Summary
Questo metodo stima la dose assorbita di diverse strutture per la terapia peptidica-recettore-radionuclide (PRRT) con la possibilità di evitare la sovrapposizione degli organi su proiezioni 2D. Le immagini planari seriali per tutto il corpo permettono la stima delle dosi medie assorbite lungo tutto il corpo, mentre l'approccio ibrido, che combina immagini planari e immagini 3D-SPECT/CT, supera i limiti della sovrapposizione della struttura.
Abstract
Il Peptide-receptor-radionuclide-therapy (PPRT) è una terapia mirata che combina un radionuclide energetico a corto raggio con un substrato ad alta specificità per i recettori delle cellule tumorali. Dopo l'iniezione, il radiotracer viene distribuito in tutto il corpo, con un maggiore assorbimento nei tessuti dove i recettori mirati sono sovraespressi. L'uso di emettitori beta/gamma radionuclide consente di eseguire contemporaneamente l'imaging terapeutico (beta-emissione) e l'imaging post-terapia (emissione gamma). Le immagini sequenziali post-trattamento consentono il calcolo della dose assorbita in base all'assorbimento locale e alla cinetica di lavaggio/lavaggio. Abbiamo implementato un metodo ibrido che combina le informazioni derivate da immagini 2D e 3D. Le immagini seriali dell'intero corpo e i campioni di sangue vengono acquisiti per stimare la dose assorbita a diversi organi a rischio e per le lesioni diffuse in tutto il corpo. Una singola immagine 3D-SPECT/CT, limitata alla regione addominale, supera la sovrapposizione di proiezione su immagini planari di diverse strutture come l'intestino e i reni. Il metodo ibrido 2D-3D-SPECT/CT combina le informazioni di emivita effettive derivate dalle immagini planari 2D con la distribuzione di assorbimento locale derivata dalle immagini 3D. Abbiamo implementato questa metodologia per stimare la dose assorbita per i pazienti sottoposti a PRRT con 177Lu-PSMA-617. La metodologia potrebbe tuttavia essere implementata con altri radiotracciatori beta-gamma. Ad oggi, 10 pazienti sono stati arruolati nello studio di dosimetria con 177Lu-PSMA-617 combinati con protezioni farmacologiche per reni e ghiandole salivari (compresse di mannitolo e glutammato, rispettivamente). Il rapporto mediano tra l'assorbimento dei reni a 24 h valutato su immagini planari e 3D-SPECT/CT è 0,45 (intervallo:0.32-1,23). Il confronto tra approccio 3D ibrido e 3D completo è stato testato su un paziente, con una sottovalutazione dell'1,6% rispetto al 3D completo (2D: 0,829 mGy/MBq, ibrido: 0.315 mGy/MBq, 3D: 0.320 mGy/MBq). La sicurezza del trattamento è stata confermata, con una dose media assorbita di 0,73 mGy/MBq (range:0.26-1.07) per i reni, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) per le ghiandole parotide e 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) per le gand submandibulari, valori in base ai dati precedentemente pubblicati.
Introduction
Tra le terapie radionuclide del recettore peptide, 177Lu-PSMA-617 PRRT combina un emettitore beta a corto raggio 177Lu (1,9 mm di autonomia massima in acqua, emivita 6,71 giorni) con un filtro antigene della membrana specifica della prostata (PSMA). La sovraespressione della PSMA nel 90-100% delle lesioni locali del cancro alla prostata e della malattia metastatica (linfonodo e osso) è la chiave di questa terapia. Tuttavia, recettori PSMA sono espressi anche in diversi tessuti sani dove alto assorbimento è spesso osservato durante i trattamenti. I principali organi a rischio sono i reni, il midollo rosso, la salivare e le ghiandole lageriche. La dose a questi organi può ridurre la massima attività iniettabile, compromissione del rapporto terapeutico.
Il nostro istituto (IRST IRCCS) ha attivato un protocollo con l'obiettivo di aumentare il rapporto terapeutico tra lesioni e tessuti sani, fornendo protezioni per i farmaci combinate con 177terapia Lu-PSMA-617. Compresse di folato mannitomate, poliglutamate combinate con confezioni di ghiaccio applicate esternamente e gocce di acido acido N-acetylaspartylglutammate sono utilizzate rispettivamente per la conservazione dei reni, della ghiandola salivare e lacrimosa,1. Sono necessari studi dosimetrici post-infusione per stimare l'effettiva emivita (cioè la combinazione di emivita fisica e biologica) e la dose assorbita per diverse strutture di interesse localizzate in tutto il corpo (ad esempio, reni, ghiandole salivari, lesioni diffuse). Questo scenario richiede informazioni sull'intero corpo ottenute acquisendo immagini planarie sequenziali post-infusione2. Tuttavia, la sovrapposizione di strutture ad alto assorbimento (ad esempio, assorbimento intestinale transitorio sopra i reni) richiede informazioni 3D in grado di discriminare tra diversi assorbimenti locali che vengono miscelati su proiezioni 2D. Abbiamo implementato un metodo ibrido in grado di fornire una valutazione dosimetrica di tutto il corpo grazie alle immagini planari 2D22 2,mantenendo informazioni 3D su una regione selezionata (ad esempio, regione addominale). Questo metodo combina la distribuzione dell'attività fornita dalle immagini 3D SPECT/CT con l'effettiva emivita calcolata dalle immagini planarie. Le informazioni ottenute da altre strutture non sovrapposte (ad esempio, ghiandole salivari) derivano solo dallo studio dell'immagine planare. Il metodo del campione di sangue utilizzato per la valutazione del midollo rosso è descritto in un'altra sezione.
