Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Protokół dozymetrii całego ciała w terapii radionuklidami peptydowo-receptorowymi (PRRT): obrazy planarne 2D i hybrydowe metody obrazowania 2D+3D SPECT/CT

9.2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/60477

⸱

24 kwietnia 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Medical Physics Unit, Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST) IRCCS, Meldola, Italy, 2Oncology Pharmacy, Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST) IRCCS, Meldola, Italy, 3Nuclear Medicine Unit, Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST) IRCCS, Meldola, Italy, 4Radiation Research Unit, Istituto Europeo di Oncologia (IEO) IRCCS, Milano, Italy, 5Medical Physics Unit, Istituto Europeo di Oncologia (IEO) IRCCS, Milano, Italy

W tym artykule

Podsumowanie

Ta metoda szacuje pochłoniętą dawkę różnych struktur do terapii receptorami peptydowymi-radionuklidami (PRRT) z możliwością uniknięcia nakładania się narządów na projekcjach 2D. Seryjne obrazy płaskie całego ciała pozwalają na oszacowanie średnich dawek pochłoniętych w całym ciele, podczas gdy podejście hybrydowe, łączące obrazy płaskie i obraz 3D-SPECT/CT, przezwycięża ograniczenia związane z nakładaniem się struktur.

Streszczenie

Terapia radionuklidowa z receptorem peptydowym (PPRT) to terapia celowana, która łączy radionuklid krótkiego zasięgu z substratem o wysokiej specyficzności dla receptorów komórek nowotworowych. Po wstrzyknięciu radioznacznik jest rozprowadzany po całym organizmie, z większym wychwytem w tkankach, w których dochodzi do nadekspresji docelowych receptorów. Zastosowanie emiterów radionuklidów beta/gamma umożliwia jednoczesne wykonywanie obrazowania terapeutycznego (emisja beta) i obrazowania po terapii (emisja gamma). Sekwencyjne obrazy po zabiegu umożliwiają obliczenie dawki wchłoniętej w oparciu o miejscowy wychwyt i kinetykę wymywania / wymywania . Wdrożyliśmy metodę hybrydową, która łączy informacje pochodzące zarówno z obrazów 2D, jak i 3D. Seryjne obrazy całego ciała i próbki krwi są pobierane w celu oszacowania dawki wchłoniętej do różnych zagrożonych narządów oraz do zmian rozsianych po całym ciele. Pojedynczy obraz 3D-SPECT/CT, ograniczony do obszaru brzucha, pozwala przezwyciężyć nakładanie się projekcji na płaskich obrazach różnych struktur, takich jak jelita i nerki. Hybrydowa metoda 2D+3D-SPECT/CT łączy efektywne informacje o okresie półtrwania uzyskane z płaskich obrazów 2D z lokalnym rozkładem absorpcji uzyskanym z obrazów 3D. Wdrożyliśmy tę metodologię w celu oszacowania dawki wchłoniętej u pacjentów poddawanych PRRT ze 177Lu-PSMA-617. Metodologia ta może być jednak zastosowana w przypadku innych radioznaczników beta-gamma. Do tej pory 10 pacjentów zostało włączonych do badania dozymetrycznego ze 177Lu-PSMA-617 w połączeniu z lekami chroniącymi nerki i gruczoły ślinowe (odpowiednio mannitol i tabletki glutaminianu). Mediana stosunku między wychwytem nerkowym po 24 godzinach ocenianym na obrazach płaskich a 3D-SPECT/CT wynosi 0,45 (zakres: 0,32-1,23). Porównanie podejścia hybrydowego z pełnym 3D zostało przetestowane na jednym pacjencie, co spowodowało niedoszacowanie o 1,6% w odniesieniu do pełnego 3D (2D: 0,829 mGy/MBq, hybryda: 0,315 mGy/MBq, 3D: 0,320 mGy/MBq). Potwierdzono bezpieczeństwo leczenia średnią pochłoniętą dawką 0,73 mGy/MBq (zakres: 0,26-1,07) dla nerek, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) dla ślinianek przyusznych i 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) dla gruczołów podżuchwowych, wartości zgodne z wcześniej publikowanymi danymi.

Wprowadzenie

Wśród terapii radionuklidowych z receptorem peptydowym, 177Lu-PSMA-617 PRRT łączy w sobie emiter beta krótkiego zasięgu 177Lu (maksymalny zasięg 1,9 mm w wodzie, okres półtrwania 6,71 dnia) z ligandem antygenu błonowego specyficznego dla prostaty (PSMA). Kluczem do tej terapii jest nadekspresja PSMA w 90-100% miejscowych zmian nowotworowych gruczołu krokowego i choroby przerzutowej (węzły chłonne i kości). Jednak receptory PSMA ulegają również ekspresji w różnych zdrowych tkankach, w których często obserwuje się wysoki wychwyt podczas leczenia. Głównymi zagrożonymi narządami są nerki, szpik czerwony, ślina i gruczoły łzowe. Dawka podawana tym narządom może zmniejszać maksymalną aktywność wstrzykiwań, pogarszając proporcje terapeutyczne.

