《EJNMMI Physics》：Gravity versus pump-driven infusion in targeted radionuclide therapy: a model-based dosimetric evaluation of extravasation
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为解决1??Lu-PSMA/DOTATATE输注外渗致组织损伤风险，本研究构建了涵盖重力与泵驱动输注的动力学模型，结合ED3实测与蒙特卡洛S值计算。结果显示泵辅助输注可将外渗剂量降至重力的1/7（5.2 Gy vs 35 Gy），为临床放射防护与方案优化提供了定量依据。
在核医学精准治疗领域，1??Lu（Lutetium-177）标记的PSMA（前列腺特异性膜抗原）和DOTATATE（生长抑素受体类似物）等靶向放射性药物（Radiopharmaceuticals, RPMs）已成为前列腺癌和神经内分泌肿瘤治疗的重要武器。然而，这些“核弹”在通过静脉输注攻击肿瘤时，存在一个常被忽视的“发射井”风险——外渗（Extravasation），即药液意外渗漏至血管外组织。对于高活度的放射性药物，外渗不仅可能导致局部皮肤坏死、溃疡等严重组织损伤，还会因药物未完全进入体循环而影响疗效。临床中常用的两种输注方式——依赖液位差的重力输注（Gravity-driven infusion）和机械控制的泵辅助输注（Pump-assisted infusion）——在流体动力学上存在本质差异，但究竟哪种方式更能降低外渗风险，此前缺乏定量的模型化评估。因此，本研究旨在构建一个可量化对比的分析模型，为临床选择更安全的输注策略提供科学依据。
主要技术方法概述
本研究扩展了既往的重力输注模型，新增了泵辅助输注的稀释动力学及管路层流（Poiseuille flow）模拟，建立了可计算外渗活度、浓度及等效剂量率（EDR）的机制模型。模型利用28例临床1??Lu-PSMA输注过程中的ED3双侧剂量系统实测数据进行验证。吸收剂量通过结合模拟浓度与蒙特卡洛（Monte Carlo）计算的S值（单位累积活度的吸收剂量）得出，并基于临床SPECT/CT（单光子发射计算机断层成像/计算机断层扫描）数据假设有效滞留时间为1.5小时。
研究结果
模型验证与动力学差异
模型模拟的EDR与临床实测数据吻合良好，输注期间平均偏差仅为16%。模拟结果显示，两种输注方式在外渗情况下的动力学截然不同：重力输注若发生早期外渗，会形成极高的浓度尖峰，且吸收剂量高度依赖外渗发生的时间点；而泵辅助输注则呈现稳定的低浓度平台，受外渗时机影响极小。
剂量与浓度风险对比
在临床参数范围内，重力输注方案产生的外渗浓度高达155–345 MBq/mL，吸收剂量达30–68 Gy（戈瑞），虽可通过预先稀释药物来降低风险，但会显著延长输注时间。相比之下，泵辅助输注通过独立控制药物与生理盐水流速，无需稀释即可将浓度安全地调节至21–180 MBq/mL，剂量降至4–35 Gy。在相同输注时长（如44分钟）下，泵输注的外渗剂量（约5.2 Gy）比重力输注（约35 Gy）低约7倍。
结论与意义
本研究成功构建并验证了用于评估1??Lu-RPM输注外渗剂量的分析模型。结果明确显示，泵辅助输注在降低外渗相关组织损伤风险方面具有决定性优势，其稳定的流体动力学特性使得外渗剂量大幅降低且易于控制。这为各中心推行标准化、高安全性的治疗协议提供了强有力的理论支持，是实现靶向核素治疗“精准投送”与患者安全双赢的优选策略。该研究发表于《EJNMMI Physics》，属于该领域的剂量学与放射防护前沿工作。
