基于 360° CZT 全身 SPECT/CT 的 [177Lu] Lu-PSMA 个性化自动剂量测定：概念验证研究成果

《EJNMMI Physics》：Towards fully automatized [177Lu]Lu-PSMA personalized dosimetry based on 360° CZT whole-body SPECT/CT: a proof-of-concept

研究人员为优化放射性药物治疗剂量测定，开展 [177Lu] Lu-PSMA 自动剂量测定研究，结果良好，助力临床。

　　在放射性药物治疗（RPT）的领域中，如何优化治疗效果与控制毒性之间的平衡，一直是科研人员关注的重点。患者特异性剂量测定被视为一种极具潜力的工具，有望实现这一平衡。然而，与微球选择性内放射治疗（SIRT）不同，RPT 中剂量测定的临床益处缺乏一级证据支持。这背后的原因错综复杂，其中剂量测定过程的复杂性尤为突出。传统的患者特异性剂量测定，需要在不同时间点多次采集单光子发射计算机断层扫描 / 计算机断层扫描（SPECT/CT）数据集，并精确描绘器官和肿瘤的感兴趣区域，以量化随时间变化的活性量 A (t)，进而计算感兴趣源 r_S中的时间积分活性 ?，整个过程繁琐且易引入误差 。此外，组织密度的不均匀性也给剂量测定带来了挑战，尽管蒙特卡罗模拟是模拟粒子能量沉积的黄金标准，但因其计算复杂，在实际应用中受到限制。而现有的分析方法，在考虑局部密度或密度异质性时，也存在一定的局限性。在这样的背景下，来自法国鲁昂亨利?贝克勒尔癌症中心核医学科以及鲁昂大学 QuantIF-AIMS 的研究人员 Arnaud Dieudonné、Aya Terro 等人开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《EJNMMI Physics》上。

为了实现个性化剂量测定的自动化，研究人员开发了名为 SimpleDose 的软件平台，并对其进行概念验证，同时将其与其他剂量测定方法进行对比。研究人员采用了多个关键技术方法：一是利用 nnU-Net V2 框架进行器官分割，该框架在两个公共数据集上进行训练和验证，能够分割 22 个器官和结构，并通过后处理方法分离皮质骨和骨髓；二是在剂量测定方面，SimpleDose 平台采用塌陷锥叠加（CCS）算法，该算法通过缩放剂量点内核，考虑组织密度的不均匀性，提高计算效率；三是为了对比，还实现了局部沉积法（LDM），并使用基于器官 S 值的软件工具 MIRDcalc 进行参考计算。研究选取了 10 例接受 [¹⁷⁷Lu] Lu-PSMA-617 注射的转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）患者，收集他们的 SPECT/CT 数据进行分析。

研究结果令人瞩目。在 SPECT/CT 数据集方面，成像与注射之间的中位时间为 92（18）小时，中位注射活性为 7025（83）MBq，各器官的质量和浓度也有相应的统计数据。在计算时间上，SimpleDose 在全身分辨率为 2.46×2.46×2.46 mm³的情况下，计算时间中位数仅为 161（23）秒。剂量率比较结果显示，SimpleDose 与 MIRDcalc 在骨髓、肾脏、肝脏、唾液腺和脾脏的器官剂量率结果相近，中位数差异低于 5%，不过两者之间以及与 LDM 之间存在较高的变异性；与 LDM 相比，其与 MIRDcalc 在多个器官上的差异更大。在临床示例中，通过对包含 4 个时间点的数据集进行计算，展示了多次时间点和单次时间点剂量测定的应用，多次时间点剂量测定用时 14 分钟，单次时间点剂量测定从第 1 天和第 3 天数据集处理分别仅需 3.5 分钟和 3.3 分钟，且部分器官的单次时间点剂量测定结果与多次时间点剂量测定结果相近。

在结论和讨论部分，SimpleDose 平台展现出了强大的能力，能够简单快速地计算器官吸收剂量率，且与基于器官 S 值的参考软件 MIRDcalc 相比，在软组织器官的计算结果相近。这一成果对于自动化临床试验剂量测定研究意义重大，有助于提高研究的一致性，推动大规模研究的开展，以进一步明确个性化剂量测定的临床益处。尽管目前 SimpleDose 仅能进行器官剂量测定，但通过在分割步骤中添加肿瘤结构，有望进一步完善该平台，相关的 PSMA 阳性病变模型开发也在进行中。总体而言，这项研究为放射性药物治疗的剂量测定提供了新的思路和方法，为未来的临床应用奠定了坚实的基础，有望在前列腺癌等相关疾病的治疗中发挥重要作用，推动放射性药物治疗领域的发展。