Nasz instytut (IRST IRCCS) aktywował protokół mający na celu zwiększenie proporcji terapeutycznej między zmianami a zdrowymi tkankami, dostarczając środki ochronne w połączeniu z terapią 177Lu-PSMA-617. Mannitol, tabletki folianu poliglutaminianowego w połączeniu z zewnętrznie stosowanymi okładami z lodu i kroplami do oczu z kwasem N-acetylasparaminianoglutaminianu są stosowane odpowiednio do ochrony nerek, śliny i gruczołów łzowych1. Badania dozymetryczne po infuzji są wymagane w celu oszacowania skutecznego okresu półtrwania (tj. kombinacji fizycznego i biologicznego okresu półtrwania) oraz dawki wchłoniętej dla różnych struktur będących przedmiotem zainteresowania zlokalizowanych w całym ciele (np. nerki, gruczoły ślinowe, rozsiane zmiany). Ten scenariusz wymaga informacji o całym ciele uzyskanych przez uzyskanie sekwencyjnych obrazów płaskich całego ciała po infuzji2. Jednak nakładanie się struktur o wysokim wychwycie (np. przejściowy wychwyt jelitowy powyżej nerek) wymaga informacji 3D zdolnych do rozróżnienia różnych lokalnych wychwytów, które są mieszane w projekcjach 2D. Wdrożyliśmy metodę hybrydową, która jest w stanie zapewnić ocenę dozymetryczną całego ciała dzięki płaskim obrazom 2D2, zachowując informacje 3D dotyczące wybranego obszaru (np. okolicy brzucha). Metoda ta łączy rozkład aktywności zapewniany przez obrazy 3D SPECT/CT z efektywnym okresem półtrwania obliczonym na podstawie obrazów płaskich. Informacje uzyskane z innych nienakładających się struktur (np. gruczołów ślinowych) pochodzą wyłącznie z badania obrazu płaskiego. Metoda pobierania próbek krwi stosowana do oceny szpiku czerwonego jest opisana w innym punkcie.

Zaletą podejścia hybrydowego jest to, że można skanować całe ciało, podczas gdy pełna metoda 3D SPECT/CT ogranicza rozszerzenie obrazu czaszkowo-ogonowego, co może uniemożliwić badanie struktur odległych od siebie. Jednak główną wadą jest niska rozdzielczość obrazu w obrazowaniu planarnym oraz konieczność wdrożenia korekcji nakładania się przy użyciu pojedynczej akwizycji 3D SPECT/CT.

Aby przetestować bezpieczeństwo i skuteczność terapii PRRT, ważne jest porównanie danych z jednej instytucji z danymi wcześniej publikowanymi przez inne grupy. Większość opublikowanych danych dotyczących 177Lu-PSMA-617 opiera się na obrazach planarnych. Tym samym opisana metoda może być również przydatna do standaryzacji stosowanych metodyk. Na koniec warto zauważyć, że wdrożenie metodologii wymaga wysokiego stopnia współpracy między różnymi zaangażowanymi profesjonalistami (tj. lekarzami, fizykami, technikami radiologii medycznej, pielęgniarkami).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Procedurę dozymetryczną przeprowadzono zgodnie z protokołem leczenia „Terapia radiometaboliczna (RMT) z użyciem 177Lu-PSMA-617 w zaawansowanym raku prostaty opornym na kastrację (CRPC): ocena skuteczności i toksyczności” (numer EUDRACT/RSO: 2016-002732-32) (Rycina 1). Wybrani pacjenci zostali poddani ocenie dozymetrycznej w zależności od stanu sprawności. Wszyscy pacjenci podpisali świadomą zgodę. Przed rozpoczęciem leczenia każdy pacjent przeszedł badanie PET/CT całego ciała z użyciem 68Ga-PSMA-11.

UWAGA: Należy podkreślić, że niektóre kroki są ściśle powiązane z używanym skanerem.

1. Obrazowanie przed infuzją: Akwizycja obrazu transmisyjnego i tła

UWAGA: Podczas tej pierwszej akwizycji obrazów oceniana jest grubość ekwiwalentna wody pacjenta. Wartość ta jest wykorzystywana do korekcji tłumienia zliczeń pochodzących z obrazów planarnych 2D pozyskanych po wstrzyknięciu 177Lu-PSMA-617.

  1. Ustaw kolimatory niskenergetyczne o wysokiej rozdzielczości (LEHR).
  2. Otwórz protokół akwizycji obrazu na stacji roboczej i wybierz akwizycję planarną całego ciała dla skanowania transmisji.
  3. Sprawdź prędkość stołu (np. 7 cm/min) oraz powiększenie (np. 1). Zachowaj te same wartości podczas akwizycji skanowania tła. Upewnij się, że opcja Body Contour jest wyłączona.
  4. Upośnij pacjenta na stole w pozycji tyłem, nogami do przodu, z ramionami spoczywającymi wzdłuż ciała. Stosuj tę pozycję dla wszystkich obrazów. W razie potrzeby użyj dostępnych podpór (podpór pod ramiona, klinów pod kolana, poduszek, koców).
  5. Zanotuj dokładną pozycję pacjenta, korzystając ze skali na stole: pozycję wierzchołka głowy, pozycję kolan, pozycję stóp, wysokość stołu oraz wszystkie użyte podpory. Zanotuj wagę i wzrost pacjenta.
  6. Ustaw podwójne detektory SPECT w przeciwległych pozycjach (tj. 0° i 180°) w maksymalnej odległości od centrum FOV. Podnieś stół tak, aby pacjent znajdował się w centrum FOV, a jego głowa w centrum detektora.
  7. Umieść uchwyt do źródła 57Co na tylnej kamerze, a następnie samo źródło 57Co na uchwycie. Rozpocznij akwizycję obrazu.
  8. Po zakończeniu akwizycji obrazu usuń źródło 57Co oraz uchwyt. Naciśnij przycisk Unload na panelu sterowania (teach pendant). Pomóż pacjentowi wstać.
  9. Powtórz akwizycję obrazu w ten sam sposób, ale bez pacjenta na stole.
    UWAGA: Prędkość stołu, wysokość stołu i odległość kamery powinny być ustawione na te same wartości, co w przypadku poprzedniego obrazu transmisji.