Il vantaggio dell'approccio ibrido è che l'intero corpo può essere scansionato, mentre un metodo 3D SPECT/CT limita l'estensione cranio-caudale dell'immagine, il che può rendere impossibile studiare strutture distanti tra loro. Tuttavia, la bassa risoluzione dell'immagine dell'imaging planare e la necessità di implementare una correzione di sovrapposizione utilizzando una singola acquisizione 3D SPECT/CT rappresentano i principali inconvenienti.
Al fine di testare la sicurezza e l'efficacia delle terapie PRRT, è importante confrontare i dati di singole istituzioni con i dati precedentemente pubblicati da altri gruppi. La maggior parte dei dati pubblicati con 177Lu-PSMA-617 si basano su immagini planarie. Pertanto, il metodo descritto potrebbe essere utile anche per la standardizzazione delle metodologie utilizzate. Infine, è degno di nota che l'attuazione della metodologia richiede un alto grado di collaborazione tra diverse figure professionali coinvolte (cioè medici, fisici, tecnici di radiologia medica, infermieri).
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Protocol
La procedura di dosimetria è stata eseguita secondo il protocollo di trattamento "Radiometabolic Therapy (RMT) with 177Lu-PSMA-617 in advanced castration resistant prostate cancer (CRPC): efficacy and toxicity evaluation" (EUDRACT/RSO number: 2016-002732-32) (Figura 1). I pazienti selezionati sono stati sottoposti a valutazione della dosimetria in base allo stato delle prestazioni. Tutti i pazienti hanno firmato il consenso informato. Prima del trattamento, ogni paziente è stato sottoposto a una scansione 68Ga-PSMA-11 PET/CT per tutto il corpo.
NOTA: è importante sottolineare che alcuni passaggi sono collegati in modo specifico allo scanner utilizzato.
1. Imaging pre-infusione: trasmissione e acquisizione di immagini vuote
NOTA: In questa prima acquisizione di immagine viene valutato lo spessore equivalente dell'acqua del paziente. Questo valore viene utilizzato per la correzione dell'attenuazione dei conteggi derivati da immagini planari 2D acquisite dopol'iniezione lu-PSMA-617.
- Impostare collimatori ad alta risoluzione ad alta risoluzione a bassa energia (LEHR).
- Aprire l'acquisizione del protocollo immagine sulla workstation e selezionare la trasmissione scansione dell'intero corpo planare l'acquisizione.
- Controllare la velocità della tabella (ad esempio, 7 cm/min) e lo zoom (ad esempio, 1). Mantenere questi valori uguali per l'acquisizione della scansione vuota. Verificare che l'opzione Contorno corpo sia disattivata.
- Posizionare il paziente sul divano piedi-prima supina con le braccia a riposo lungo il lato del corpo. Utilizzare questa posizione per tutte le immagini. Se necessario, utilizzare supporti disponibili (supporto del braccio, cuneo del ginocchio, cuscino, coperta).
- Prendere nota della posizione esatta del paziente, utilizzando il numero di scala lungo il divano: posizione della testa del vertice, posizione del ginocchio, posizione del piede, altezza del divano, tutti i supporti utilizzati. Prendere nota del peso e dell'altezza del paziente.
- Impostare le testine doppie SPECT in posizioni opposte (cioè 0 e 180) e alla distanza massima dal centro FOV. Sollevare il divano in modo che il paziente sia posizionato al centro FOV e con la testa al centro del rilevatore.
- Posizionare il supporto 57Co flood sulla telecamera posteriore e poi il 57Co stesso inondare il supporto. Avviare l'acquisizione dell'immagine.
- Alla fine dell'acquisizione dell'immagine, rimuovere il 57Co flood e supporto. Premere Scarica sul ciondolo di insegnamento. Aiuta il paziente ad alzarsi.
- Ripetere l'acquisizione dell'immagine nello stesso modo, ma senza che il paziente sia posizionato sul divano.
NOTA: la velocità del divano, l'altezza del tavolo e la distanza della fotocamera devono essere impostate allo stesso valore dell'immagine di trasmissione precedente.
2. Acquisizione immagine post-infusione: Immagine Planar
NOTA: le acquisizioni planari post-immagine vengono utilizzate per un'efficace emivita e significano la valutazione della dose assorbita di diverse strutture.
- Acquisire la prima immagine 0.5-1 h dopo 177Lu-PSMA-617 infusione (giorno 1, Figura 1).
- Acquisire la prima immagine prima dell'annullamento della vescica. Se il paziente sente un urgente bisogno di svuotamento della vescica, fornire un vaso adeguato per la raccolta delle urine. Fare attenzione a includere il vaso (o sacchetto di urina se il paziente ha un catetere) nell'immagine.
- Raccogliere un campione di sangue da 2 mL, chiudere il tubo di raccolta e metterlo in una scatola schermata, notando l'ora.
- Passare al collimator ad alta risoluzione ad alta risoluzione ad alta energia media (MEHR).
