SIRT的剂量学计算，其目标是预测并实现精准的“量体裁衣”式治疗，确保给予肿瘤足够的杀伤剂量，同时最大限度地保护正常肝脏，最终达到最佳的疗效-安全比[reference:0]。

从基础到应用的剂量学模型

剂量学的核心是使用不同的数学模型将放射性活度（GBq）转化为肿瘤和正常组织吸收的辐射剂量（Gy）[reference:1]。以下是几种主流计算模型：

：

模型名称	原理与方法	参数与公式	临床特点
体表面积模型 (BSA)	基于患者体表面积和肿瘤负荷进行估算-。	BSA (m²) = 0.20247 × 身高(m)^0.725 × 体重(kg)^0.425-。	简单快速，但未考虑个体间肿瘤血供差异，可能影响治疗精准性-4。
分区模型 (Partition Model)	基于 ⁹⁹ᵐTc-MAA SPECT/CT 成像，模拟微球在体内的分布，将肝脏分为肿瘤、正常肝组织和肺三个功能区室-。	`A_total = [D_liver × ((T/N × M_tumor) + M_liver)] / [49670 × (1 - LS/100)]`-1	个性化精准计算，能更好地预测肿瘤吸收剂量和疗效-4，是目前主流推荐模型。
MIRD单室模型	假设放射性物质在肝脏内均匀分布，将整个肝脏视为一个单一腔室进行计算-18。	`D (Gy) = A (GBq) × 50 / M (kg)`-25。	计算简便，但忽略了肿瘤和正常组织间的剂量差异。
MIRD双室模型	与分区模型类似，将肿瘤和正常肝脏分为两个腔室进行计算-。	参考分区模型。	实现了对肿瘤和正常组织剂量的分别估算。
地域性模型 (Territorial Model)	分区模型的优化，根据动脉供血区域（如肝左、右动脉）划分功能区，更精细地计算正常肝组织的剂量分布--。	基于动脉供血区域划分。	考虑了动脉血供的影响，对正常肝组织的剂量评估更精确-。
体素级/蒙特卡洛模型	通过复杂的计算机模拟，计算每个微小体积单元（体素）的剂量，获得整个肝脏的三维剂量分布图--。	基于体素划分。	精度最高，能生成直观的剂量分布图，但计算量大，主要用于研究-1。

核心临床模型详解

分区模型 (Partition Model)：精准计算的中坚力量

分区模型是目前临床实践中的主流方法，其计算通常包含以下步骤：

1. 获取关键参数：通过术前⁹⁹ᵐTc-MAA SPECT/CT模拟扫描，精确测量三个关键参数：肺分流率 (Lung Shunt Fraction, LSF)、肿瘤/正常组织比 (Tumor-to-Normal Ratio, T/N) 以及肝脏、肿瘤和肺的体积与质量[reference:17]。
2. 执行核心公式：代入上述参数计算总放射性活度（A_total）。核心公式为A_total = [D_liver ×

] / [49670 × (1 - LS/100)]，其中D_liver是预设的正常肝脏耐受剂量[reference:18]。
3. 生成处方活度：计算出需要注射的总放射性活度（单位：GBq）。

该模型能够更好地预测肿瘤控制概率 (TCP)，例如在处方剂量80-150Gy范围内，相比标准模型，分区模型预测的TCP值变化范围可以从降低13%到增加32%[reference:19]。针对具体病灶（靶病灶），该差异更为显著，TCP预测值的变化范围在降低26%到增加81%之间[reference:20]。这种差异强调了选择合适剂量模型的重要性。

肿瘤控制概率 (TCP) 模型：预测疗效的关键

TCP模型用于预测达到特定肿瘤吸收剂量时，肿瘤被完全杀灭的概率。

· 玻璃微球 (TheraSphere)：研究表明，当肿瘤吸收剂量达到约205 Gy或更高时，可带来显著的生存获益。一项研究中，达到该剂量阈值患者的中位总生存期(OS)为20.2个月，而未达到者仅为3个月[reference:21]。高剂量（如 215 Gy）可实现更佳的肿瘤反应[reference:22]。
· 树脂微球 (SIR-Spheres)：研究建议的有效肿瘤吸收剂量阈值为100-120 Gy，同样是追求更高剂量以提升疗效[reference:23][reference:24]。

辅助计算与计划软件

剂量计算由专门的软件工具辅助完成，以确保精准和高效。

软件名称	开发商/来源	主要特点与功能
SIR-Spheres Microspheres Activity Calculator (SMAC)	Sirtex Medical	专为树脂微球设计的BSA模型计算器，已获FDA批准[reference:25][reference:26]。
MIRDy90	美国核医学会(MIRDsoft)	免费的Excel工具，集成BSA、单室和双室等多种模型，用于研究和比较不同模型下的处方活度[reference:27][reference:28]。
OEDIPE	法国国家健康与医学研究院	用于治疗计划优化和分次方案设计，尤其适用于剂量分割研究[reference:29]。
PLANET® Dose	DOSIsoft	提供一体化的3D个性化剂量分析，支持SIRT等多种治疗[reference:30]。
Velocity	Varian	可用于SIRT的剂量分析[reference:31]。
Simplicit90Y	(未知)	支持分区模型，用于剂量计算[reference:32]。
Torch	(未知)	完整的放射核素治疗计划与剂量分析平台[reference:33]。