2. Pozwlewne pozyskiwanie obrazów: obraz planarny

UWAGA: Planarne akwizycje obrazów po podaniu są wykorzystywane do skutecznej oceny okresu półtrwania oraz średniej dawki pochłoniętej w różnych strukturach.

  1. Wykonaj pierwszy obraz 0,5-1 h po infuzji 177Lu-PSMA-617 (dzień 1, Rysunek 1).
    1. Wykonaj pierwszy obraz przed opróżnieniem pęcherza. Jeśli pacjent odczuwa nagłą potrzebę oddania moczu, zapewnij odpowiedni pojemnik do jego zbierania. Należy zadbać o to, aby pojemnik (lub worek na mocz, jeśli pacjent ma cewnik) znalazł się w polu obrazowania.
  2. Pobierz 2 mL próbki krwi, zamknij probówkę i umieść ją w osłoniętym pojemniku, odnotowując godzinę pobrania.
  3. Zmień kolimator na średnioenergetyczny o wysokiej rozdzielczości (MEHR).
  4. Otwórz protokół akwizycji obrazów na stacji roboczej i wybierz akwizycję obrazów planarnych całego ciała. Sprawdź prędkość stołu (np. 7 cm/min) oraz powiększenie (np. 1). Zachowaj te same wartości dla wszystkich pozostałych obrazów. Upewnij się, że opcja Body Contour jest wyłączona.
  5. Upozycjonuj pacjenta na stole, upewniając się, że pozycja jest taka sama jak przy poprzednim obrazie (tj. skanie transmisyjnym przed infuzją).
  6. Ustaw podwójne detektory SPECT w przeciwległych pozycjach (tj. 0° i 180°). Podnieś stół tak, aby pacjent znajdował się w centrum FOV, a jego głowa w centrum detektora.
  7. Używając panelu sterowania, ręcznie dostosuj pozycję tylnego detektora (tj. ustawionego na 180°), aby osiągnąć minimalną odległość od dolnego profilu stołu.
  8. Ręcznie dostosuj pozycję przedniego detektora (tj. ustawionego na 0°), aby osiągnąć minimalną odległość od profilu pacjenta. Uwzględnij całą powierzchnię ciała na całej wysokości pacjenta, aby uniknąć kolizji podczas skanowania.
  9. Odnotowując pozycję obu detektorów, rozpocznij akwizycję obrazu.
  10. Po zakończeniu akwizycji obrazu naciśnij Unload na panelu sterowania i pomóż pacjentowi wstać.
  11. Powtórz tę samą akwizycję obrazu z tymi samymi ustawieniami detektorów w godzinach 16-24 h (drugi obraz, dzień 2) oraz 36-48 h (trzeci obraz, dzień 3). Dodatkowe obrazy (jeden lub więcej) mogą zostać wykonane do 120 h po infuzji (np. 66-70 h i 120 h), w zależności od współpracy pacjenta i zasobów ośrodka.
  12. Pobierz 2 mL próbki krwi w tym samym czasie, co akwizycja obrazu SPECT, zamknij probówkę i umieść ją w osłoniętym pojemniku, odnotowując godzinę pobrania.

3. Pozawlewkowe pozyskiwanie obrazów: 3D SPECT/CT

UWAGA: W dniu 2. (16-24 h po infuzji) przeprowadzane jest obrazowanie 3D wraz z obrazowaniem planarnym. Obraz 3D SPECT/CT koncentruje się na obszarze jamy brzusznej i pozwala uniknąć nakładania się narządów (np. nerek lub pętli jelitowych) na projekcjach przednio-tylnych.

  1. Po uzyskaniu obrazu planarnego, wybierz obraz 3D SPECT/CT w protokole dozymetrycznym na stacji roboczej.
  2. Upewnij się, że ustawiono odpowiednie parametry obrazowania: modalność akwizycji (np. step-and-shoot), kąt na projekcję (np. 5°), liczbę klatek na rotację (np. 72), czas trwania klatki (np. 3 000 ms). Sprawdź, czy funkcja Body Contour jest wyłączona.
  3. Ustaw detektor w maksymalnej odległości od centrum, aby uniknąć kolizji. Pacjent powinien znajdować się w pozycji z rękami uniesionymi nad głową. Przesuń stół pacjenta do wnętrza kamery, aż pożądany obszar znajdzie się w centrum detektora (np. nerki i konkretna zmiana zlokalizowana w tym samym regionie). Rozpocznij akwizycję obrazu.
  4. Uzyskaj odpowiadający temu obraz CT.
  5. Po zakończeniu akwizycji obrazu naciśnij przycisk Unload na panelu sterowania i pomóż pacjentowi wstać.

4. Analiza obrazu

UWAGA: Zastosowano korekcje rozproszenia, atenuacji i tła. Przy ocenie dawki pochłoniętej uwzględniono masę pojedynczego organu oraz zmiany chorobowej. ROI i VOI wyznaczono na obrazach płaskich i 3D.