- Aprire l'acquisizione del protocollo immagine sulla workstation e selezionare l'acquisizione dell'immagine planare dell'intero corpo. Controllare la velocità della tabella (ad esempio, 7 cm/min) e lo zoom (ad esempio, 1). Mantenere questi valori uguali per tutte le altre immagini. Verificare che l'opzione Contorno corpo sia disattivata.
- Posizionare il paziente sul divano, assicurandosi che la posizione sia la stessa utilizzata per l'immagine precedente (ad esempio, scansione di trasmissione pre-infusione).
- Impostare le teste doppie SPECT in posizioni opposte (cioè, 0 e 180). Sollevare il tavolo in modo che il paziente sia posizionato al centro FOV e con la testa al centro del rilevatore.
- Utilizzando il pendente di insegnamento, regolare manualmente la posizione della telecamera posteriore (cioè posizionata a 180 gradi) per raggiungere la distanza minima dal profilo inferiore del divano.
- Regolare manualmente la posizione della telecamera anteriore (cioè posizionata a 0o) per raggiungere la distanza minima dal profilo del paziente. Prendere in considerazione l'intera superficie del corpo lungo l'intera altezza del paziente per evitare collisioni durante la scansione.
- Prendendo nota della posizione delle teste di duello, avviare l'acquisizione dell'immagine.
- Alla fine dell'acquisizione dell'immagine, premi Scarica sul ciondolo di insegnamento e aiuta il paziente ad alzarsi.
- Ripetere l'acquisizione della stessa immagine con le stesse impostazioni della fotocamera a 16-24 h (seconda immagine, giorno 2), 36-48 h (terza immagine, giorno 3). Immagini aggiuntive (una o più) possono essere acquisite fino a 120 h post infusione (ad es. 66-70 h e 120 h) in base alla conformità del paziente e alle risorse dell'istituto.
- Raccogliere un campione di sangue di 2 mL contemporaneamente all'acquisizione dell'immagine SPECT, chiudere il tubo di raccolta e metterlo in una scatola schermata, prendendo nota del tempo.
3. Acquisizione immagine post-infusione: 3D SPECT/CT
NOTA: Il giorno 2 (16-24 h post infusione) viene eseguita un'acquisizione di immagine 3D, insieme all'acquisizione dell'immagine planare. L'immagine 3D SPECT/CT si concentra sulla regione addominale e consente di evitare la sovrapposizione degli organi (ad esempio, reni o loop intestinali) su proiezioni anteriori/posteriori.
- Dopo l'acquisizione dell'immagine planare, selezionare l'immagine 3D SPECT/CT all'interno del protocollo dosimetry sulla workstation.
- Verificare che siano stati impostati i parametri di immagine appropriati: modalità di acquisizione (ad esempio, step-and-shoot), angolo per proiezione (ad esempio, 5, numero di fotogrammi per rotazione (ad esempio, 72), durata del fotogramma (ad esempio, 3.000 ms). Verificare che Contorno corpo sia disattivato.
- Posizionare il rilevatore alla massima distanza dal centro per evitare la collisione. Posizionare il paziente con le braccia sollevate sopra la testa. Posizionare il tavolo del paziente all'interno della telecamera fino a quando la regione desiderata è centrata sul rilevatore (ad esempio, reni e una lesione specifica situata nella stessa regione). Avviare l'acquisizione dell'immagine.
- Acquisire l'immagine CT corrispondente.
- Alla fine dell'acquisizione dell'immagine, premi Scarica sul ciondolo di insegnamento e aiuta il paziente ad alzarsi.
4. Analisi dell'immagine
NOTA: vengono implementate le correzioni di dispersione, attenuazione e sfondo. Per la valutazione della dose assorbita, sono presi in considerazione la massa di organo singolo e lesione. ROI e VOI sono sagomati su immagini planari e 3D.
- Inviare tutte le immagini acquisite dalla workstation di acquisizione alla workstation di analisi.
- Per tutte le immagini post-infusione, selezionare le immagini emissive, a bassa e alta dispersione e fare clic sul pannello di destra del flusso di lavoro dedicato per creare un'immagine
corretta a dispersione, come indicato di seguito:
dove
, 
e sono emissivi, più bassi e più alti dispersi 2D immagini anteriori o posteriori planari di tutto il corpo, rispettivamente; 
e 
sono emissivi, più basse e larghezze delle finestre di energia a dispersione più elevata, rispettivamente. - Aprire ogni immagine posteriore, fare clic su Immagine, quindi Riorientare, Panime, zoom ..., bandiera Y specchio, fare clic su Applica e chiudi, quindi salvare l'immagine ruotata da sinistra-destra.
- Le immagini planari aperte anteriori e posteriori (ruotate) corrette a dispersione hanno acquisito post infusione.
- Selezionare l'immagine acquisita il giorno 2 come la più adatta per la delineazione del ROI. Organi di contorno: intero corpo (che comprende anche vaso di urina o sacchetto quando necessario), reni, fegato, milza (se visibile), ghiandole parotide, ghiandole submandibolare, ghiandole lacrimose. Se possibile, anche contornare alcune lesioni visibili. Contorno i ROI sull'immagine più utile tra le viste anteriore e posteriore (Figura 2). Contorno di un piccolo ROI adiacente ad ogni struttura sagomata per lo sfondo.
