铽-161 SPECT/CT成像中灵敏度、间隔穿透与探测器死时间的物理特性评估及其临床应用意义

本研究针对新兴治疗性核素铽-161(161Tb)缺乏标准化成像指南的问题，通过系统评估SPECT/CT系统的灵敏度、间隔穿透效应及死时间特性，为临床应用中161Tb的定量成像提供关键参数。研究发现使用中能低穿透(MELP)准直器可显著降低75 keV光峰的穿透率(7.5%→3.2%)，而48 keV窗口灵敏度提升3.7倍但伴随更高散射。研究首次确定该系统死时间常数为0.42 μs，预测治疗剂量(7.4 GBq)下死时间损失可达20%，为正在进行的BETA PLUS等临床试验(NCT05359146)提供了重要成像优化依据。

　　

在精准医疗时代，放射性核素治疗正经历革命性变革。传统主力核素镥-177(¹⁷⁷Lu)面临新挑战者——铽-161(¹⁶¹Tb)的强势竞争。这种新兴核素不仅能发射与¹⁷⁷Lu相当的β粒子，还释放大量短射程的转换电子和俄歇电子，理论上对微转移灶具有更强杀伤力。然而，正是这些"超能力"带来了成像难题：复杂的衰变图谱包含33种γ发射（相比¹⁷⁷Lu的6种），从25.7 keV延伸到550 keV，X射线总产额高达44%（¹⁷⁷Lu仅9%）。这种"能量烟花秀"可能导致SPECT成像时出现间隔穿透、死时间效应等问题，直接影响治疗剂量计算的准确性。

目前全球多个临床试验（如BETA PLUS NCT05359146）正在探索¹⁶¹Tb治疗神经内分泌肿瘤和前列腺癌的潜力，但缺乏系统的成像指导。为此，Frida Westerbergh团队在《EJNMMI Physics》发表的研究，首次全面评估了临床SPECT系统对¹⁶¹Tb的响应特性。

研究采用西门子Symbia Intevo SPECT/CT系统，通过三个关键技术路径：1) 使用含100 MBq ¹⁶¹Tb的培养皿测量低能高分辨(LEHR)和中能低穿透(MELP)准直器的平面灵敏度与穿透分数；2) 通过11个点源阵列(30-590 MBq)进行本征死时间测量，采用Sorensen可瘫痪模型计算死时间常数；3) 利用6.28L均匀圆柱体模和8名接受1 GBq [¹⁶¹Tb]Tb-DOTA-LM3治疗的患者数据，评估临床场景下的计数率表现。

灵敏度与穿透特性

研究发现75 keV窗口的平面灵敏度为15.7 cps/MBq(LEHR)和18.5 cps/MBq(MELP)，48 keV窗口则跃升至44.4 cps/MBq和67.9 cps/MBq。但高灵敏度伴随高穿透——LEHR准直器在75 keV窗口10 cm距离处穿透率达7.5%，是MELP的2.3倍。能谱分析显示，LEHR采集时51.6%计数来自高能穿透事件（>550 keV），而MELP仅12.2%。

死时间效应

系统死时间常数确定为0.42 μs，但两个探测器饱和阈值差异显著（384 vs 546 kcps）。圆柱体模实验推算，使用LEHR时1.2-1.8 GBq即出现非线性响应，7.4 GBq治疗剂量下死时间损失可达14-20%。患者数据显示，每GBq ¹⁶¹Tb给药产生中位19.1 kcps宽谱计数率，预计7.4 GBq时最大损失13.6%。

临床启示

研究提出三个关键建议：1) 中能准直器(MELP)在75 keV窗口实现最佳量化平衡；2) 48 keV窗口可用于后期低活度成像，但需注意散射校正；3) 治疗剂量成像需监控死时间效应，特别是腹部单视野采集时。这些发现为正在进行的临床试验提供了重要技术支撑，也为¹⁶¹Tb从实验室走向临床铺平道路。

这项研究的创新性在于首次系统揭示了¹⁶¹Tb成像的特殊挑战与解决方案。通过物理特性与临床实践的桥接，不仅解决了当前临床试验的迫切需求，更建立了新型治疗核素影像评估的方法学框架。随着¹⁶¹Tb在微转移灶治疗优势的不断证实，这项研究将成为未来放射性核素精准治疗的重要技术基石。