  1. Prześlij wszystkie pozyskane obrazy ze stacji akwizycji do stacji analizy.
  2. W przypadku wszystkich obrazów pozyskanych po infuzji, wybierz obrazy emisyjne oraz obrazy z niskim i wysokim rozproszeniem, a następnie kliknij w prawym panelu dedykowanego przepływu pracy, aby utworzyć obraz z korekcją rozproszenia Diagram równowagi statycznej ΣFx=0; układ spektroskopowy; wzbudzenie optyczne; analiza danych., w następujący sposób:

    Równanie równowagi statycznej służące do wyznaczania 2DSC na diagramie matematycznym.

    gdzie Diagram rozdzielczości cząsteczki ekscytonu 2D ΣFx=0 ΣFy=0 analiza spektralna badanie kwantowe, Równowaga statyczna, wzór ΣFx=0, diagram, edukacyjny koncept fizyczny i Równanie równowagi statycznej ΣFx=0; diagram ilustrujący równowagę sił i momentów; zastosowanie edukacyjne. to odpowiednio emisyjne, dolne i górne planarne obrazy całego ciała w projekcji przedniej lub tylnej; Współczynnik Einsteina \(W_{em}\) w formule analizy absorpcyjnej., Diagram równowagi statycznej, ΣFx=0, ilustrujący równowagę sił i momentów. i Wzór na równowagę statyczną ΣFx=0 w diagramie analizy strukturalnej; siły zrównoważone w badaniu mechaniki. to odpowiednio szerokości okna energetycznego dla emisji, niższego rozproszenia i wyższego rozproszenia.
  3. Otwórz każdy obraz tylny, kliknij Image, następnie Reorient, Pan, Zoom..., zaznacz Y mirror, kliknij Apply & Quit, a następnie zapisz obraz po obrocie lewo-prawo.
  4. Otwórz przednie i tylne (obrócone) planarne obrazy z korekcją rozproszenia pozyskane po infuzji.
  5. Wybierz obraz pozyskany w 2. dobie jako najbardziej odpowiedni do wyznaczenia ROI. Obrysuj organy: całe ciało (obejmując również cewnik lub worek z moczem, gdy jest to konieczne), nerki, wątrobę, śledzionę (jeśli jest widoczna), ślinianki przyuszne, ślinianki podżuchrowe, gruczoły łzowe. Jeśli to możliwe, obrysuj również widoczne zmiany chorobowe. Wyznacz ROI na najbardziej użytecznym obrazie z widoków przedniego i tylnego (Rysunek 2). Wyznacz małe ROI sąsiadujące z każdą obrysowaną strukturą jako tło.
  6. Skopiuj i wklej wszystkie ROI z obrazu pozyskanego w 2. dobie do widoków przedniego i tylnego na pozostałych obrazach pozyskanych po infuzji.
  7. Stosuj wyłącznie translację ROI i nie modyfikuj ich, aby zachować ten sam wymiar organów. Dla każdego badania po infuzji wybierz obraz przedni. Zapisz obrysowane ROI.
  8. Dla każdego obrazu zanotuj średnie zliczenia [c] i wymiary pikseli wewnątrz każdego ROI (w tym ROI tła) dla widoków przedniego i tylnego3.
  9. Otwórz przednie skany transmisyjne i puste skany wraz z wyznaczonymi ROI. Skopiuj i wklej ROI organów i zmian chorobowych na skan transmisyjny. Skoryguj niedopasowania organów, a w razie potrzeby powiększ lub zmniejsz kontury organów dla różnego powiększenia obrazu.
  10. W celu oceny tłumienia ciała obrysuj strukturę obejmującą głowę, ramiona, klatkę piersiową i brzuch, unikając ramion i nóg (Rysunek 3).
  11. Skopiuj i wklej wszystkie ROI ze skanu transmisyjnego do pustego skanu.
  12. Oceń grubość równoważną wody z dla każdej struktury w celu oszacowania autotłumienia. Zanotuj średnie zliczenia wewnątrz każdego ROI zarówno na skanach transmisyjnych (Itransmission), jak i pustych (Iblank). Oblicz grubość równoważną wody z jako:

    Równanie równowagi statycznej dla absorpcji promieniowania gamma, diagram dla analizy danych spektroskopowych.

    gdzie Równanie momentu magnetycznego symbol μ_(57Co), istotne dla analizy spektroskopowej, przedstawione na diagramie. jest współczynnikiem tłumienia dla źródła 57Co flood, zmierzonym wcześniej przy użyciu jednorodnego fantoma.
  13. Wykorzystaj skan PET/CT z 68Ga-PSMA-11 wykonany przed leczeniem. Obrysuj organy na obrazie CT: nerki, wątrobę, śledzionę, ślinianki przyuszne i ślinianki podżuchrowe. Obrysuj zmiany chorobowe na obrazach PET. Przyjmując jednorodny skład wodny dla każdej struktury, oblicz masę każdej obrysowanej struktury, przyjmując gęstość jednostkową (1 g/mL).
  14. Wykonaj rekonstrukcję obrazu SPECT/CT, uwzględniając korekcję rozproszenia, korekcję tłumienia CT oraz odzyskiwanie rozdzielczości. Ustaw takie same wartości rekonstrukcji iteracyjnej, jakich użyto do kalibracji SPECT (np. liczba iteracji i podzbiorów OSEM, filtrowanie po rekonstrukcji).

5. Pomiary próbek krwi

UWAGA: Pomiary próbek krwi są wykonywane przy użyciu detektora germanu wysokiej czystości (HPGe) w celu oszacowania dawki dla czerwonego szpiku kostnego.

