131I治疗分化型甲状腺癌术后患者体内剂量测定方法的临床应用进展

崇维霞 付巍

桂林医学院附属医院核医学科，桂林 541001

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤之一，其中分化型甲状腺癌（differentiated thyroid cancer，DTC）是甲状腺癌中最常见的组织病理学类型，占所有甲状腺癌的80%以上[1]。美国甲状腺协会（American Thyroid Association，ATA）的DTC管理指南提示，中危患者应行131I辅助治疗，高危患者应常规行131I辅助治疗[2]。DTC患者行131I治疗的剂量较高，需住院隔离观察，测量患者体内残留的辐射剂量，评估患者的出院时间及病灶的131I摄取情况[3]。我国规定，接受131I治疗的患者体内的放射性活度降至400 MBq（约10.8 mCi）方可出院[4]。因此，131I治疗后对患者进行体内残余辐射剂量的监测与评估尤为重要。

DTC患者术后131I治疗期间体内辐射剂量的测量方法主要包括体外测量和体内测量两大类，体外测量包括尿液测量法和血液剂量测定法；体内测量主要包括局部测量法和全身测量法[5]。正确评估患者体内辐射剂量的分布、病灶的吸收剂量和全身的有效剂量，提高剂量测量的准确性，评估患者体内残留辐射的代谢趋势，对于实现辐射防护个体化，满足临床诊疗的需求至关重要。本文对体内和体外测量法及其相关临床应用进行综述，旨在为DTC患者术后131I治疗中体内剂量学的研究发展提供理论指导。

1 体外测量法

1.1 尿液测量法

DTC患者行131I治疗后，残余的甲状腺组织及其转移灶可摄取部分131I，并在数天内排出体外，约90%未吸收的131I通过尿液排出，少量通过唾液、汗液和粪便排出[6]。测量尿液的放射性活度可以帮助医师了解尿液的排泄信息和患者体内残留的131I放射性活度。Phakdee等[7]使用伽马能谱分析系统测量了90例DTC患者尿液的放射性活度，结果表明，患者尿液中131I的平均放射性活性为（2.40±0.78） Bq/d，尿液放射性活度的测量结果可用于比较和评估人体内的放射性活度。汤敏敏等[8]和Zhang等[9]分别对35例和70例DTC患者术后131I治疗后不同时间点尿液中的放射性活度进行测量，结果发现，日尿排泄131I值可用于估算甲状腺癌患者体内残留的131I放射性活度，辅助医师估算患者的出院时间，提高病房的利用率[8-9]。

尿液的测量易受到胃肠道、皮肤汗液、口腔分泌等因素的影响，导致测量结果不准确，存在一定的缺陷。此外，尿液测量的操作繁杂，增加了医务人员不必要的辐射，因而限制了其临床应用。

1.2 血液剂量测定法

在131I治疗中，骨髓是对辐射最为敏感的器官。血液剂量测定法可评估DTC患者术后131I治疗后体内残留的放射性活度，其目的是提高治疗的“安全性”，确定每位患者131I的最大安全活性，减少131I治疗后血液系统的并发症[10]。

血液剂量测定法采用血液样本确定血液中131I的放射性活度随时间变化的规律，以评估131I治疗期间患者造血系统对辐射的吸收剂量，可通过对病灶和正常组织的剂量测定确定个体的最佳给药剂量[11]。Piruzan等[12]对23例术后行不同剂量131I（3.70、4.62、5.55 GBq）治疗的DTC患者体内残留的放射性活度进行测量，结果发现，在给予患者131I 24～48 h后，患者全身的131I放射性活度与血液样本中的131I放射性活度间存在显著相关性，可用于评估患者的辐射风险。Ruhlmann等[13]对131I治疗前低剂量124I在DTC术后患者血液中的动力学变化和131I治疗后患者血液中的131I放射性活度变化进行观察，结果发现，通过患者血液中124I的放射性活度可准确预测131I治疗后患者血液的放射性活度，可用于患者的个性化治疗。