剂量学计算的临床实施

SIRT的剂量学计算是一个融入多学科协作的临床决策流程。中国首部《钇-90微球选择性内放射治疗肝脏恶性肿瘤规范化操作专家共识（2024版）》对此有详细阐述[reference:34]：

1. 多学科团队（MDT）评估：由介入科、肝胆外科、核医学科等专家共同完成患者筛选和评估[reference:35]。
2. 影像学评估：通过增强CT、MRI等明确肿瘤特征，通过肝脏体积测定、血管造影和⁹⁹ᵐTc-MAA SPECT/CT模拟获取关键参数[reference:36]。
3. 剂量计算与计划制定：核医学物理师基于上述参数，选择合适的剂量学模型进行精确计算，制定个体化治疗计划[reference:37]。
4. 治疗执行与术后验证：介入医师根据计划实施微球输注。术后通过⁹⁰Y PET/CT成像进行剂量验证，确认实际分布与预期相符[reference:38]。
5. 术后随访：定期影像学随访评估疗效，并监测肝功能等指标。

最新进展与未来展望

SIRT剂量学正处于从“经验”到“精准”的快速发展阶段，未来趋势包括：

· 更精准的预测模型：采用剂量血管造影、利用人工智能进行自动化图像分割和剂量计算[reference:39][reference:40]。
· 更全面的评估指标：探索放射组学和剂量组学等新技术，从影像中挖掘更多信息来预测疗效[reference:41]。
· 新的示踪剂与治疗核素：探索如⁶⁸Ga-MAA等替代示踪剂[reference:42]，以及¹⁶⁶Ho等新型治疗核素实现真正的治疗剂量验证。
· 更个体化的剂量优化：基于生物效应模型（如生物有效剂量BED）进行优化，并结合正常组织并发症概率（NTCP）模型，自动寻找最佳剂量方案[reference:43]。

需要注意的是，上述剂量学方法主要针对实体肿瘤，其核心在于实现物理层面的精准“制导”，这与针对特定分子靶点的药物剂量学（如抗体偶联药物ADC）有本质区别，后者更关注药物在体内的分布和代谢过程。

治疗前计算 Pre-treatment activity calculation

简单假设 simplified assumption

1 GBq（放射活度单位） 90Y in 1 kg tissue = 50 Gy（放射吸收剂量

活度计算方法 :

- 体表面积和肝脏容积 BSA and liver involvement

- 靶容积 Target volume

- 肿瘤/正常组织容积和不同的活度分布Tumor / normal volume and differential activity distribution

- 被纠正肺分流 Corrected for lung shunt!

GBq：法定计量单位以贝可（Bq）计，1Bq=1次核衰变/秒。常用的单位还有千贝可（kBq）、兆培或竖贝可（团哗MBq）、吉贝可（GBq）

Gy 放射治疗剂量单位为放射吸收剂量，放射吸收剂量是指每单位物质所传递一定数量的能量。国际单位系统确立Gmy (Gy)作为吸收剂量单位，1 Gy相当于100 cGy

BSA method


1.82 GBq 放射活度单位，放射栓塞引导肝脏疾病（REILD）	1.85GBq 放射活度单位疾病进展（progressive disease）

三室模型划分方法

三室模型 Tricompartment model:

- 活度/分布Activity distribution

- 容积/肿块 Volume / mass

- 吸收剂量 Absorbed dose

A- total = Dliver *((T/N * M- tumor)+ M-liver)

49670 * (1-LS/100)

描述不准确而且耗时 Delineation is inaccurate and time consuming

正常肝段

Radioembolization dosimetry


Liver autoradiography	Radiation absorbed dose map

Pre-treatment dosimetry

治疗前剂量测定

使用自动分割工具基于体素划分建模的个体化治疗计划
对功能性肝脏的剂量是剂量限制

Post-treatment dosimetry


Global Clinical Showcase, SIR Exp

肝对放射的耐受

放射源的选择性应用（高剂量靶向肿瘤组织），可以更有效保护周围健康的肝脏组织，邻近器官或结构的低照射

重要的事再说一遍：放射治疗的肝脏耐受性和肿瘤的敏感性

Kennedy et al. Int J Rad Oncol Biol Phys 2004; 60: 1520–1533

选择性内放射治疗的概念 Concept of Selective Internal Radiation Therapy

靶向选择高放射剂量到肝内任何位置、和细胞类型肿瘤，同时维持正常肝组织的低剂量

Produce selective tumoral necrosis by direct radiation

灌注放射性栓塞微粒

直径 30μm
半衰期 64小时
Beta 0.39MeV
组织内穿透平均2.5mm，最大11mm
到达100~1000Gy肿瘤治疗剂量

生物相容性的玻璃微粒包含钇90


软组织内最大穿透10mm 半衰期=64.2小时（2.67天） 3GBq 活性

病人的选择：剂量计算（Cannot be predicted accurately）

Heterogeneous, depending on

– patterns of arterial blood flow inside the liver

肝内动脉血流的类型

– velocity of injection of the spheres

微球注射的速率

– vessel density within the tumors

肿瘤内血管的密度

– tumor volume and relation to liver volume

肿瘤容积和相对肝容积

等剂量曲线

放射性栓塞剂量学 Radioembolization dosimetry


治疗前


治疗时	治疗后

肿瘤优先累积 Preferential tumor accumulation


治疗前 FDG-PET	99mTc-MAA SPECT

Real time dosimetry during treatment

Hybrid C-arm X-ray / Scintigraphy

概念的证实（proof of concept）