  1. Pozostaw próbkę krwi do rozpadu przez około 2 tygodnie, aby uniknąć nasycenia detektora i długiego czasu martwego.
  2. Po 2 tygodniach mierz próbki pojedynczo. Ze względu na niską aktywność, rozpocznij pomiary od ostatniej pobranej próbki krwi (tj. z dnia 6).
  3. Umieść probówkę z próbką krwi w dedykowanym uchwycie. Zastosuj tę samą geometrię, która była użyta podczas kalibracji detektora HPGe. Umieść go na detektorze HPGe i zamknij osłonę detektora.
  4. Otwórz oprogramowanie do akwizycji i analizy widma. Sprawdź, czy czas martwy wynosi <3%. Jeśli jest wyższy, odczekaj kilka dni i dopiero wtedy wykonaj pomiary.
  5. Wybierz odpowiedni plik kalibracji HPGe odpowiadający geometrii uchwytu probówki o objętości 2 mL. Rozpocznij pomiary próbek (minimalny czas pomiaru 12 h).
  6. Przeanalizuj widmo poprzez identyfikację głównego piku gamma oraz obliczenie aktywności właściwej. Zanotuj zarówno zmierzoną aktywność próbki, jak i czas oraz datę pomiarów.
  7. Powtórz te same pomiary i analizę dla wszystkich próbek krwi.

6. Ocena dozymetryczna

UWAGA: Analiza jest przeprowadzana przy użyciu specjalistycznego oprogramowania dozymetrycznego opartego na publikacjach MIRD4,5,6,7,8. Dla każdej rozważanej struktury okres półtrwania efektywnego jest oceniany na sekwencyjnych 2D obrazach całego ciała poprzez dopasowanie krzywej bi- lub monoeksponencjalnej do krzywych czasowo-aktywnościowych. Obrazowanie 3D SPECT/CT jest wykorzystywane do rozwiązania problemu nakładania się jelit o wysokim stopniu wychwytu na strukturę nerek poprzez skalowanie krzywych czasowo-aktywnościowych uzyskanych z obrazów planarnych. Następnie obliczana jest średnia dawka pochłonięta dla masy każdej struktury. Do oceny dawki dla czerwonego szpiku wykorzystuje się pomiary próbek krwi i skaluje je do masy ciała pacjenta.

  1. Obrazy planarne
    1. Dla każdego obrazu i struktury oblicz liczby zliczeń w projekcji przedniej (Diagram równowagi statycznej ΣFx=0, korzyść mechaniczna MA=0, analiza równowagi.) oraz tylnej (Równowaga statyczna, ΣFx=0, diagram ilustrujący równowagę sił z równaniami algebraicznymi i wektorami.) według wzoru

      Diagram formuły obliczania intensywności ze zmiennymi do analizy obrazu, wyróżniający ROI i tło.

      gdzie Diagram równania równowagi statycznej ΣFx=0; analiza inżynieryjna, ilustracja rozkładu sił. to średnia liczba zliczeń [c] dla rozważanego ROI, Równanie równowagi statycznej ΣFx=0; diagram do analizy sił i koncepcji równowagi. to średnia liczba zliczeń [c] w odpowiadającym mu obszarze tła, a Równanie równowagi statycznej, ΣFx=0, ΣFy=0, diagram, edukacyjne zasady fizyki. to liczba pikseli wewnątrz ROI.
    2. Dla każdego ROI oblicz wychwyt w każdym punkcie czasowym obrazowania według wzoru

      Równanie do analizy absorpcji promieniowania, formuła z zanikiem wykładniczym.

      gdzie Moment magnetyczny, μ_(177Lu), formuła fizyki jądrowej, diagram edukacyjny, kontekst badawczy. to współczynnik korekcji atenuacji dla 177Lu, Diagram układu optycznego, spektroskopia absorpcyjna przejściowa dla badań fotonicznych, dopasowanie spektralne. to fizyczny okres połowicznego rozpadu 177Lu, Δt to różnica czasu między infuzją a akwizycją obrazu9, a z to grubość równoważna wodzie oceniona w skanie transmisyjnym.
    3. Oblicz wychwyt względny według wzoru

      Formuła równowagi statycznej dla %IA<sub>2D</sub>, stosunek A<sub>ROI</sub> do A<sub>WB1</sub>, diagram edukacyjny.

      gdzie Diagram równowagi statycznej, ΣFx=0, ΣFy=0, ilustrujący siły, momenty i zasady równowagi. to diagram formuły równowagi statycznej; ΣFx=0, ΣFy=0, równowaga momentów; edukacyjne narzędzie fizyki obliczone dla całego ciała na pierwszym obrazie po infuzji. Ponieważ w obrazie uwzględniono cały mocz, jest on traktowany jako punkt odniesienia dla całkowitej efektywnej aktywności wstrzykniętej.
  2. Hybrydowe obrazy 2D+3D SPECT/CT
    1. W celu kalibracji aktywności SPECT/CT wykonaj obrazowanie fantoma cylindrycznego z centralną sferą o znanej aktywności. Obrysuj VOI centralnej sfery i oblicz współczynnik kalibracji [cps/MBq] według wzoru

      Formuła analizy natężenia sygnału S=C/t*1/Ak; wyrażenie matematyczne w kontekście badawczym.

      gdzie Diagram chromatografii pokazujący proces rozdziału molekularnego z użyciem układu analizy spektroskopowej. to całkowita liczba zliczeń wewnątrz VOI [c], Równowaga statyczna, ΣF=0 diagram, analiza wektorów sił, edukacyjna koncepcja fizyki. to czas akwizycji obrazu [sec], a Diagram chromatografii: formuła Ak, ilustrująca układ rozdziału DNA z analizą dopasowania spektralnego. to znana aktywność wstrzyknięta [MBq] wewnątrz centralnej sfery. Obraz SPECT/CT pacjenta wykonuje się z tymi samymi ustawieniami parametrów akwizycji i rekonstrukcji.
    2. Otwórz obraz SPECT/CT. Wyznacz objętości zainteresowania (VOIs) (np. nerki, widoczna zmiana) w oparciu o informacje o wychwycie oraz morfologię CT. Oblicz aktywność w strukturze według wzoru

