131I治療分化型甲狀腺癌術(shù)后患者體內(nèi)劑量測定方法的臨床應(yīng)用進展

崇維霞 付巍

桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，桂林 541001

甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，其中分化型甲狀腺癌（differentiated thyroid cancer，DTC）是甲狀腺癌中最常見的組織病理學(xué)類型，占所有甲狀腺癌的80%以上[1]。美國甲狀腺協(xié)會（American Thyroid Association，ATA）的DTC管理指南提示，中?；颊邞?yīng)行131I輔助治療，高?；颊邞?yīng)常規(guī)行131I輔助治療[2]。DTC患者行131I治療的劑量較高，需住院隔離觀察，測量患者體內(nèi)殘留的輻射劑量，評估患者的出院時間及病灶的131I攝取情況[3]。我國規(guī)定，接受131I治療的患者體內(nèi)的放射性活度降至400 MBq（約10.8 mCi）方可出院[4]。因此，131I治療后對患者進行體內(nèi)殘余輻射劑量的監(jiān)測與評估尤為重要。

DTC患者術(shù)后131I治療期間體內(nèi)輻射劑量的測量方法主要包括體外測量和體內(nèi)測量兩大類，體外測量包括尿液測量法和血液劑量測定法；體內(nèi)測量主要包括局部測量法和全身測量法[5]。正確評估患者體內(nèi)輻射劑量的分布、病灶的吸收劑量和全身的有效劑量，提高劑量測量的準(zhǔn)確性，評估患者體內(nèi)殘留輻射的代謝趨勢，對于實現(xiàn)輻射防護個體化，滿足臨床診療的需求至關(guān)重要。本文對體內(nèi)和體外測量法及其相關(guān)臨床應(yīng)用進行綜述，旨在為DTC患者術(shù)后131I治療中體內(nèi)劑量學(xué)的研究發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

1 體外測量法

1.1 尿液測量法

DTC患者行131I治療后，殘余的甲狀腺組織及其轉(zhuǎn)移灶可攝取部分131I，并在數(shù)天內(nèi)排出體外，約90%未吸收的131I通過尿液排出，少量通過唾液、汗液和糞便排出[6]。測量尿液的放射性活度可以幫助醫(yī)師了解尿液的排泄信息和患者體內(nèi)殘留的131I放射性活度。Phakdee等[7]使用伽馬能譜分析系統(tǒng)測量了90例DTC患者尿液的放射性活度，結(jié)果表明，患者尿液中131I的平均放射性活性為（2.40±0.78） Bq/d，尿液放射性活度的測量結(jié)果可用于比較和評估人體內(nèi)的放射性活度。湯敏敏等[8]和Zhang等[9]分別對35例和70例DTC患者術(shù)后131I治療后不同時間點尿液中的放射性活度進行測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日尿排泄131I值可用于估算甲狀腺癌患者體內(nèi)殘留的131I放射性活度，輔助醫(yī)師估算患者的出院時間，提高病房的利用率[8-9]。

尿液的測量易受到胃腸道、皮膚汗液、口腔分泌等因素的影響，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，存在一定的缺陷。此外，尿液測量的操作繁雜，增加了醫(yī)務(wù)人員不必要的輻射，因而限制了其臨床應(yīng)用。

1.2 血液劑量測定法

在131I治療中，骨髓是對輻射最為敏感的器官。血液劑量測定法可評估DTC患者術(shù)后131I治療后體內(nèi)殘留的放射性活度，其目的是提高治療的“安全性”，確定每位患者131I的最大安全活性，減少131I治療后血液系統(tǒng)的并發(fā)癥[10]。

血液劑量測定法采用血液樣本確定血液中131I的放射性活度隨時間變化的規(guī)律，以評估131I治療期間患者造血系統(tǒng)對輻射的吸收劑量，可通過對病灶和正常組織的劑量測定確定個體的最佳給藥劑量[11]。Piruzan等[12]對23例術(shù)后行不同劑量131I（3.70、4.62、5.55 GBq）治療的DTC患者體內(nèi)殘留的放射性活度進行測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在給予患者131I 24～48 h后，患者全身的131I放射性活度與血液樣本中的131I放射性活度間存在顯著相關(guān)性，可用于評估患者的輻射風(fēng)險。Ruhlmann等[13]對131I治療前低劑量124I在DTC術(shù)后患者血液中的動力學(xué)變化和131I治療后患者血液中的131I放射性活度變化進行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過患者血液中124I的放射性活度可準(zhǔn)確預(yù)測131I治療后患者血液的放射性活度，可用于患者的個性化治療。

Giostra等[14]對50例DTC術(shù)后患者131I治療前與治療中的紅骨髓和血液中的131I放射性活度進行測定，結(jié)果顯示，131I治療前對紅骨髓中的131I放射性活度進行評估可減少經(jīng)驗法治療的限制，可使用更高劑量的131I提高療效，減少復(fù)發(fā)，可用于DTC患者的個體化治療。Kumar等[15]的研究結(jié)果也證明了上述觀點。血液劑量測定法在“分次”治療中可一次性給予患者較高的131I治療劑量，避免患者的腫瘤生物動力學(xué)特性在多次治療后發(fā)生變化，從而減少對療效的影響。

