型 CT 体模标定不同组织物理密度与 CT 图像灰度值的关系;优化 MCEGS4 计算程序。以此为基础,通过时序性 SPECT/CT 检查和累积尿液的放射性测定,计算4例肿瘤多发骨转移患者^(153)Sm-乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP,按体重注射24.1 MBq/kg)内照射治疗后不同靶器官的三维吸收剂量分布和病灶、骨髓、脊髓、盆腔性腺组织的吸收剂量。结果 SPECT 和 CT 图像的灰度值分别与^(153)Sm 放射性浓度和组织物理密度之间存在线性对应关系(P<0.05)。多发骨转移癌患者骨转移灶的^(153)Sm-EDTMP 吸收剂量分布明显不均,放射性累积中心点吸收剂量最高,边缘区域剂量降低。1例患者最高点内照射吸收剂量率为4.3×10^(-8)Gy·s^(-1),左髂骨转移灶最高吸收剂量约为5.6 Gy,病灶边缘吸收剂量为2.0 Gy。其他3例患者病灶最高点吸收剂量率分别为4.5×10^(-8),3.5×10^(8),3.8×10^(-8)Gy·s^(-1)。结论基于 MC EGS4算法,用时序性 SPECT/CT 可计算核素内照射治疗患者的病灶和其他靶器官吸收剂量及其三维分布。

蒙特卡罗方法计算后装铱源的不锈钢外壳对吸收剂量的影响

目的基于高剂量率(HDR)后装治疗用的微型铱源(192Ir)结构,研究不锈钢外壳对其吸收剂量的影响。方法将微型铱源置于高10.5cm、直径11.1cm的圆柱形水模体中心,采用蒙特卡罗计算方法比较有无不锈钢外壳2种情况下铱源周围模体的剂量分布。结果在不锈钢外壳和水模的附近区域,2种情况下的剂量分布存在一定的差别。随着离源距离增加,剂量分布非常接近。结论近距离治疗中,不锈钢外壳在铱源剂量分布计算中的影响可以忽略。

^(153)Sm-EDTMP吸收剂量的MonteCarlo和MIRD算法比较

目的以153Sm-乙二胺四甲撑膦酸(153Sm-EDTMP)治疗鼻咽癌多发性骨转移为例,分别用蒙特卡罗法(MonteCarlo,MC)和MIRD方法计算153Sm-EDTMP治疗后病灶和骨髓等靶器官的吸收剂量,探讨其临床应用之不同。方法基于病人时序性SPECT/CT扫描和累积尿液的放射性测定,利用优化的MCEGS4程序和MIRD方法分别计算病灶和其他靶器官的吸收剂量。结果MCEGS4法计算结果提示:病灶内剂量分布不均匀。患者注射153Sm-EDTMP33·6×37MBq,左髂骨转移病灶最高吸收剂量约为5·6Gy,病灶边缘的吸收剂量为2·0Gy,以病灶区最高剂量点为参考点,则椎体、皮质、骨髓、脊髓和盆腔组织仅相当于最高剂量的37%、12%、13%、21%和2%;MIRD方法的计算数据仅能粗略提示全身红骨髓吸收剂量,为2·39Gy。结论MCEGS4方法能准确计算病灶、骨髓和其他靶器官的内照射吸收剂量,故可以真正指导核素临床治疗;而MIRD仅能大致评估153Sm-EDTMP的骨髓毒性。