- Copia e incolla tutti i ROI dall'immagine acquisita il giorno 2 alle viste anteriori e posteriori delle altre immagini acquisite post infusione.
- Utilizzare solo la traslazione del ROI e non modificare per mantenere la stessa dimensione dell'organo. Per ogni infusione di post acquisita, selezionare l'immagine anteriore. Salvare i ROI consagomati.
- Per ogni immagine, prendere nota dei conteggi medi [c] e delle dimensioni dei pixel all'interno di ogni ROI (inclusi i ROI di sfondo) per entrambe le viste anteriore e posteriore3.
- Trasmissione anteriore aperta e scansioni in bianco, insieme a ROI delineati. Copia e incolla organi e lesioni ROI sulla scansione di trasmissione. Regolare per la mancata corrispondenza dell'organo e, se necessario, ingrandire o diminuire i contorni dell'organo per un diverso ingrandimento dell'immagine.
- Per l'attenuazione del corpo, contornare una struttura che comprende testa, spalle, torace e addome, evitando braccia e gambe (Figura 3).
- Copiare e incollare tutti i ROI dalla trasmissione alla scansione vuota.
- Valutare lo spessore equivalente dell'acqua z per ogni struttura per stimare l'autoattenuazione. Prendere nota dei conteggi medi all'interno di ogni ROI sia sulla trasmissione(trasmissioneI) trasmissione e vuoto(Vuoto)scansioni. Calcolare lo spessore equivalente dell'acqua z come
dove
è il coefficiente di attenuazione per 57Inondazione Co precedentemente misurata con un fantasma uniforme. - Utilizzare la scansione PET/CT 68Ga-PSMA-11 pre-trattamento. Organi di contorno su immagine TC: reni, fegato, milza, ghiandole parotide e ghiandole submandibolali. Lesioni di contorno sulle immagini PET. Supponendo una composizione uniforme dell'acqua per ogni struttura, calcolare la massa di ogni struttura sagomata utilizzando una densità di unità (1 g/mL).
- Eseguire la ricostruzione dell'immagine SPECT/CT, tenendo conto della correzione della dispersione, della correzione dell'attenuazione TC e del recupero della risoluzione. Impostare gli stessi valori di ricostruzione iterativa utilizzati per la calibrazione SPECT (ad esempio, numeri di iterazione e sottoinsiemi OSEM, filtro post ricostruzione).
corretta a dispersione, come indicato di seguito:
, 
e sono emissivi, più bassi e più alti dispersi 2D immagini anteriori o posteriori planari di tutto il corpo, rispettivamente; 
e 
sono emissivi, più basse e larghezze delle finestre di energia a dispersione più elevata, rispettivamente.
è il coefficiente di attenuazione per 57Inondazione Co precedentemente misurata con un fantasma uniforme.5. Misurazioni dei campioni di sangue
NOTA: Le misurazioni dei campioni di sangue vengono eseguite su un rilevatore di Germanio ad alta purezza (HPGe) per la stima della dose di midollo rosso.
- Lasciate che il campione di sangue decadimento per circa 2 settimane per evitare la saturazione del rivelatore e alto tempo morto.
- Dopo 2 settimane, misurare un campione alla volta. A causa della bassa attività, iniziare le misurazioni dell'ultimo campione di sangue acquisito (cioè dal giorno 6).
- Posizionare il tubo di raccolta del campione di sangue sul supporto dedicato. Utilizzare la stessa geometria utilizzata per la calibrazione HPGe. Posizionarlo sul rilevatore HPGe e chiudere la custodia di schermatura del rilevatore.
- Aprire il software per l'acquisizione e l'analisi dello spettro. Verificare che il tempo morto sia <3%. Se superiore, attendere qualche giorno in più ed eseguire le misurazioni quindi.
- Selezionare il file di calibrazione HPGe corretto corrispondente al supporto della geometria del tubo di raccolta da 2 mL. Iniziare le misurazioni del campione (almeno 12 h di misurazioni).
- Analizzare lo spettro identificando il picco medio gamma e calcolando la concentrazione dell'attività. Prendere nota sia dell'attività del campione misurato che delle misurazioni di data e ora.
- Ripetere le stesse misurazioni e analisi per tutti i campioni di sangue.
6. Valutazione della dosimetria
NOTA: L'analisi viene eseguita con un software dosimetry dedicato basato sulle pubblicazioni MIRD4,5,6,7,8. Per ogni struttura considerata, l'emivita effettiva viene valutata sulle immagini sequenziali dell'intero corpo 2D mediante adattamento di curve bi- o mono-esponenziali delle curve di attività temporale. L'imaging 3D SPECT/CT viene utilizzato per risolvere il problema della sovrapposizione dell'intestino ad alto assorbimento sulla struttura renale scalando le curve di attività temporale derivate dalle immagini planari. La dose media assorbita viene quindi calcolata per ogni massa della struttura. Per la valutazione della dose di midollo rosso, le misurazioni dei campioni di sangue vengono utilizzate e scalate in base al peso del paziente.