      Diagram równania formuły absorpcji, AvOI=C/t*S, stosowany w analizie danych spektroskopowych.
    3. Oblicz

      Równowaga statyczna; formuła; %IA3D-24h=Avo1/Ainj*100; równanie; użytek edukacyjny.

      gdzie Diagram metody spektroskopowej, ilustrujący kroki wzbudzenia optycznego i analizy absorpcji. to aktywność wstrzyknięta podczas leczenia.
    4. Oblicz współczynnik skalowania dla krzywej aktywności w czasie według wzoru

      Równanie równowagi statycznej, formuła F=%IA3D-24h/%IA2D-24h, analiza danych w badaniach naukowych.

      gdzie Symbol równania dla procentowego hamowania przeciwciał w ciągu 24 godzin, odniesienie edukacyjne. to Równowaga statyczna; ΣFx=0, ΣFy=0; diagram ilustrujący siły; edukacyjny użytek fizyki. obliczone na obrazie planarnym w 2. dniu (16-24 h), skorygowane o fizyczny okres połowicznego rozpadu w momencie wstrzyknięcia.
    5. Odpowiednio przeskaluj 2D krzywą aktywności w czasie dla nerek Równowaga statyczna; ΣFx=0, ΣFy=0; diagram ilustrujący siły; edukacyjny użytek fizyki. za pomocą współczynnika Równowaga statyczna, ΣF=0; diagram; równoważenie sił wektorowych; edukacyjna koncepcja fizyki.. Przeprowadź ocenę dozymetryczną za pomocą OLINDA/EXM zgodnie z opisem poniżej.
  3. Fantom dorosłego mężczyzny
    1. Otwórz oprogramowanie dozymetryczne. Wybierz radionuklid (np. 177Lu) w module Nuclide Input Form. Wybierz model (np. Adult Male) w module Model Input Form.
    2. Przejdź do modułu Kinetic Input Form i kliknij Clear All Data. Kliknij Fit to Model, co spowoduje otwarcie osobnego okna.
    3. W kolumnie Time (Hr) wprowadź godziny po infuzji dla każdej akwizycji obrazu w formacie dziesiętnym (np. 1 h i 30 min jako 1,50). Przewiń menu organów i wybierz interesujące organy (np. nerki, wątroba, śledziona).
    4. Dla każdego organu wprowadź wychwyt względny Diagram układu spektroskopowego; analiza absorpcji i emisji; ilustracja procesu naukowego. w każdym punkcie czasowym obrazowania. Kliknij Refresh.
    5. Dla organów parzystych (tj. nerek) wprowadź pojedynczą wartość jako sumę pojedynczych wychwytów względnych Diagram układu spektroskopowego; analiza absorpcji i emisji; ilustracja procesu naukowego. lewej i prawej nerki. Kliknij Refresh i sprawdź rozkład punktów na wykresie po lewej stronie.
    6. Wykonaj dopasowanie krzywej za pomocą krzywej wykładniczej według wzoru

      Formuła zaniku wykładniczego: Activity(t)=A*e^(-at)+B*e^(-bt)+C*e^(-ct), diagram równań.

      Parametry A, B oraz C mogą przyjmować wartości dodatnie lub ujemne odpowiednio dla modelowania fazy wchłaniania (wash-in) i wymywania (wash-out). Jeśli dane krzywych aktywności w czasie są skorygowane o rozpad, parametry a, b oraz c reprezentują biologiczny okres połowicznego rozpadu λbiol i są wszystkie dodatnie. Wybierz odpowiedni model dopasowania spośród krzywych mono-, bi- lub triwykładniczych. Zaznacz wymagane parametry, wprowadź wartości początkowe i klikaj Fit, aż dopasowanie zostanie wykonane.
    7. Zanotuj parametry dopasowania krzywej. Oblicz efektywny okres połowicznego rozpadu według wzoru

      Formuła eHL dla biologicznych i fizycznych stałych rozpadu; diagram do analizy farmakokinetycznej.

      gdzie λphys to fizyczny okres połowicznego rozpadu 177Lu, a λbiol to biologiczny okres połowicznego rozpadu związku 177Lu-PSMA-617. Dla λbiol przyjmij najniższe wartości spośród parametrów dopasowania krzywej a, b i c (tj. odpowiadające dłuższemu efektywnemu okresowi połowicznego rozpadu).
    8. Powtórz kroki od 6.3.3 do 6.3.7 dla każdego organu.
    9. Wprowadź wychwyt względny w każdym punkcie czasowym obrazowania dla pozostałej części ciała (tj. Total Body/Rem Body), odejmując wychwyt względny wszystkich rozważanych organów od wychwytu z całego ciała. Powtórz kroki od 6.3.5 do 6.3.7 dla Total Body/Rem Body. Zazwyczaj zaleca się dopasowanie krzywej biwykładniczej.
    10. Kliknij Done i zapisz model. Program powróci do modułu Kinetic Input Form, a dla każdego rozważanego organu zostanie wyświetlona liczba rozpadów na jednostkę aktywności wstrzykniętej (tj. ND, wyrażona w Bq*h/Bq).
    11. Przejdź do Main Input Form. Kliknij Doses, a następnie Modify Input Data. W polu na dole Multiply all masses by: wprowadź stosunek masy pacjenta do masy fantoma dorosłego mężczyzny (tj. 73,7 kg). Kliknij przycisk Multiply all masses by:. Wszystkie masy organów zostaną odpowiednio przeskalowane. Wprowadź masy pojedynczych organów obliczone na podstawie obrysów CT dla analizowanych organów. Dla organów parzystych, takich jak nerki, wprowadź sumę mas lewej i prawej nerki. Kliknij Done.
    12. Raport wyświetli średnią dawkę pochłoniętą znormalizowaną do aktywności wstrzykniętej, wyrażoną w mGy/MBq. Zanotuj całkowitą dawkę pochłoniętą dla rozważanych organów (tj. nerek, wątroby, śledziony i całego ciała).
    13. Powtórz procedurę dla krzywych aktywności w czasie uzyskanych metodą hybrydową 2D+3D SPECT/CT.
  4. Szpik czerwony
    1. Przeprowadź skalowanie wartości krwi w celu obliczenia dawki dla szpiku czerwonego.
    2. Oblicz wychwyt w krwi przy każdym pobraniu próbki krwi według wzoru

