Monte-Carlo-Simulation und Berechnung der spezifischen absorbierten Strahlenenergiefraktionen (SAF) für ein VOXEL Phantom eines Ferkels für die Inkorporationsdosimetrie

Ziel: Vor erstmaliger Anwendung neuartiger Radiopharmaka im Menschen muss präklinisch eine Abschätzung der inneren Strahlenexposition des Menschen am Tiermodell erfolgen. Hierfür stehen computergenerierte VOXEL Phantome (VP) unterschiedlicher Tiermodelle zur Verfügung. Die Verschiedenen, teils regulatorisch für die klinische Anwendung zugelassenen Softwaretools für die Inkorporationsdosimetrie nutzen Implementationen dieser VP für die präklinische und klinische Dosimetrie. Basierend auf den anatomischen und geometrischen Verhältnissen enthalten die VP die in Zielorganen und Organsystemen absorbierte spezifische Fraktion der von Quellorganen ausgehenden/emittierten Strahlenenergie (specific absorbed fraction, SAF). Diese sind grundlegend für die in Organen und Organsystemen absorbierten Dosis (OD) nach dem MIRD Schema und werden durch Monte-Carlo-Simulation (MC) berechnet. Eigene Arbeiten haben gezeigt, dass im Vergleich zur Verwendung von Kleintieren mit Ferkeln eine den Verhältnissen am Menschen vergleichbarere Abschätzung der Strahlenexposition möglich ist. Daher wurde ein VP für Ferkel erstellt und dessen SAFs durch MC berechnet.
Methodik: Ein 12 kg Ferkel (8 Wochen) wurde nach i.v. Injektion von [18F]Flubatine (185.4 MBq) bis zu 4,5 h p.i. in einem PET/CT (SIEMENS Biograph 16) gemessen und die List-Mode Daten nach Standardkorrekturen rekonstruiert. Unter Nutzung der PET bzw. CT Daten und der Software ROVER (ABX, Radeberg) wurden 18 Organe vorwiegend manuell segmentiert und als DICOM Structure Set exportiert. Mit der Software OEDIPE [1] erfolgte die Zuordnung der Gewebeeigenschaften der segmentierten Organe nach ICRU [2]. Anschließend erfolgt die Simulation in MCNPX (v.2.6.0) mit 20 Millionen Events als Abbruchkriterium.
Ergebnisse: Mit OEDIPE gelingt unter Verwendung des Ergebnisses der MC-Simulation die Erzeugung der SAFs für ein VP des Ferkels. Für 28 Radionuklide wurden SAFs (mGy/MBq*s) für Gehirn, Leber, Gallenblase, Nieren, Dünn- und Dickdarm, Lunge, Herz, Pankreas, rotes Knochenmark, Milz, Magen, Schilddrüse, Thymus, Blase, Skelett, Wirbelsäule und Restkörper berechnet.
Schlussfolgerung: Unter Nutzung von OEDIPE wurde erstmals ein VP des Ferkels erzeugt und durch MC-Simulation die SAFs berechnet. Dieses VP steht der Implementation in verschiedenen am Markt verfügbare Softwaretools zur Verfügung. Seine Anwendbarkeit für die präklinische Inkorporationsdosimetrie wird nunmehr durch den Vergleich mit anderen, bereits implementierten VP weiter untersucht.