- Immagini planar
- Per ogni immagine e struttura, calcolare i conteggi sulla vista anteriore (
) e posteriore ( )
come
dove
è il numero medio [c] 
per il ROI considerato, è il 
numero medio [c] nell'area di sfondo corrispondente ed è il numero di pixel all'interno del ROI. - Per ogni ROI, calcolare l'assorbimento in ogni punto
dove
è il fattore di correzione dell'attenuazione per 177Lu, 
è l'emivita fisica di 177Lu, la differenza di tempo tra l'infusione e l'acquisizione dell'immagine9, e z è lo spessore equivalente dell'acqua valutato sulla scansione di trasmissione. - Calcolare l'assorbimento relativo come
dove
viene valutato per tutto il corpo sulla prima immagine post-infusione. Poiché l'intera urina è inclusa nell'immagine, questo è considerato come un riferimento per l'attività infusa effettiva totale.
- Per ogni immagine e struttura, calcolare i conteggi sulla vista anteriore (
- Immagini ibride SCPET/CT 2D-3D
- Per la calibrazione dell'attività SPECT/CT, immagine di un fantasma cilindrico con una sfera centrale di attività nota. Contornare la sfera centrale VOI e calcolare il fattore di calibrazione [cps/MBq] come
dove
sono i conteggi totali all'interno del VOI [c], 
il tempo di acquisizione dell'immagine [sec] e 
l'attività iniettata nota [MBq] all'interno della sfera centrale. L'immagine SPECT/CT per il paziente viene eseguita con le stesse impostazioni dei parametri di acquisizione e ricostruzione. - Aprire l'immagine SPECT/CT. I volumi di interesse (IVI) (ad es. reni, lesioni visibili) si basano sia sulle informazioni di assorbimento che sulla morfologia della TC. Calcolare l'attività nella struttura come
- Calcolare
l'attività
iniettata durante il trattamento. - Calcolare il fattore di scala per la curva dell'attività temporale come
dove
viene 
calcolato sull'immagine planare il giorno 2 (16-24 h) corretto per l'emivita fisica al momento dell'iniezione. - Ridimensionare la curva di attività
del tempo 2D del rene con il fattore di conseguenza. Eseguire la valutazione della dosimetria con OLINDA/EXM come descritto di seguito.
- Per la calibrazione dell'attività SPECT/CT, immagine di un fantasma cilindrico con una sfera centrale di attività nota. Contornare la sfera centrale VOI e calcolare il fattore di calibrazione [cps/MBq] come
- Maschio fantasma adulto
- Aprire il software dosimetry. Selezionare il radionuclide (ad esempio, 177Lu) all'interno del modulo Nuclide Input Form. Selezionare il modello (ad esempio Adult Male) all'interno del modulo Modulo di input modello.
- Passare al modulo Kinetic Input Form e fare clic su Cancella tutti i dati. Fare clic su Adatta al modello per aprire una finestra separata.
- Nella colonna Tempo (Hr), inserire le ore successive all'infusione per ogni acquisizione dell'immagine, in formato ora (ad esempio, 1 h e 30 min sarà 1,50). Scorrere verso il basso il menu dell'organo e selezionare gli organi di interesse (ad esempio, reni, fegato, milza).
- Per ogni organo, inserire
l'assorbimento relativo in ogni punto temporale dell'immagine. Fare clic su Aggiorna. - Per gli organi accoppiati (cioè i reni) inserire un singolo valore come somma di sinistra e destra singolo inastamenti relativi . Fare clic su Aggiorna e controllare le distribuzioni dei punti sul lato sinistro.
- Eseguire un raccordo di curva utilizzando una curva esponenziale come
Iparametri A , B e C possono assumere valori positivi o negativi rispettivamente per la modellazione delle fasi di lavaggio e di lavaggio. Se i dati delle curve di attività del tempo sono corretti per il decadimento, iparametri a , b e c rappresentano l'emivita biologica e il biol e sono tutti positivi. Scegliere un modello di adattamento della curva appropriato tra curve mono, bi o tri-esponenziali. Contrassegnare i parametri richiesti, inserire i valori iniziali e fare clic su Adatta fino a quando non viene eseguito l'adattamento. - Prendere nota dei parametri di adattamento della curva. Calcolare l'emivita effettiva come
dove il phys è l'emivita fisica di 177Lu, e il biol è l'emivita biologica del composto 177Lu-PSMA-617. Per biol, considerare i valori più bassi tra i parametri di adattamento di unacurva , b e c (cioè corrispondente alla mezzavita effettiva più alta). - Ripetere dal passaggio 6.3.3 al passaggio 6.3.7. per ogni organo.
- Inserire l'assorbimento relativo in ogni momento dell'immagine per il resto del corpo (vale a dire Total Body/Rem Body) sottraendo l'assorbimento relativo di tutti gli organi considerati dall'assorbimento di tutto il corpo. Ripetere dal passaggio 6.3.5 al passaggio 6.3.7 per Corpo totale/Corpo rem. In genere, si consiglia un raccordo di curva biesponenziale.
- Fare clic su Fine e salvare il modello. Il programma torna al modulo Kinetic Input Form e il numero di disintegrazioni per unità di attività iniettata (vale a dire ND, espresso in Bq/hq) viene visualizzato per ogni organo considerato.
- Vai a Modulo di input principale. Fare clic su Dosi, quindi su Modifica dati di input. Nella casella in basso Moltiplica tutte le masse per:, inserire il rapporto tra il peso del paziente e il peso fantasma adulto maschio (cioè, 73,7 kg). Fare clic sul pulsante Moltiplica tutte le masse per:. Tutte le masse di organi saranno poi riscalate di conseguenza. Inserire masse di un singolo organo calcolate dalla delineazione della TC per gli organi analizzati. Per gli organi accoppiati come i reni, inserire la somma delle masse renali sinistra e destra. Fare clic su Fine.
