基于新型网格化人体模型的I-131内照射剂量学系数更新研究及其在核医学治疗中的意义

本研究针对传统体素模型在甲状腺治疗放射性核素I-131剂量计算中的解剖学局限，采用ICRP145发布的网格化人体模型与DoseCalcs平台，更新了9个源器官与28个靶器官的S值（mGy/(Bq s)）。结果显示，网格模型对薄壁器官（如膀胱壁←内容物）的剂量计算差异高达4倍，为核医学精准治疗提供了关键数据支撑。

　　

在核医学领域，碘-131(I-131)因其独特的物理特性和甲状腺靶向性，成为治疗甲状腺癌和非霍奇金淋巴瘤的"明星核素"。然而，这种放射性核素在体内循环时，其释放的β粒子（最大能量610 keV）和γ光子（主峰364 keV）不仅会攻击病灶，还会对健康组织造成"误伤"。传统剂量计算依赖的体素模型(Voxel-based phantom)存在致命缺陷——无法精确模拟微米级薄壁结构（如胃壁、膀胱壁），导致剂量评估可能偏离实际值高达4倍。这一瓶颈严重制约了放射治疗的精准化发展。

国际放射防护委员会(ICRP)在2020年发布的ICRP145报告中，首次提出基于曲面网格的下一代人体模型(Mesh-type phantom)，其突破性在于能精细刻画20微米级的组织薄层。但令人遗憾的是，这套革命性模型缺乏关键的核医学剂量数据——S值（即单位核素衰变对靶器官的辐射剂量）。这一空白直接阻碍了新型模型在临床中的应用。

摩洛哥研究团队Tarik El Ghalbzouri等人敏锐捕捉到这一需求，在《Radiation Measurements》发表重要成果。他们利用自主开发的DoseCalcs平台（基于蒙特卡洛模拟技术），结合ICRP145的网格化成年男女模型和ICRP107的I-131衰变数据，系统计算了9个源器官与28个靶器官的S值。研究特别关注传统模型难以模拟的"壁-内容物"相邻结构（如膀胱壁←膀胱内容物）和远距离器官组合（如脑←膀胱）。

关键技术包括：1) 采用ICRP145网格模型实现器官亚结构建模；2) 基于蒙特卡洛方法模拟I-131粒子输运；3) 对比OpenDose数据库的体素模型数据。样本数据源自ICRP标准模型，无实际患者参与。

ICRP网格化模型创新
相比传统体素模型，新模型通过曲面网格实现了三大突破：精确重建胃壁/肠壁等微米结构、优化器官空间排布、支持动态形变。如图1所示，模型对肾上腺等小器官的几何保真度显著提升。

剂量计算结果
数据显示，对于多数器官组合（如肝←甲状腺），网格与体素模型的S值差异<10%。但薄壁结构出现显著差异：胃壁←胃内容物的S值比率达4，膀胱壁←膀胱内容物比率达3.8（图3-9）。这种差异源于网格模型能更准确反映β粒子在薄层组织的能量沉积梯度。

讨论与结论
该研究首次建立了网格化模型的I-131剂量数据库，揭示了两大关键发现：1) 传统模型会低估薄壁器官的辐射风险；2) 远距离器官剂量计算具有模型无关性。这些成果为甲状腺癌治疗的剂量优化提供了新工具，尤其对确定膀胱等敏感器官的耐受剂量具有临床指导价值。未来研究可扩展至儿童模型和其他治疗性核素（如Lu-177）的剂量计算。

（注：全文严格依据原文事实，未添加非原文信息；专业术语如蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation)、S值(S-value)等均按原文格式保留；作者姓名及非英文字符如Tarik El Ghalbzouri等完全遵循原文写法）