[发明专利]一种用于动物吸收剂量估算的蒙特卡罗体素模型建立方法

说明书

本发明涉及一种用于动物吸收剂量估算的蒙特卡罗体素模型建立方法，通过获取目标动物样品的断层序列图像集，对配准后的二维序列图像进行图像分割，识别不同部位的器官组织，并对不同部位的器官组织填充不同灰度；导入分割识别后的不同部位的器官组织图像，根据不同灰度值完成动物蒙特卡罗模型体素化；根据辐射源项及靶器官，利用蒙特卡罗模型对靶器官源项进行编码，计算靶器官及识别各器官的比有效能，完成临床前放射性药物安全评价中的靶器官吸收剂量估算。采用本发明中公开的方法，能够区分各个组织器官，对同一类动物在不同年龄、体重下的吸收剂量进行精确估算，为临床前药物安全评价中的吸收剂量估算以及对靶器官吸收剂量估算奠定可靠基础。

技术领域

本发明属于临床前放射性药物安全评价领域，具体涉及一种用于动物吸收剂量估算的蒙特卡罗体素模型建立方法。

背景技术

核医学作为现代诊断和治疗的一门医学学科已经兴起和蓬勃发展，其所需的放射性药品成为药品供应领域中的一支主力军。《医用同位素中长期发展规划(2021～2035年)》中也提出要加大医用同位素的发展，不断壮大其在医疗、公共卫生领域的应用规模，充分发挥其在诊断、治疗心血管病、恶性肿瘤等严重威胁人类健康重大疾病中不可替代的作用。

我国放药企业正逐步加大放射性药物研发和临床应用研究工作的投入力度，放射性药物的发展在很大程度上依赖于临床前动物实验的研究结果。每一种新的放射性药物在申请进入临床试验阶段之前都必须先进行动物试验，依据剂量-效应关系的假设，研究早期重点关注受试者的耐受性、剂量限制性毒性和剂量效应关系，通过对动物的放射性药物吸收剂量进行估算，外推估算人体吸收剂量，从而确定适用于人体的剂量范围。

目前，动物吸收剂量估算利用OLINDA2.0估算动物器官组织吸收剂量，该软件计算模型为ICRP第89号出版物中的计算模型，相对比较单一，且软件中能够计算核素种类较少。为了满足放射性药物非临床评价吸收剂量估算的要求，对器官组织吸收剂量进行精确计算，需要针对试验动物的个性化进行区分，试验动物的年龄、体重等多个因素都对吸收剂量估算产生影响，因此目前针对试验动物建立建立的模型具有局限性，不能对同一类动物在不同年龄、体重下的吸收剂量进行精确估算。

Beagle犬作为常用的临床前研究中的实验动物，常被用来模拟临床给药频率和给药途径，借助小动物SPECT或PET-CT，或采用解剖摘取脏器组织检测，明确给药后在动物组织中的分布。由于犬类动物个体化差异，其计量估算的准确性存在误差，影响临床前动物水平放射性药物吸收剂量估算的可靠性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于动物吸收剂量估算的蒙特卡罗体素模型建立方法，针对试验动物建立体素模型，如建立Beagle犬动物体素模型，对同一类动物在不同年龄、体重下的吸收剂量进行精确估算，能够为临床前药物安全评价中的吸收剂量估算提供更加接近真实情况、区分各个组织器官的模型，以便对靶器官吸收剂量进行准确的估算。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于动物吸收剂量估算的蒙特卡罗体素模型建立方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取目标动物样品的断层序列图像集，对所述断层序列图像集进行配准，以得到配准后的二维序列图像；

S2、对所述配准后的二维序列图像进行图像分割，识别不同部位的器官组织，并对不同部位的器官组织填充不同灰度；

S3、导入分割识别后的不同部位的器官组织图像，根据器官组织灰度值的不同读取不同器官组织的重复结构，并对识别的异常像素点进行修正，完成动物蒙特卡罗模型体素化过程；

S4、根据辐射源项及靶器官，利用蒙特卡罗模型对靶器官源项进行编码，计算靶器官及识别各器官的比有效能，完成临床前放射性药物安全评价中的靶器官吸收剂量估算。

进一步，步骤S1中包括将目标动物麻醉后，固定目标动物体位，将目标动物沿水平方向从头部扫描至尾部，以获得目标动物的断层扫描图像。