Giostra等[14]对50例DTC术后患者131I治疗前与治疗中的红骨髓和血液中的131I放射性活度进行测定，结果显示，131I治疗前对红骨髓中的131I放射性活度进行评估可减少经验法治疗的限制，可使用更高剂量的131I提高疗效，减少复发，可用于DTC患者的个体化治疗。Kumar等[15]的研究结果也证明了上述观点。血液剂量测定法在“分次”治疗中可一次性给予患者较高的131I治疗剂量，避免患者的肿瘤生物动力学特性在多次治疗后发生变化，从而减少对疗效的影响。

血液剂量测定法可测量患者血液的放射性活度，并在确保达到治疗效果的前提下不超过安全剂量，提高患者的总体生存率。血液剂量测定法需要在131I治疗后多个时间节点进行测量，对患者的依从性要求较高，且为有创性检查，会对医护人员产生不必要的辐射。

2 体内测量法

2.1 局部测量法

局部测量法主要使用X-γ辐射测量仪，也称为实时辐射监测仪、数字式区域辐射监测仪，在距离患者1 m处测量患者的周围剂量当量率，从而估算体内放射性活度的变化，为出院时间提供参考。

靳平燕等[16]对DTC患者术后行131I治疗后1 m处的辐射剂量率进行测量，结果显示，首次行131I治疗的患者和重复治疗患者的平均住院隔离时间分别为3.5、2.5 d，并估算出患者在行131I治疗72 h后可与公众间隔1 m正常接触。袁海娟等[17]测量了143例DTC患者在131I治疗后不同时间点与其距离1 m处的周围剂量当量率，并估算出患者体内放射性活度的变化情况，进而得出在131I治疗80 h后绝大多数患者体内残留的放射性活度符合国家最低的出院标准。Mattar等[18]对DTC患者行3 700～7 400 MBq131I治疗后，测量距离患者1 m处的周围剂量当量率，结果发现，患者衣服的周围剂量当量率最高，其次是卫生间和病床，这可以为患者出院时的辐射防护提供理论指导。实时辐射监测仪因具有体积小、测量时间短等优势，广泛应用于临床，可用于评估患者的出院时间。但1 m的测量距离使其易受到外界环境的干扰，测量时需避开具有放射性的人体或物体。131I在人体内的分布不均匀，而实时辐射监测仪测量的是剂量当量率，误差较大，同时其测量范围为0～99.99 μSv/h，另外其在评估患者体内残余辐射剂量的代谢规律方面存在局限性。

2.2 全身测量法

目前，全身测量法的主要方式是全身显像，现有的放射性核素显像技术，如平面成像、SPECT/CT和PET/CT显像，可根据病灶的放射性浓聚情况得到DTC患者131I治疗后全身残留放射性活度的分布图。下面介绍平面成像和三维成像2种测定方法。

2.2.1 基于二维图像的剂量评估

通过γ相机可获得人体内放射性核素分布的平面图像。Thomas等[19]首先提出了传统的常规平面（CPlanar）成像方法，该方法通常需要在全身图像上绘制ROI。Durski等[20]研究发现，使用Atkins模型计算全身计数可以估测体内残留的放射性活度，在131I治疗前48 h进行全身残留放射性活度扫描可简化剂量的测定。全身计数为100 000～250 000 Kc时，平面图像的质量较高，全身计数不足会影响图像的质量。季艳会等[21]将132例DTC术后行131I治疗的患者分为首次治疗组和复次治疗组，使用全身动态辐射监测系统测量不同时间点患者体内残留的放射性活度并分析其影响因素，结果发现，131I治疗后72 h所有患者体内残留的放射性活度均＜400 MBq，达到出院标准，并发现DTC患者的T分期和131I的治疗剂量是患者体内残留的放射性活度的独立影响因素。

基于平面成像的定量分析在剂量测定的应用中有一定的局限性，因为该方法是二维的，部分数据在成像过程中易丢失，且图像中有器官-器官或器官-背景重叠现象。为了提高平面成像定量的精确度，研究者开发了多种方法，如定量平面（QPLanar）和扩展定量平面（EQPLanar）方法[22-23]。定量平面方法（EQPlanar）可在全身显像的基础上结合SPECT的解剖断层信息，解决一部分器官重叠问题，从而将传统平面成像快速采集的优势与SPECT结合在一起。平面成像的采集时间短，计算量较小，在双γ相机上相对容易实现，因此，目前其仍是主流的剂量测量法。

