Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Том 62. № 1. C. 49-55

DOI: 10.12737/25059

Ю.В. Лысак¹, М.О. Гончаров², Б.Я. Наркевич ^2,3, С.В. Ширяев²

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МОНТЕ-КАРЛО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РАДИОНУКЛИДНОЙ ТЕРАПИИ

1. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва; 2. ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, Москва; 3. Институт медицинской физики и инженерии, Москва, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ю.В. Лысак - аспирант МИФИ; М.О. Гончаров - врач-радиолог лаборатории радиоизотопной диагностики РОНЦ им. Н.Н.Блохина; Б.Я. Наркевич - вед.н.с. лаборатории радиоизотопной диагностики РОНЦ им. Н.Н.Блохина, д.т.н., профессор; С.В. Ширяев - зав. лабораторией радиоизотопной диагностики РОНЦ им. Н.Н.Блохина, д.м.н., профессор

Реферат

Цель: Разработка и клиническая апробация методики дозиметрического планирования радионуклидной терапии на основе Монте-Карло-моделирования процесса переноса излучения.

Материал и методы: Предложена методика определения в абсолютных единицах активности радиофармпрепарата, накопленного в опухолевом очаге. Методика основана на сцинтиграфии шприца с содержащейся в нем диагностической активностью радиофармпрепарата, двухпроекционной сцинтиграфии пациента после инъекции этого радиофармпрепарата и определении накопления радиофармпрепарата при введении рассчитанной методом Монте-Карло поправки на поглощение и рассеяние излучения в теле пациента и в коллиматоре гамма-камеры. Была использована программа MCNP Монте-Карло-моделирования. Методика была апробирована при исследовании с инъекцией 30 МБк ¹²³I-MIBG ребенку с нейробластомой.

Результаты: Уровень накопления радиофармпрепарата в опухоли надпочечника составил 0,78 МБк, т.е. 2,6 % от введенной активности. Это соответствует литературным данным (в среднем около 2,4 %) для сцинтиграфических исследований детей с нейробластомами. При использовании известной методики расчета по аналитической формуле без введения поправки на поглощение и рассеяние излучения был получен результат 1,02 МБк, т.е. завышение составило 31 %.

Выводы: Введение рассчитанной методом Монте-Карло поправки на поглощение и рассеяние излучения при проведении сцинтиграфии пациента позволяет повысить точность дозиметрического планирования радионуклидной терапии.

Ключевые слова: радионуклидная терапия, дозиметрическое планирование, опухолевые очаги, накопление радиофармпрепарата, определение активности, метод Монте-Карло

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kost S.D., Dewaraja Y.K., Abramson R.G., Stabin M.G. A voxel-based dosimetry method for targeted radionuclide therapy using Geant4 // Cancer Biother. Radiopharm. 2015. Vol. 30. № 1. P. 1-11.
2. 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. P. 5503-5524.
3. 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. P. 37-61.
4. 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 Biother. Radiopharm. 2015. Vol. 30. № 9. P. 369-379.
5. Quantitative Nuclear Medicine Imaging: Concepts, Requirements and Methods. - Vienna: International Atomic Energy Agency. 2014.
6. Eckerman K.F., Cristy M., Ryman J.C. The ORNL mathematical phantom series. 1998.
7. Krstic D., Nikezic D. Input files with ORNL - mathematical phantoms of the human body for MCNP-4B // Computer Phys. Commun. 2007. Vol. 176. P. 33-37.
8. Basic Anatomical and Physiological Data for Use in Radiological Protection Reference Values. ICRP Publication 89 // Ann. ICRP. 2002. Vol. 32. № 3-4.
9. Лысак Ю.В., Демин В.М., Климанов В.А. и соавт. Подход к дозиметрическому планированию радионуклидной терапии // Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2016. № 3. С. 163-172.
10. Briesmeister J.F. MCNP - A General Monte Carlo N-Particle Transport Code. Version 4C. - LA-13709-M. 2000. 823 p.
11. Schmidt M., Simon T., Hero B. et al. The prognostic impact of functional imaging with ¹²³I-MIBG in patients with stage 4 neuroblastoma.1 year of age on a high-risk treatment protocol: results of the German Neuroblastoma Trial NB97 // Eur. J. Cancer. 2008. Vol. 44. P. 1552-1558.
12. Howman-Giles R., Shaw P.J., Uren R.F., Chung D.K. Neuroblastoma and other neuroendocrine tumors // Semin. Nucl. Med. 2007. Vol. 37. P. 286-302.
13. Kushner B.H. Neuroblastoma: a disease requiring a multitude of imaging studies // J. Nucl. Med. 2004. Vol. 45. P. 1172-1188.
14. Kushner B.H., Kramer K., Modak S., Cheung N.K. Sensitivity of surveillance studies for detecting asymptomatic and unsuspected relapse of high-risk neuroblastoma // J. Clin. Oncol. 2009. Vol. 27. P. 1041-1046.
15. Vik T.A., Pfluger T., Kadota R. et al. ¹²³I-MIBG scintigraphy in patients with known or suspected neuroblastoma: results from a prospective multicenter trial // Pediatr. Blood Cancer. 2009. Vol. 52. P. 784-790.
16. Papathanasiou N.D., Gaze M.N., Sullivan K. et al. ¹⁸F-FDG PET/CT and ¹²³I-metaiodobenzylguanidine imaging in high-risk neuroblastoma: diagnostic comparison and survival analysis // J. Nucl. Med. 2011. Vol. 52. № 4. P. 519-525.

Для цитирования: Лысак Ю.В., Гончаров М.О., Наркевич Б.Я., Ширяев С.В. Применение метода Монте-Карло для повышения точности дозиметрического планирования радионуклидной терапии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Т. 62. № 1. С. 49-55. DOI: 10.12737/25059

PDF (RUS) Полная версия статьи