      Formuła absorpcji we krwi: \(A_{blood,2ml} = M \cdot e^{\frac{\ln(2) \cdot \Delta t}{\tau}}\), diagram równania.

      gdzie M to pomiar aktywności [MBq] uzyskany z pomiaru 2 ml próbki krwi w detektorze HPGe.
    3. Oblicz względny wychwyt we krwi Równanie równowagi statycznej ΣFy=0, diagram; edukacyjne koncepcje fizyki, analiza równowagi sił. według wzoru

      Formuła analizy krwi %IA do obliczeń stężenia.

      gdzie blood volume [mL] to szacowana całkowita objętość krwi dla konkretnego pacjenta. Wartość tę przyjmuje się z wartości standardowego fantoma dorosłego mężczyzny10.
    4. Przeskaluj do masy szpiku czerwonego (RM) i oblicz względny wychwyt RM Obraz mikroskopowy rozdziału DNA z użyciem elektroforezy do analizy genów, pokazujący prążki białkowe. według wzoru

      Równanie obliczania stosunku krwi do mięśni, przedstawiające %IA w formule matematycznej.

      gdzie Formuła stosunku oporu przepływu krwi \(m_{RM}/m_{blood}\), równanie. to stosunek standardowego fantoma dorosłego mężczyzny o równowaga statyczna; ΣFx=0, ΣFy=0; diagram fizyczny; wektory sił; analiza mechaniczna (masa szpiku czerwonego) równej 1120 g i Równanie bilansu masy ze zmienną m_blood, diagram do analizy równowagi statycznej. (masa krwi w całym ciele) równej 5000 g.
    5. Przejdź do modułu Kinetic Input Form i kliknij Clear All Data. Kliknij Fit to Model. Przewiń menu organów i wybierz szpik czerwony (Red Marrow).
    6. W kolumnie Time (Hr) wprowadź godziny po infuzji dla każdego pobrania próbki krwi w formacie dziesiętnym (tj. 1 h i 30 min jako 1,50). Wprowadź wartości Obraz mikroskopowy rozdziału DNA z użyciem elektroforezy do analizy genów, pokazujący prążki białkowe.. Powtórz kroki 6.3.5-6.3.7 dla szpiku czerwonego.
    7. Przewiń menu organów i wybierz Total Body/Rem Body. W kolumnie Time (Hr) wprowadź godziny po infuzji dla każdej akwizycji obrazu w formacie dziesiętnym (tj. 1 h i 30 min jako 1,50). Wprowadź wartości Równania równowagi statycznej, ΣFx=0, ΣFy=0, ΣMz=0; diagram; analiza równowagi sił. równe różnicy między Diagram układu spektroskopowego; analiza absorpcji i emisji; ilustracja procesu naukowego. całego ciała obliczonego na obrazach planarnych a Obraz mikroskopowy rozdziału DNA z użyciem elektroforezy do analizy genów, pokazujący prążki białkowe..
    8. Powtórz kroki od 6.3.5 dla szpiku czerwonego.
    9. Kliknij Done i zapisz model.
      UWAGA: Program powraca do modułu Kinetic Input Form, a liczba rozpadów na jednostkę aktywności wstrzykniętej (tj. ND, wyrażona w Bq*h/Bq) jest wizualizowana dla każdego rozważanego elementu.
    10. Przejdź do Main Input Form. Kliknij Doses. Przeskaluj masę organów tak jak w poprzedniej analizie dla innych organów.
  5. Model sferyczny
    1. Użyj sferycznego modelu o gęstości jednostkowej dla struktur, które nie są dostępne w fantomie (np. zmiany, ślinianki przyuszne i podżuchwowe).
    2. W celu dopasowania krzywej powtórz kroki od 6.3.2 do 6.3.10, zastępując wartości organów wychwytem względnym dla poszczególnych ślinianek i zmian.
    3. Kliknij Done i zapisz model.
    4. Program powraca do modułu Kinetic Input Form, a liczba rozpadów na jednostkę aktywności wstrzykniętej [Bq*h/Bq] jest wizualizowana dla każdego rozważanego organu. Zanotuj ND dla każdej rozważanej struktury.
    5. Przejdź do Model Input Form. Kliknij Spheres.
    6. Dla każdej struktury wprowadź obliczone ND. Kliknij Calculate Doses. Raport wyświetli średnią dawkę pochłoniętą znormalizowaną do aktywności wstrzykniętej, wyrażoną w mGy/MBq, dla dyskretnie zwiększających się mas sfery (g). Dopasuj krzywą za pomocą dopasowania mono-wykładniczego i oblicz dawkę pochłoniętą znormalizowaną do aktywności wstrzykniętej (mGy/MBq) dla konkretnej masy struktury.
    7. Dla organów parzystych (np. ślinianek) przeprowadź ocenę modelu sferycznego oddzielnie dla organów lewego i prawego. Użyj średniej wartości między strukturą lewą a prawą do oceny dawki dla całego organu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Dozymetrię przeprowadzono u 10 pacjentów (7 w trakcie pierwszego cyklu leczenia, 3 w trakcie drugiego cyklu). Próbki krwi pobrano od wszystkich pacjentów z wyjątkiem 3 osób. Jeden pacjent opróżnił pęcherz moczowy przed pierwszym obrazowaniem po infuzji. Podana aktywność wynosiła 5,5 GBq u 5 pacjentów oraz 4,4 GBq u 5 pacjentów.

