基于多能量窗投影域定量 SPECT 方法的钍-227 与镭-223 联合区域摄取量化
医学物理
2024-07-03 v4
摘要
基于钍-227 的 α 粒子放射性药物治疗（α-RPTs）正在多项临床和临床前研究中被探索。给药后，钍-227 衰变为镭-223（另一种 α 粒子发射同位素），并在患者体内重新分布。对钍-227 和镭-223 的可靠剂量量化具有重要的临床意义，而 SPECT 或可完成该量化，因为这些同位素也会发射 X 射线和伽马光子。然而，与传统 SPECT 相比活动度低数个数量级，导致探测计数极少、存在多个光峰、这些同位素的发射谱大量重叠以及 SPECT 中的图像退化效应，给可靠量化带来了挑战。为解决这些问题，我们提出了一种多能量窗投影域量化（MEW-PDQ）方法，该方法利用来自多个能量窗的 SPECT 投影直接联合估计钍-227 和镭-223 的区域活动度摄取。我们在针对前列腺癌骨转移且接受基于钍-227 的 α-RPTs 治疗的患者的成像背景下，使用拟人化数字体模通过逼真仿真研究对该方法进行了评估。所提方法在虚拟成像试验中，以及在中度区域内异质摄取和中度区域支持定义不准确的情况下，对两种同位素均给出了可靠（准确且精确）的区域摄取估计，并在不同病灶大小和对比度下优于最先进的方法。此外，我们展示了使用多个能量窗的有效性，且采用所提方法估计摄取的方差接近由 Cramér-Rao 下界定义的理论极限。
引用
@article{arxiv.2305.17117,
title = {Joint regional uptake quantification of Thorium-227 and Radium-223 using a multiple-energy-window projection-domain quantitative SPECT method},
author = {Zekun Li and Nadia Benabdallah and Richard Laforest and Richard L. Wahl and Daniel L. J. Thorek and Abhinav K. Jha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17117},
year = {2024}
}