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Alpha-emitters dose point kernel in biological tissues for nuclear medicine applications

Primer Autor	Scarinci, Ignacio
Título	Alpha-emitters dose point kernel in biological tissues for nuclear medicine applications
Editorial	PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Revista	RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY
Lenguaje	en
Resumen	The use of a-emitting radionuclides in radiopharmaceutical therapies has gained prominence due to their high linear energy transfer (LET) and localized energy deposition, making them particularly effective for treating micrometastases and small tumours. This study addresses the challenges of a-particle dosimetry by calculating Dose Point Kernels (DPKs) for monoenergetic sources (4-10 MeV) and clinically relevant radionuclides, specifically 225Ac and 223Ra, using the FLUKA and PHITS Monte Carlo codes. DPKs were derived for a comprehensive dataset of biological tissues, and scaled DPK models were developed to account for monoenergetic emissions as well as individual decay chain members and complete decay chains. In practical applications, voxel dose kernels (DVKs) were used to estimate the absorbed doses from 225Ac-PSMA in prostate cancer histological images. The results show consistent trends in dose deposition, with the main differences between DVKs derived from dose point kernels (DPKs) calculated using FLUKA and PHITS simulations occurring primarily in low-dose regions. These findings establish a robust framework for a-particle dosimetry at the small-scale, enhancing the precision of dose estimations in heterogeneous radiopharmaceutical distributions.El uso de radionúclidos emisores de partículas alfa en terapias radiofarmacéuticas ha cobrado relevancia debido a su alta transferencia lineal de energía (LET) y deposición de energía localizada, lo que los hace particularmente efectivos para el tratamiento de micrometástasis y tumores pequeños. Este estudio aborda los desafíos de la dosimetría de partículas alfa mediante el cálculo de núcleos de dosis puntuales (DPK) para fuentes monoenergéticas (4-10 MeV) y radionúclidos clínicamente relevantes, específicamente 225Ac y 223Ra, utilizando los códigos de Monte Carlo FLUKA y PHITS. Se derivaron DPK para un conjunto de datos completo de tejidos biológicos, y se desarrollaron modelos DPK escalados para tener en cuenta las emisiones monoenergéticas, así como los miembros individuales de la cadena de desintegración y las cadenas de desintegración completas. En aplicaciones prácticas, se utilizaron núcleos de dosis de vóxel (DVK) para estimar las dosis absorbidas de 225Ac-PSMA en imágenes histológicas de cáncer de próstata. Los resultados muestran tendencias consistentes en la deposición de dosis, observándose las principales diferencias entre los DVK derivados de los núcleos de dosis puntuales (DPK) calculados mediante simulaciones FLUKA y PHITS, principalmente en regiones de baja dosis. Estos hallazgos establecen un marco sólido para la dosimetría de partículas alfa a pequeña escala, mejorando la precisión de las estimaciones de dosis en distribuciones heterogéneas de radiofármacos.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	Alpha radioisotopes Dose point kernels Nuclear medicine
doi	10.1016/j.radphyschem.2025.112906
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	MONTE-CARLO DIGITAL AUTORADIOGRAPHY DOSIMETRIC ANALYSIS PARTICLE DISTRIBUTIONS THERAPY MODEL TOOL
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2025.112906
Materias	MONTE-CARLO DIGITAL AUTORADIOGRAPHY DOSIMETRIC ANALYSIS PARTICLE DISTRIBUTIONS THERAPY MODEL TOOL
Disciplinas de la OCDE	Física Nuclear Radiología, Medicina Nuclear y de Imágenes Oncología
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	hibrida verde
Access Rights	24 embargo
Derechos de acceso	24 embargo
Id de Web of Science	WOS:001501728900002
Título de la cita (Recomendado-único)	Alpha-emitters dose point kernel in biological tissues for nuclear medicine applications
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Revista/Libro	RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY
Categoría WOS	Chemistry, Physical Nuclear Science & Technology Physics, Atomic, Molecular & Chemical
Idioma	en
ISSN	0969-806X
Entidad financiadora	Universidad Nacional de Crdoba, Argentina (SeCyT)#Universidad de La Frontera, Chile (DIUFRO project)
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	Universidad Nacional de Crdoba, Argentina (SeCyT) [33620230101110CB] Universidad de La Frontera, Chile (DIUFRO project) [PF24-0012]
Formato	pdf