血液劑量測定法可測量患者血液的放射性活度，并在確保達到治療效果的前提下不超過安全劑量，提高患者的總體生存率。血液劑量測定法需要在131I治療后多個時間節(jié)點進行測量，對患者的依從性要求較高，且為有創(chuàng)性檢查，會對醫(yī)護人員產(chǎn)生不必要的輻射。

2 體內(nèi)測量法

2.1 局部測量法

局部測量法主要使用X-γ輻射測量儀，也稱為實時輻射監(jiān)測儀、數(shù)字式區(qū)域輻射監(jiān)測儀，在距離患者1 m處測量患者的周圍劑量當(dāng)量率，從而估算體內(nèi)放射性活度的變化，為出院時間提供參考。

靳平燕等[16]對DTC患者術(shù)后行131I治療后1 m處的輻射劑量率進行測量，結(jié)果顯示，首次行131I治療的患者和重復(fù)治療患者的平均住院隔離時間分別為3.5、2.5 d，并估算出患者在行131I治療72 h后可與公眾間隔1 m正常接觸。袁海娟等[17]測量了143例DTC患者在131I治療后不同時間點與其距離1 m處的周圍劑量當(dāng)量率，并估算出患者體內(nèi)放射性活度的變化情況，進而得出在131I治療80 h后絕大多數(shù)患者體內(nèi)殘留的放射性活度符合國家最低的出院標(biāo)準(zhǔn)。Mattar等[18]對DTC患者行3 700～7 400 MBq131I治療后，測量距離患者1 m處的周圍劑量當(dāng)量率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者衣服的周圍劑量當(dāng)量率最高，其次是衛(wèi)生間和病床，這可以為患者出院時的輻射防護提供理論指導(dǎo)。實時輻射監(jiān)測儀因具有體積小、測量時間短等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于臨床，可用于評估患者的出院時間。但1 m的測量距離使其易受到外界環(huán)境的干擾，測量時需避開具有放射性的人體或物體。131I在人體內(nèi)的分布不均勻，而實時輻射監(jiān)測儀測量的是劑量當(dāng)量率，誤差較大，同時其測量范圍為0～99.99 μSv/h，另外其在評估患者體內(nèi)殘余輻射劑量的代謝規(guī)律方面存在局限性。

2.2 全身測量法

目前，全身測量法的主要方式是全身顯像，現(xiàn)有的放射性核素顯像技術(shù)，如平面成像、SPECT/CT和PET/CT顯像，可根據(jù)病灶的放射性濃聚情況得到DTC患者131I治療后全身殘留放射性活度的分布圖。下面介紹平面成像和三維成像2種測定方法。

2.2.1 基于二維圖像的劑量評估

通過γ相機可獲得人體內(nèi)放射性核素分布的平面圖像。Thomas等[19]首先提出了傳統(tǒng)的常規(guī)平面（CPlanar）成像方法，該方法通常需要在全身圖像上繪制ROI。Durski等[20]研究發(fā)現(xiàn)，使用Atkins模型計算全身計數(shù)可以估測體內(nèi)殘留的放射性活度，在131I治療前48 h進行全身殘留放射性活度掃描可簡化劑量的測定。全身計數(shù)為100 000～250 000 Kc時，平面圖像的質(zhì)量較高，全身計數(shù)不足會影響圖像的質(zhì)量。季艷會等[21]將132例DTC術(shù)后行131I治療的患者分為首次治療組和復(fù)次治療組，使用全身動態(tài)輻射監(jiān)測系統(tǒng)測量不同時間點患者體內(nèi)殘留的放射性活度并分析其影響因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，131I治療后72 h所有患者體內(nèi)殘留的放射性活度均＜400 MBq，達到出院標(biāo)準(zhǔn)，并發(fā)現(xiàn)DTC患者的T分期和131I的治療劑量是患者體內(nèi)殘留的放射性活度的獨立影響因素。

基于平面成像的定量分析在劑量測定的應(yīng)用中有一定的局限性，因為該方法是二維的，部分?jǐn)?shù)據(jù)在成像過程中易丟失，且圖像中有器官-器官或器官-背景重疊現(xiàn)象。為了提高平面成像定量的精確度，研究者開發(fā)了多種方法，如定量平面（QPLanar）和擴展定量平面（EQPLanar）方法[22-23]。定量平面方法（EQPlanar）可在全身顯像的基礎(chǔ)上結(jié)合SPECT的解剖斷層信息，解決一部分器官重疊問題，從而將傳統(tǒng)平面成像快速采集的優(yōu)勢與SPECT結(jié)合在一起。平面成像的采集時間短，計算量較小，在雙γ相機上相對容易實現(xiàn)，因此，目前其仍是主流的劑量測量法。