- Il rapporto mostrerà la dose media assorbita normalizzata all'attività iniettata, espressa in mGy/MBq. Prendere nota della dose totale assorbita per gli organi considerati (ad es. reni, fegato, milza e corpo totale).
- Ripetere l'operazione per le curve di attività temporale derivate dal metodo ibrido 2D-3D SPECT/CT.
- Midollo rosso
- Eseguire il ridimensionamento per i valori del sangue per calcolare la dose di midollo rosso.
- Calcolare l'assorbimento di sangue ad ogni acquisizione di campioni di sangue come
dove M è la misurazione dell'attività [MBq] ottenuta con la misurazione del campione di sangue HPGe 2 mL. - Calcolare l'assorbimento
relativo al sangue come
dove il volume sanguigno [mL] è la stima totale del volume sanguigno per il paziente specifico. Questo valore è tratto dai valori fantasma standard di Adult Male10. - Eseguire la scala verso la massa del midollo
rosso (RM) e calcolare l'assorbimento relativo di RM come
dove
è il rapporto di 
fantasma maschio adulto standard di (massa 
midollo rosso) pari a 1120 g e (massa sanguigna dell'intero corpo) pari a 5000 g. - Passare al modulo Kinetic Input Form e fare clic su Cancella tutti i dati. Fare clic su Adatta al modello. Scorri verso il basso il menu dell'organo e seleziona Midollo rosso.
- Nella colonna Tempo (Hr), inserire le ore successive all'infusione per ogni acquisizione del campione di sangue in formato ore (cioè, 1 h e 30 min saranno 1,50). Inserire i valori di . Ripetere i passaggi 6.3.5-6.3.7. per il midollo rosso.
- Scorrere verso il basso il menu dell'organo e selezionare Corpo totale/Corpo rem. Nella colonna Tempo (Hr), inserire le ore successive all'infusione per ogni acquisizione di immagine in formato ore (ad esempio, 1 h e 30 min saranno 1,50). Inserire i
valori di uguale alla differenza tra tutto il corpo calcolato su immagini planari e . - Ripetere il passaggio 6.3.5 per puntare per il midollo rosso.
- Fare clic su Fine e salvare il modello.
NOTA: Il programma torna al modulo Kinetic Input Form e il numero di disintegrazioni per unità di attività iniettata (vale a dire ND, espresso in Bq/hq) viene visualizzato per ogni considerato. - Vai a Modulo di input principale. Fare clic su Dosi. Scalare il ridimensionamento della massa degli organi come l'analisi precedente su altri organi.
- Modello sfera
- Utilizzare un modello di sfera di densità di unità per strutture non disponibili nel fantasma (ad esempio, lesioni, ghiandole parotidi e submandibolare).
- Per il raccordo della curva, ripetere dal passaggio 6.3.2 al passaggio 6.3.10, sostituendo i valori degli organi con l'assorbimento relativo per le ghiandole salivari separate e le lesioni.
- Fare clic su Fine e salvare il modello.
- Il programma risale al modulo Kinetic Input Form e viene visualizzato il numero di disintegrazioni per unità di attività iniettata [Bqh/Bq] per ogni organo considerato. Prendere nota di ND per ogni struttura considerata.
- Vai a Modulo di input modello. Fare clic su Sfere.
- Per ogni struttura, immettere il file NDcalcolato. Fare clic su Calcola dosi. Il rapporto mostrerà la dose media assorbita normalizzata all'attività iniettata, espressa in mGy/MBq, per masse di sfere discrete in aumento (g). Montare la curva con raccordo monoesponenziale e calcolare la dose assorbita normalizzata all'attività iniettata (mGy/MBq) per la massa specifica della struttura.
- Per gli organi accoppiati (ad esempio, ghiandole salivari), eseguire la valutazione del modello di sfera separatamente per gli organi sinistro e destro. Utilizzare il valore medio tra la struttura sinistra e destra per la valutazione della dose di organi interi.
) e posteriore ( )
come
è il numero medio [c] 
per il ROI considerato, è il 
numero medio [c] nell'area di sfondo corrispondente ed è il numero di pixel all'interno del ROI.
è il fattore di correzione dell'attenuazione per 177Lu, 
è l'emivita fisica di 177Lu, la differenza di tempo tra l'infusione e l'acquisizione dell'immagine9, e z è lo spessore equivalente dell'acqua valutato sulla scansione di trasmissione.
viene valutato per tutto il corpo sulla prima immagine post-infusione. Poiché l'intera urina è inclusa nell'immagine, questo è considerato come un riferimento per l'attività infusa effettiva totale.
sono i conteggi totali all'interno del VOI [c], 
il tempo di acquisizione dell'immagine [sec] e 
l'attività iniettata nota [MBq] all'interno della sfera centrale. L'immagine SPECT/CT per il paziente viene eseguita con le stesse impostazioni dei parametri di acquisizione e ricostruzione.
iniettata durante il trattamento.
viene 
calcolato sull'immagine planare il giorno 2 (16-24 h) corretto per l'emivita fisica al momento dell'iniezione.
del tempo 2D del rene con il fattore di conseguenza. Eseguire la valutazione della dosimetria con OLINDA/EXM come descritto di seguito.
