甲状腺切除术后成年菲律宾人网格型计算体模的碘-131 S值

《Physica Medica》：Iodine-131 S-values of post-thyroidectomy adult Filipino mesh-type computational phantoms

　　

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  甲状腺切除术后成年菲律宾人计算体模是基于成年MRCPs衍生而成的。
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  确定了9个源器官对37个靶器官的碘-131 S值。
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  观察到了器官间距离和甲状腺体积缩小的影响。
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  为器官水平内部剂量评估提供了必要信息。

引言

碘-131是一种用于治疗分化型甲状腺癌（DTC）的放射性药物。成年菲律宾人群，尤其是成年菲律宾女性人群，易患DTC [1]。鉴于碘-131治疗与临床并发症相关，出于辐射防护的目的，必须计算接受碘-131治疗的DTC患者器官的吸收剂量。内部照射引起的器官吸收剂量的计算，称为内部剂量评估或内部剂量学，通常使用医用内部辐射剂量（MIRD）形式进行计算（见公式(1) [2]），如下所示$$D_{t\leftarrow s}={\stackrel{～}{A}}_s?S_{t\leftarrow s}$$其中 $D_{t\leftarrow s}$（Gy）是由于源结构 s 的辐射发射而对靶器官 t 的平均吸收剂量，${\stackrel{～}{A}}_s$（Bq s）是源结构 s 中放射性核素的时间积分活度（TIA），$S_{t\leftarrow s}$（Gy (Bq s)^?1）是源-靶器官对的S值，使用以下公式计算$$S_{t\leftarrow s}=\frac{1}{M_t}\sum _i{E}_i{Y}_i{?}_{t\leftarrow s,i}$$其中 $E_i$（J）是第i次核衰变的平均能量，$Y_i$ 是第i次核跃迁的概率，${?}_{t\leftarrow s,i}$ 是第次核跃迁的吸收分数，即从源结构 s 发射的能量 $E_i$ 中被靶器官 t 吸收的比例，$M_t$（kg）是靶器官 t 的质量。源结构中放射性核素的TIA通常使用适当于所关注放射性核素和照射途径的生物动力学模型来近似计算 [3]、[4]。该参数本质上指的是源结构中放射性核素的总衰变次数。在器官水平内部剂量评估中，对于给定放射性核素，每个源-靶器官对的S值取决于所使用的计算体模。目前现有的内部剂量评估程序通常使用由参考计算体模（如国际放射防护委员会（ICRP）体素体模和橡树岭国家实验室（ORNL）体模）衍生的S值 [5]、[6]、[7]、[8]。已知不同尺寸的计算体模具有不同的S值，较小的体模由于器官间距离较短，通常具有相对较高的S值 [9]、[10]、[11]。高度可变形计算体模，如网格型参考计算体模（MRCPs）[12]，可以按照Cassola等人 [13] 和Lee等人 [14] 的方法进行缩放，以开发尺寸特异性的计算体模。此外，基于不同族裔构建的计算体模 [15]、[16] 也因族裔特异性的解剖学差异而具有不同的S值 [10]、[11]。

鉴于成年菲律宾人群易患DTC，应确定针对不同体型成年菲律宾人定制的计算体模的碘-131 S值，以便进行器官水平内部剂量评估。此外，由于DTC的管理需要在碘-131治疗前进行甲状腺切除术，碘-131 S值的确定应考虑甲状腺切除术后甲状腺残留体积 [17]、[18]、[19]。然而，目前尚不存在此类数据，导致对接受RAI治疗的菲律宾DTC患者常规不进行内部剂量评估。在本研究中，确定了代表不同体型成年菲律宾人甲状腺切除术后网格型计算体模各器官的碘-131 S值。这些计算体模按照Cassola等人 [13] 和Lee等人 [14] 的方法缩放成年MRCPs开发而成，并考虑了甲状腺切除术后的平均甲状腺残留体积 [19]。同时也确定了成年MRCPs各器官的碘-131 S值以便进行比较。

章节摘要

成年菲律宾人体格测量数据确定

双能X射线吸收测定法（DEXA）扫描通常用于量化患者的去脂体重（LBM）和脂肪量。这些体格参数可以提供患者身体成分以及患者体型的参考信息。从2018年到2024年，在菲律宾大学-菲律宾总医院（UP-PGH）同位素实验室使用DMS Stratos骨密度仪（DMS Imaging, Gallargues-le-Montueux, ）共进行了912次DEXA扫描（776例女性和136例男性），

成年菲律宾人体格测量数据

根据纳入/排除标准评估后，共获取912次DEXA扫描数据（776例女性和136例男性）。女性和男性患者的体格测量数据分别汇总在表2、表3中。此外，成年菲律宾人的计算平均身高、体重和LBM与成年MRCPs进行了比较，如表4所示。

甲状腺切除术后成年菲律宾人网格型计算体模

MRCPs和成年菲律宾人计算体模的身高、体重、LBM、BMI和体脂百分比（%BF）为

讨论

本研究中使用的源结构在RAI治疗期间碘-131摄取增加，主要是因为它们参与了人体消化道模型（HATM）[3]或具有NIS表达 [23]。这些结构在成年MRCPs中也有明确的表示，从而允许计算S值。其他结构，如脉络丛和泪腺，尽管在临床上有相关的NIS表达，但在本研究中未作为源器官考虑，主要是因为

结论

甲状腺切除术后成年菲律宾人网格型计算体模是在Blender中对成年MRCPs进行缩放，然后修改其甲状腺以模拟甲状腺切除术的影响而开发而成的。所开发的计算体模被纳入PHITS 3.341中用于确定多个源-靶器官对的碘-131 S值，这些S值对于内部剂量评估至关重要。在所开发的计算体模的碘-131 S值之间观察到了偏差，

资金资助

本研究由科学技术部-科学教育研究所（DOST-SEI）通过加速科学技术人力资源发展计划（ASTHRDP）研究生奖学金资助；菲律宾大学系统-国际联络办公室（UPS-OIL）通过持续运营和基于成果的卓越研究与学术培训提升计划资助[项目编号OILCOOP-2024-23]；ENEN2plus项目

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本文报道工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢UP-PGH授权使用其医疗记录，并感谢吞那皇家学院授权使用其HPC服务器。

数据可用性

包含甲状腺切除术后成年菲律宾人网格型计算体模和成年MRCPs多个源-靶器官对碘-131 S值的Microsoft Excel文件已包含在本期刊文章的网站中。

伦理批准

本研究中使用的方法，特别是回顾性图表审查，已获批准

Michael Angelo V. Gloria|Thiansin Liamsuwan|Ramon Carlo L. Cruzpero|Vincent Peter C. Magboo|Marie Josephine M. De Luna