基于体素的剂量学的临床应用：利用基于图像的RT-PHITS蒙特卡洛模拟技术对177Lu-DOTATATE放射性核素治疗进行剂量评估

《Annals of Nuclear Medicine》：Clinical implementation of voxel-based dosimetry using image-based RT-PHITS Monte Carlo simulations for 177Lu-DOTATATE radionuclide therapy

蒙特卡洛剂量计算模型RT-PHITS与IDAC-Dose 2.1对比显示其在1??Lu-DOTATATE治疗中估算更高吸收剂量，右肾差异最大达15.35%，验证了患者特异性剂量学的优势。

　　

摘要

目的

本研究旨在利用粒子与重离子传输代码系统（RT-PHITS）的蒙特卡洛（MC）模拟中的放射治疗扩展功能，结合单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描（SPECT/CT）成像技术，来估算接受¹⁷⁷Lu-DOTATATE治疗的患者靶器官和肿瘤的吸收剂量。

方法

从17名患者的腹部区域在四个时间点（分别是在给予¹⁷⁷Lu-DOTATATE后约4小时、24小时、72小时和120小时）获取定量SPECT/CT图像。使用TotalSegmentator工具自动分割CT图像中的肝脏、脾脏、左肾、右肾以及整个肾脏。根据SPECT/CT图像手动勾画肿瘤轮廓。图像配准采用基于Elastix的方法进行，以第一个SPECT/CT时间点作为参考。通过拟合单指数函数生成体素级别的时间积分活性（TIA）图。将这些TIA图与参考CT图像一起输入RT-PHITS以计算剂量分布。将RT-PHITS计算出的吸收剂量与IDAC-Dose 2.1的结果进行比较，采用两种方法：首先，使用每种方法独立得到的时间积分活性系数（TIACs）来评估动力学建模和剂量计算技术的综合影响；其次，对两种方法应用相同的时间积分活性系数（TIACs），以分离剂量计算方法本身的影响。

结果

与IDAC-Dose相比，RT-PHITS计算出的每单位给药活性的平均吸收剂量更高。相对差异范围在0.63%到15.35%之间，其中右肾的差异最大。当RT-PHITS和IDAC-Dose使用相同的时间积分数据时，相对差异保持在10.40%以下。

结论

RT-PHITS是一种用于计算¹⁷⁷Lu-DOTATATE治疗中吸收剂量的有效工具。其剂量估算结果始终高于基于器官的方法，这凸显了患者特定剂量测量的优势，尤其是在含有肿瘤或靠近肿瘤的器官中。