2.2.2 基于三維圖像的劑量評估

與二維圖像的方法相比，三維成像技術(shù)定量分析（如SPECT/CT和PET/CT）可改善圖像的對比度和內(nèi)臟器官的重疊問題，在體素水平上顯示器官和腫瘤內(nèi)的不均勻性，以提高量化的精確度[24]。三維劑量分布可用等劑量線和劑量-體積直方圖（DVH）進行放射生物學(xué)的評估，在SPECT/CT融合圖像的基礎(chǔ)上進行SPECT的重建和吸收劑量的計算。目前，計算吸收劑量的方法包括劑量點核法、S值法和蒙特卡洛法等[25-26]。

三維成像技術(shù)是通過SPECT結(jié)合解剖圖像和高級劑量算法的軟件計算實現(xiàn)的，這進一步提高了圖像的精確度，可以輔助醫(yī)師對患者進行個體化治療[27]。Konishi等[28]通過SPECT/CT后處理軟件測量殘留甲狀腺131I攝取量的SUV和絕對放射性濃度（kBq/ml），從而定量檢測殘留的甲狀腺攝取131I的放射性活度，幫助醫(yī)師進行放射性活度的估算。但是，利用成像分析軟件對甲狀腺床131I的攝取進行量化的可靠性還需要進一步的研究進行評估。

此外，124I PET也可用于DTC殘留病灶劑量學(xué)的測定。Wierts等[29]回顧性分析了40例DTC患者術(shù)后行131I治療前和治療后24、96 h的124I PET/CT圖像，結(jié)果表明，在131I治療劑量[（3.0±1.0） GBq]不變的情況下，治療前124I PET/CT可以預(yù)測131I治療后殘余甲狀腺和轉(zhuǎn)移灶的治療反應(yīng)關(guān)系，從而幫助醫(yī)師對患者進行精準(zhǔn)管理。

與傳統(tǒng)的平均吸收劑量的測量方法相比，基于體素的測量方法可以提供更準(zhǔn)確、更完整的劑量信息。SPECT/CT不僅可用于圖像融合和定位，而且可應(yīng)用在基于圖像的放射性核素治療病灶吸收劑量的估算和體內(nèi)輻射劑量分布的評估。定量SPECT可在一定程度上提高器官吸收劑量估算的準(zhǔn)確性[30]。雖然蒙特卡洛法是當(dāng)前吸收劑量計算的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但基于三維成像和圖像后處理提供的劑量測定計算量大，過多的計算成本和時間阻礙了其在臨床中的應(yīng)用[31]。為解決蒙特卡洛法的局限性，有研究人員建議使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）進行體素劑量預(yù)測，研究結(jié)果顯示，其與蒙特卡洛法結(jié)果相近，誤差為1.07%[32]，但卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的計算時間明顯更短。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）法需要專業(yè)的研究機構(gòu)進行計算，對專業(yè)性要求較高，難以普及。

3 小結(jié)與展望

一項放射性核素治療的聯(lián)合指南指出，患者體內(nèi)殘留放射性活度的測定可以幫助醫(yī)師評估患者的出院時間，有助于提高放射性核素治療的效果[33]。目前，131I治療期間患者體內(nèi)殘留放射性活度的測定仍有一定難度，有關(guān)尿液、血液、平面成像、SPECT/CT等相關(guān)體內(nèi)輻射學(xué)測量技術(shù)各有利弊。尿液測量法不僅增加醫(yī)務(wù)人員的輻射損害，而且易受到胃腸道等相關(guān)因素的影響，往往導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。血液測定法可測量患者血液中的放射性活度，確保在達到療效的前提下不超過安全劑量，提高患者的總體生存率，但其具有創(chuàng)傷性，對患者依從性的要求較高，會增加醫(yī)務(wù)人員的額外輻射。局部測量法憑借其體積小，測量時間短的優(yōu)勢被臨床醫(yī)師廣泛應(yīng)用，但其結(jié)果容易受到外界環(huán)境的干擾，且其測量范圍有一定限度，在評估患者殘余輻射的代謝規(guī)律方面存在局限性。平面成像測定法是二維的，可能因器官重疊導(dǎo)致顯像結(jié)果受到影響，且部分?jǐn)?shù)據(jù)在成像過程中易丟失，但因其采集時間短，計算量較小，在雙γ相機上易實現(xiàn)，因此在臨床上仍是主流的劑量測量方法。三維成像測定法基于體素水平，可以計算出某一器官具體的殘留放射性活度，測量結(jié)果更為準(zhǔn)確，但其圖像后處理的計算量較大，阻礙了其在臨床中的應(yīng)用。無論使用哪一種劑量測量方法，都需在多個時間點進行測量，但最佳的測量時間點仍需進行深入研究。綜上所述，已有許多關(guān)于DTC術(shù)后131I治療期間患者體內(nèi)的殘留放射性活度測定的研究，但還沒有建立相關(guān)劑量測定方法的標(biāo)準(zhǔn)化方案，需進一步探討更優(yōu)的測量技術(shù)。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明崇維霞負責(zé)綜述的撰寫；付巍負責(zé)研究命題的提出與設(shè)計、綜述的審閱