l'assorbimento relativo in ogni punto temporale dell'immagine. Fare clic su Aggiorna.
relativo al sangue come
rosso (RM) e calcolare l'assorbimento relativo di RM come
è il rapporto di 
fantasma maschio adulto standard di (massa 
midollo rosso) pari a 1120 g e (massa sanguigna dell'intero corpo) pari a 5000 g.
valori di uguale alla differenza tra Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
La dosimetria è stata eseguita per 10 pazienti (7 sottoposti al primo ciclo di trattamento, 3 secondi ciclo). I campioni di sangue sono stati acquisiti da tutti i pazienti tranne 3. Un paziente ha annullato la vescica prima della prima acquisizione dell'immagine post-infusione. L'attività iniettata è stata di 5,5 GBq per 5 pazienti e 4,4 GBq per 5 pazienti.
Per quanto riguarda il raccordo delle curve, il raccordo di curve mono o biesponenziali è stato utilizzato per le curve di attività temporale degli organi. Per le ghiandole salivari è stata utilizzata una curva biesponenziale con fasi di lavaggio e di lavaggio e un assorbimento massimo circa 16 h dopo l'infusione. Per i reni, sono state osservate fasi combinate di lavaggio/lavaggio (5 pazienti) e di lavaggio puro (5 pazienti) per i reni. Sono stati utilizzati modelli di raccordo bi-e mono-esponenziale. È stata osservata una fase di lavaggio pura per tutto il corpo (bi-esponenziale), midollo rosso (bi-esponenziale) e fegato (mono-esponenziale).
Per quanto riguarda il metodo di imaging planare 2D, l'emivita effettiva mediana è stata di 30,4 h (intervallo 12,2-80,6) per i reni, 23,5 h (12,5-62,9) per fegato, 31,6 h (25,6-60,7) per ghiandole parotide, 31,0 h (5,3-61,0) per ghiandole submandibole, 7,7 h (2,5-14,7) per il midollo rosso e 51,1 h (3,6-79.7) per l'intero corpo. Con il metodo dell'immagine planare 2D, i valori mediani di dose media assorbita erano 0,73 mGy/MBq (intervallo 0,26-1,07) per i reni, 0,12 mGy/MBq (0,05-0,53) per il fegato, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) per le ghiandole parotide, 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) per le ghiandole submandibolali, 0,04 mGy/MBq (0,02-0,07) per il midollo rosso e 0,04 mGy/MBq (0,02-0,14) per l'intero corpo.
Per la valutazione dell'assorbimento renale è stato utilizzato il metodo ibrido 2D-3D SPECT/CT. Alto assorbimento intestinale è stato osservato dal giorno 2 fino al giorno 6, e in gran parte sovrapposti i reni. Il rapporto mediano tra assorbimento renale a 24 ore (giorno 2), valutato su immagini planari (%IA2D-24h)e 3D SPECT/CT (%IA3D-24h), era di 0,45 (intervallo 0,32-1,23). Per un paziente, è stata eseguita anche una valutazione 3D SPECT/CT completa acquisendo sia immagini planariche che 3D SPECT/CT per tutti i giorni dedicati alla dosimetria (Figura 4). Le curve di attività temporale derivate dai tre diversi metodi sono state confrontate per i reni sinistro e destro (Figura 4). Il metodo ibrido presuppone che la correzione di assorbimento sovrapposizione intestinale osservata su SPECT/CT acquisita a 24 h era valida per tutte le altre immagini planari acquisite in tempi diversi. Per questo paziente, la correzione era valida per tutti i punti temporali per il rene destro (Figura 4B), mentre una sottovalutazione dell'assorbimento relativo è stata osservata il giorno 1 per ilrenesinistro ( Figura 4A). Tuttavia, è stata osservata una discrepanza di appena l'1,6 % tra i metodi ibridi e 2D in termini di dose media assorbita del metodo ibrido, con 0,320 mGy/MBq per il metodo 3D, 0,315 mGy/MBq per il metodo ibrido e 0,829 mGy/MBq per il metodo 2D.
Figura 1: flusso di lavoro di acquisizione delle immagini per la valutazione della dosimetria. Passaggi principali e tempi della procedura di dosimetria ibrida. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Immagini sequenziali planari dell'intero corpo (proiezione posteriore) acquisite a 1 h, 16-24 h, 36-48 h e 120 h post infusione. Organi delineati: reni, ghiandole parotide, ghiandole submandibolali, ghiandole lacrimali, fegato, milza, intero corpo, lesione dorsale del rachide (rosso). Ogni organo delineato ha una regione di sfondo corrispondente. Questa cifra è stata modificata da Sarnelli et al.2. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Scansione anteriore trasmissiva e vuota ottenuta con 57Co flood. Organi delineati come descritto nella Figura 2. Questa cifra è stata modificata da Sarnelli et al.2. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Confronto tra 2D, ibridi 2D-3D, metodi 3D SPECT/CT per l'assorbimento transitorio dell'intestino si sovrappongono sui reni. Attività temporale delle curve renali di sinistra (A) e destra (B(dati si riferiscono allo stesso paziente) derivate con metodi diversi: imaging planare 2D per tutto il corpo (linea rossa), imaging ibrido 2D-3D SPECT/CT (linea verde), imaging 3D SPECT/CT completo (linea blu). Per il metodo ibrido, la curva di attività temporale viene ridimensionata sulla base dell'immagine acquisita 24 h dopo l'iniezione. L'assorbimento transitorio dell'intestino sovrapposto ai reni è mostrato anche sulle immagini planari (C). Questa cifra è stata modificata da Sarnelli et al.2. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Il metodo descritto consente di eseguire la dosimetria dell'intero corpo per le terapie PRRT ed è un valido compromesso tra informazioni sulla dosimetria 2D e 3D in quanto fornisce informazioni preziose senza aumentare significativamente il carico di acquisizione dell'immagine. Il metodo è utile anche per la valutazione della dose assorbita di strutture sovrapposte e fornisce informazioni sulle strutture che si trovano al di fuori del campo visivo limitato 3D SPCET/CT.