2.2.2 基于三维图像的剂量评估

与二维图像的方法相比，三维成像技术定量分析（如SPECT/CT和PET/CT）可改善图像的对比度和内脏器官的重叠问题，在体素水平上显示器官和肿瘤内的不均匀性，以提高量化的精确度[24]。三维剂量分布可用等剂量线和剂量-体积直方图（DVH）进行放射生物学的评估，在SPECT/CT融合图像的基础上进行SPECT的重建和吸收剂量的计算。目前，计算吸收剂量的方法包括剂量点核法、S值法和蒙特卡洛法等[25-26]。

三维成像技术是通过SPECT结合解剖图像和高级剂量算法的软件计算实现的，这进一步提高了图像的精确度，可以辅助医师对患者进行个体化治疗[27]。Konishi等[28]通过SPECT/CT后处理软件测量残留甲状腺131I摄取量的SUV和绝对放射性浓度（kBq/ml），从而定量检测残留的甲状腺摄取131I的放射性活度，帮助医师进行放射性活度的估算。但是，利用成像分析软件对甲状腺床131I的摄取进行量化的可靠性还需要进一步的研究进行评估。

此外，124I PET也可用于DTC残留病灶剂量学的测定。Wierts等[29]回顾性分析了40例DTC患者术后行131I治疗前和治疗后24、96 h的124I PET/CT图像，结果表明，在131I治疗剂量[（3.0±1.0） GBq]不变的情况下，治疗前124I PET/CT可以预测131I治疗后残余甲状腺和转移灶的治疗反应关系，从而帮助医师对患者进行精准管理。

与传统的平均吸收剂量的测量方法相比，基于体素的测量方法可以提供更准确、更完整的剂量信息。SPECT/CT不仅可用于图像融合和定位，而且可应用在基于图像的放射性核素治疗病灶吸收剂量的估算和体内辐射剂量分布的评估。定量SPECT可在一定程度上提高器官吸收剂量估算的准确性[30]。虽然蒙特卡洛法是当前吸收剂量计算的“金标准”，但基于三维成像和图像后处理提供的剂量测定计算量大，过多的计算成本和时间阻碍了其在临床中的应用[31]。为解决蒙特卡洛法的局限性，有研究人员建议使用卷积神经网络（CNN）进行体素剂量预测，研究结果显示，其与蒙特卡洛法结果相近，误差为1.07%[32]，但卷积神经网络（CNN）的计算时间明显更短。卷积神经网络（CNN）法需要专业的研究机构进行计算，对专业性要求较高，难以普及。

3 小结与展望

一项放射性核素治疗的联合指南指出，患者体内残留放射性活度的测定可以帮助医师评估患者的出院时间，有助于提高放射性核素治疗的效果[33]。目前，131I治疗期间患者体内残留放射性活度的测定仍有一定难度，有关尿液、血液、平面成像、SPECT/CT等相关体内辐射学测量技术各有利弊。尿液测量法不仅增加医务人员的辐射损害，而且易受到胃肠道等相关因素的影响，往往导致测量结果不准确。血液测定法可测量患者血液中的放射性活度，确保在达到疗效的前提下不超过安全剂量，提高患者的总体生存率，但其具有创伤性，对患者依从性的要求较高，会增加医务人员的额外辐射。局部测量法凭借其体积小，测量时间短的优势被临床医师广泛应用，但其结果容易受到外界环境的干扰，且其测量范围有一定限度，在评估患者残余辐射的代谢规律方面存在局限性。平面成像测定法是二维的，可能因器官重叠导致显像结果受到影响，且部分数据在成像过程中易丢失，但因其采集时间短，计算量较小，在双γ相机上易实现，因此在临床上仍是主流的剂量测量方法。三维成像测定法基于体素水平，可以计算出某一器官具体的残留放射性活度，测量结果更为准确，但其图像后处理的计算量较大，阻碍了其在临床中的应用。无论使用哪一种剂量测量方法，都需在多个时间点进行测量，但最佳的测量时间点仍需进行深入研究。综上所述，已有许多关于DTC术后131I治疗期间患者体内的残留放射性活度测定的研究，但还没有建立相关剂量测定方法的标准化方案，需进一步探讨更优的测量技术。

利益冲突所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明崇维霞负责综述的撰写；付巍负责研究命题的提出与设计、综述的审阅