Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Подход к дозиметрическому планированию радионуклидной терапии

02.10.2016 2016 - №03 Ядерная медицина

Ю.В. Лысак В.М. Демин В.А. Климанов Б.Я. Наркевич В.Л. Ромоданов

УДК: 539.07, 616.71

Представлен подход к оценке величины накопленной активности радиофармпрепарата (РФП) в опухоли на основании полученных планарных сцинтиграфических снимков организма пациента и расчета переноса излучения методом Монте-Карло с учетом процессов поглощения и рассеяния в биологических тканях пациента и элементах конструкции гамма-камеры.

Этапы получения необходимых данных включали в себя моделирование сцинтиграфии на гамма-камере флакона с вводимой пациенту активностью РФП, расположенного на фиксированном расстоянии от коллиматора, и проведение аналогичного исследования в идентичной геометрии измерения в условиях нахождения того же значения активности РФП в патологическом очаге в теле больного.

Для получения подобных расчетных результатов во входном файле программы MCNP был смоделирован адаптированный фантом человека Фишера-Снайдера. В рамках данной методики произведен расчет для различных размеров патологических очагов и различных глубин залегания опухоли в теле пациента при применении РФП на основе как смешанных β-γ-излучающих (131I, 177Lu), так и чистых β-излучающих (89Sr, 90Y) терапевтических радионуклидов.

Представленная методика позволяет с достаточной точностью осуществлять оценку поглощенных доз в областях интереса на основании данных планарной сцинтиграфии пациента.

Ссылки

  1. Sgouros G. Dosimetry of internal emitters. // J. Nucl. Med. – 2005. – Vol. 46, Suppl. 1. – PP. 18-27.
  2. Fisher D.R. Assessments for high dose radionuclide therapy treatment planning. // Radiation Protection Dosimetry. – 2003. – Vol. 105. – № 4. – PP. 581-586.
  3. Plyku D., Loeb D.M., Prideaux A.R. et al. Strengths and weaknesses of planar whole-body method of 153Sm dosimetry for patients with metastatic osteosarcoma and comparison with three-dimensional dosimetry. // Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals. – 2015. – Vol. 30. – № 9. – PP. 369-379.
  4. Siegel J.A., Thomas S.R., Stubbs J.B. et al. MIRD Pamphlet No. 16: Techniques for Quantitative Radiopharmaceutical Biodistribution Data Acquisition and Analysis for Use in Human Radiation Dose Estimates. // J. Nucl. Med. – 1999. – Vol. 40. – PP. 37-61.
  5. Клепов А.Н., Кураченко Ю.А., Матусевич Е.С. Применение методов математического моделирования в ядерной медицине. Под ред. д.ф.-м.н. Е.С. Матусевича. – Обнинск: «СОЦИН». – 2006. – 204 с.
  6. He B., Du Y., Song X. et al. A Monte Carlo and physical phantom evaluation of quantitative 111In SPECT. // Phys. Med. Biol. – 2005. – Vol. 50. – № 17. – PP. 4169–4185.
  7. Taschereau R., Chatziioannou A.F. Monte Carlo simulations of absorbed dose in a mouse phantom from 18-uorine compounds. // Med. Phys. – 2007. – Vol. 34. – № 3. – PP. 1026–1036.
  8. Ljungberg M., SjogreenGleisner K. The accuracy of absorbed dose estimates in tumours determined by quantitative SPECT: A Monte Carlo study. // Acta Oncol. – 2011. – Vol. 50. – PP. 981-989.
  9. Saadzadeh E., Sarkar S., TehraniFard A.A. et al. 3D calculation of absorbed dose for 131I -targeted radiotherapy: a Monte-Carlo study. // Radiation Protection Dosimetry. – 2012. – Vol. 150. – № 3. – PP. 298-305.
  10. Jonsson L., Ljungberg M.,Strand S.E. Evaluation of accuracy in activity calculations for the conjugate view method from Monte-Carlo simulated scintillation camera images using experimental data in an anthropomorphic phantom. // Journal of Nuclear Medicine. – 2005. – Vol. 46. – PP. 1679-1686.
  11. Власова О.П., Клепов А.Н., Гарбузов П.И., Матусевич Е.С. Сцинтиграфия с йодом-123 для дозиметрического планирования радиойодтерапии заболеваний щитовидной железы // Мед. радиол. и радиационная безопасность. – 2007. –Т. 52. – № 4. – С. 53-61.
  12. Доля О.П., Матусевич Е.С., Клепов А.Н., Кураченко Ю.А. Моделирование методом Монте-Карло функции чувствительности коллиматора гамма-камеры к гамма-излучению остеотропного радиофармпрепарата. // Медицинская физика. –2008. – №2. – С. 63-75.
  13. Clairand I., Ricard M., Gouriou J. et al. DOSE3D: EGS4 Monte Carlo code-based software for internal radionuclide dosimetry. // J. Nucl. Med. – 1999. – Vol. 40. – № 9. – PP. 1517–1523.
  14. Wilderman S.J., Dewaraja Y.K. Method for fast CT/SPECT-based 3D Monte Carlo absorbed dose computations in internal emitter therapy. // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2007. – Vol. 54. – № 1. – PP. 146-151.
  15. Dewaraja Y.K., Ljungberg M., Koral K. Monte Carlo evaluation of object shape effects in I-131 SPECT tumor activity quantication. // Eur. J. Nucl. Med. – 2001. – № 28. – PP. 900-906.
  16. Kost S.D., Dewaraja Y.K., Abramson R.G., Stabin M.G. A voxel-based dosimetry method for targeted radionuclide therapy using Geant4. // Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals. – 2015. – Vol. 30. – № 1. – PP. 1-11.
  17. Song N., He B., Wahl R.L., Frey E.C. EQPlanar: a maximum-likelihood method for accurate organ activity estimation from whole body planar projections. // Phys. Med. Biol. – 2011. – Vol. 56. – № 17. – PP. 5503-5524.
  18. Sgouros G., Frey E., Wahl R. et al. Three-dimensional imaging-based radiobiological dosimetry. // Semin. Nucl. Med. – 2008. – Vol. 38. – PP. 321-334.
  19. Dewaraja Y., Wilderman S.J., Ljungberg M. et al. Accurate dosimetry in 131I radionuclide therapy using patient-specic, 3-dimensional methods for SPECT reconstruction and absorbed dose calculation. // J. Nucl. Med. – 2005. – Vol. 46. – PP. 840–849.
  20. Briesmeister J. F. MCNP - A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4C. – LA- 13709-M. – 2000. – 823 p.

радионуклидная терапия метод Монте-Карло радиофармпрепараты контроль очаговых доз планарная сцинтиграфия