利用124I-MIBG PET的双时间点动力学建模简化剂量测定，以指导神经母细胞瘤的131I-MIBG治疗

《MEDICAL PHYSICS》：Simplified dosimetry using two-time-point kinetic modeling of 124I-MIBG PET for 131I-MIBG therapy in neuroblastoma

131I-MIBG剂量学简化方法研究：基于两时点PET/CT数据的动力学建模可准确估算神经母细胞瘤靶向治疗的时间累积活度，较传统单指数拟合方法误差降低67%，有效减少多次扫描负担。

　　

摘要

背景

¹³¹I-甲基碘苯胍（¹³¹I-MIBG）疗法是治疗转移性神经母细胞瘤的一种成熟且有效的方法。由于不同肿瘤部位和器官吸收剂量的差异较大，因此通过SPECT成像等手段进行的¹³¹I-MIBG剂量测量对于制定个性化治疗方案至关重要。然而，传统的基于成像的剂量测量方法通常需要三次或更多次成像才能可靠地估算肿瘤和器官的累积活性（TIA），这不仅增加了工作量，也给患者带来了不便。因此，亟需一种能够在减少成像次数的同时保持测量精度的方法。

目的

本研究旨在开发并验证一种简化的¹³¹I-MIBG疗法剂量测量方法，该方法仅通过两个成像时间点就能准确估算TIA。该方法利用动力学建模从有限的成像数据中估算肿瘤和器官的时变活性曲线（TACs）及累积活性（TIAs），并通过¹²⁴I-MIBG PET成像数据进行了验证。

方法

五名神经母细胞瘤患者在接受¹²⁴I-MIBG治疗后，在三个或四个时间点进行了PET/CT成像。选取了两个成像时间点（给药后约28小时和约113小时）来利用动力学建模框架估算TIA。为了获得血液输入函数，提取了这两个时间点的左心室活性数据，并将其拟合为单指数函数。利用该输入函数，进一步应用单组织室模型从这两个时间点的数据中估算肿瘤和器官的TACs，并通过积分计算出相应的TIA。将所提出的方法与（1）使用相同两个时间点的传统单指数拟合方法以及（2）基于所有可用三个或四个时间点数据的双指数拟合的参考标准方法进行了比较。为了评估所提出方法的性能，以双指数拟合结果为参考，计算了肿瘤和器官TIA估算的相对误差。

结果

与单指数拟合方法相比，所提出的方法显著提高了测量精度。以双指数方法为参考，所提出的方法平均TIA估算偏差为0.3%，标准差为13.8%，均方根误差（RMSE）为14.2%；而单指数拟合方法的偏差为14.9%，标准差为36.3%，RMSE为39.5%。特别是在肿瘤、肾上腺、大脑和甲状腺等部位的测量中，所提出的方法表现更为优越。

结论

我们开发了一种基于两次成像和动力学建模的新型剂量测量方法，可简化¹³¹I-MIBG疗法中的TIA估算过程。该方法通过¹²⁴I-MIBG PET数据验证，其TIA估算性能优于传统的单指数拟合方法。它提供了一种生理学上合理且更具临床应用价值的解决方案，有助于实现个体化剂量测量和放射性药物疗法的个性化治疗计划。

利益冲突声明

Katherine K. Matthay和Kieuhoa T. Vo获得了Alex's Lemonade Stand基金会和Dougherty基金会的支持；Katherine K. Matthay还获得了Mildred Strouss讲席的支持。Steven G. DuBois从Amgen、Bayer、EMD Serono、InhibRx、Jazz和Merck公司获得了咨询费用。