L'attuazione della metodologia richiede un elevato grado di collaborazione tra diversi soggetti coinvolti (ad esempio, medici, fisici, tecnici di radiologia medica, infermieri) ed è un processo che richiede molto tempo in termini di acquisizione di immagini e analisi post-elaborazione.
Il nostro metodo potrebbe essere ulteriormente ottimizzato. Il numero di acquisizioni di immagini potrebbe essere ridotto evitando la scansione di trasmissione pre-iniezione e valutando la correzione dell'attenuazione direttamente sulle immagini CT o SCOUT per tutto il corpo11. Per quanto riguarda il midollo rosso, come suggerito da altri autori12, la dose assorbita potrebbe essere valutata sulla base dell'assorbimento delle vertebre piuttosto che su campioni di sangue. Occorre anche tener conto del contributo delle lesioni ossee alla dose assorbita dal midollo rosso.
Una futura applicazione del modello sarà la valutazione dell'istogramma dose-volume (DVH) delle strutture imaged con il 3D SCPET/CT (ad esempio, reni, fegato). Il DVH fornisce informazioni più accurate sulla valutazione della dose rispetto a quella della dose media assorbita e potrebbe essere utile per il confronto con i vincoli di dose di radioterapia a fascio esterno in termini di dose equivalente biologica.
Il metodo è stato sviluppato per 177Lu-PSMA-617 radiotracer, ma può essere utilizzato anche con altri radioperdenti beta-gamma.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Il nostro ringraziamento va alle figure professionali coinvolte nel protocollo (cioè medici, fisici e infermieri) e ai pazienti che hanno accettato di partecipare allo studio. Siamo anche grati ai tecnici di radiologia medica dell'Unità di Medicina Nucleare per il loro aiuto con l'implementazione del protocollo: Valentina Mautone, Maria Caternicchia, Monia Pancisi, Daniela Fichera e Delia Bevilacqua. Gli autori riconoscono Alessandro Savini e Simone Marzoni per il loro aiuto nella registrazione video. Il lavoro è stato parzialmente sostenuto da AIRC (Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro, numero di sovvenzione: L2P1367 - L2P1520). Il lavoro è stato parzialmente finanziato dal Ministro della Sanità italiano.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 177Lu EndolucinBeta | ITG - Isotopen Technologien München AG, Lichtenbergstrasse 1, 85748 Garching, Germany, info@itm.ag | Radiotracer 177Lu for therapy purpuse | |
| Biograph mCT Flow PET/CT | Siemens Healthineers, Erlangen, Germany | PET/CT scanner | |
| C-Thru 57Co planar flood - Model MED3709 | Eckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin, Germany, info@ezag.de | Calibration/planar source | |
| Cylindrical phantom with spheric insert | Data Spectrum Corporation, 1605 East Club Boulevard, Durham NC 27704-3406, US, info@spect.com | Phantom for SPECT/CT calibration | |
| Discovery NM/CT 670 SPECT/CT | International General Electric, General Electric Medical System, Haifa, Israel | SPECT/CT scanner | |
| GalliaPharm 68Ge/68Ga Generator | Eckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin, Germany, info@ezag.de | 68Ge/68Ga Generator of 68Ga for imaging purposes | |
| GammaVision v 6.08 | Ortec, Ametek - Advanced Measurement Technology, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, US, ortec.info@ametek.com | Gamma Spectorscopy software | |
| High Purity Germanium HPGe, model GEM30P4-70 | Ortec, Ametek - Advanced Measurement Technology, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, US, ortec.info@ametek.com | Gamma spectometer | |
| MimVista Software | MIM Software INC, Cleveland, OH 44122, US | Workstation | |
| OLINDA/EXM v 1.1 | RADAR - RAdiation Dose Assessment Resource, West End Ave, Nashville, TN 37235, US (now commercially available as OLINDA/EXM v 2.0, Hermes Medical Solutions, Strandbergsgatan 16, 112 51 Stockholm, Sweden, info@hermesmedical.com) |
Dosimetry software | |
| PSMA 11 | ABX advanced biochemical compounds - Biomedizinische,Heinrich-Gläser-Straße 10-14, 01454 Radeberg, Germania, info@abx.de | Carrier for 68Ga radiotracer | |
| PSMA 617 | Endocyte Inc. (Headquarters), 3000 Kent Avenue, West Lafayette, IN 47906 | Carrier for 177Lu radiotracer | |
| Xeleris4.0 | International General Electric, General Electric Medical System, Haifa, Israel | Workstation |
References
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