W odniesieniu do dopasowania krzywych, w przypadku krzywych czasowo-aktywnościowych organów zastosowan...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Opisana metoda umożliwia wykonanie dozymetrii całego ciała w terapiach PRRT i stanowi ważny kompromis między informacjami z dozymetrii 2D całego ciała i 3D, ponieważ dostarcza cennych informacji bez znacznego zwiększania obciążenia związanego z akwizycją obrazu. Metoda jest również przydatna do oceny pochłoniętej dawki nakładających się na siebie struktur i dostarcza informacji o strukturach leżących poza ograniczonym polem widzenia 3D SPCET/CT.

Wdrożenie metodologii wymaga wysokiego stopnia w...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Nasze podziękowania kierujemy do profesjonalnych osób zaangażowanych w protokół (tj. lekarzy, fizyków i pielęgniarek) oraz do pacjentów, którzy zgodzili się wziąć udział w badaniu. Jesteśmy również wdzięczni technikom radiologii medycznej z Zakładu Medycyny Nuklearnej za pomoc we wdrożeniu protokołu: Valentinie Mautone, Marii Caternicchii, Monii Pancisi, Danieli Ficherze i Delii Bevilacqua. Autorzy dziękują Alessandro Saviniemu i Simone Marzoni za pomoc w nagraniu wideo. Prace były częściowo wspierane przez AIRC (Włoskie Stowarzyszenie Badań nad Rakiem, numer grantu: L2P1367 - L2P1520). Prace zostały częściowo sfinansowane przez włoskiego ministra zdrowia.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
177Lu EndolucinBetaITG - Isotopen Technologien Mü nchen AG, Lichtenbergstrasse 1, 85748 Garching, Niemcy, info@itm.agRadiotracer 177Lu do celów terapeutycznych
Biograph mCT Flow PET/CTSiemens Healthineers, Erlangen, NiemcySkaner PET/CT
C-Thru 57Co płaska powódź - Model MED3709Eckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rö ssle-Str. 10, 13125 Berlin, Niemcy, info@ezag.deKalibracja/źródło płaskie
Cylindryczny fantom z wkładką sferycznąData Spectrum Corporation, 1605 East Club Boulevard, Durham NC 27704-3406, USA, info@spect.comPhantom do kalibracji SPECT/CT
Discovery NM/CT 670 SPECT/CTInternational General Electric, General Electric Medical System, Hajfa, IzraelSkaner
SPECT/CTGalliaPharm 68Ge/68Ga GeneratorEckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rö ssle-Str. 10, 13125 Berlin, Niemcy, info@ezag.de68Ge/68Ga Generator 68Ga do celów obrazowania
GammaVision v 6.08Ortec, Ametek - Zaawansowana technologia pomiarowa, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, USA, ortec.info@ametek.comOprogramowanie do spektorskopii gamma
German HPGe o wysokiej czystości, model GEM30P4-70Ortec, Ametek - Zaawansowana technologia pomiarowa, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, USA, ortec.info@ametek.comGamma spektrometr
MimVista SoftwareMIM Software INC, Cleveland, OH 44122, USWorkstation
OLINDA/EXM v 1.1RADAR - RAdiation Dose Assessment Resource, West End Ave, Nashville, TN 37235, US (obecnie dostępny na rynku jako OLINDA/EXM v 2.0, Hermes Medical Solutions, Strandbergsgatan 16,
112 51 Sztokholm, Szwecja, info@hermesmedical.com)		Oprogramowanie dozymetryczne
PSMA 11ABX zaawansowane związki biochemiczne - Biomedizinische,Heinrich-Glä ser-Straß e 10-14, 01454 Radeberg, Germania, info@abx.deNośnik dla radioznacznika 68Ga
PSMA 617Endocyte Inc. (siedziba główna), 3000 Kent Avenue, West Lafayette, IN 47906Nośnik dla radioznacznika 177Lu
Xeleris4.0International General Electric, General Electric Medical System, Hajfa, IzraelStacja robocza

Bibliografia

  1. Matteucci, F., et al. Reduction of 68Ga-PSMA renal uptake with mannitol infusion: preliminary results. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. , 1-6 (2017).
  2. Sarnelli, A., et al. Dosimetry of 177 Lu-PSMA-617 after mannitol infusion and glutamate tablet administration: Preliminary results of EUDRACT/RSO 2016-002732-32 IRST protocol. Molecules. 24 (3), (2019).
  3. Stabin, M. G. Fundamentals of nuclear medicine dosimetry. , Springer. (2008).
  4. Snyder, W. S., Ford, M. R., Warner, G. G., Watson, S. B. MIRD Pamphlet No. 11: "S" Absorbed dose per unt cumulate activity for selected radionuclides and organs. Society of Nuclear Medicine. , (1975).
  5. Bolch, W. E., et al. MIRD Pamphlet No. 17: The Dosimetry of Nonuniform Activity Distributions-Radionuclide S Values at the Voxel Level. Journal of Nuclear Medicine. 40 (17), 11s-36s (1998).
  6. Stabin, M. G., Sparks, R. B., Crowe, E. OLINDA/EXM: The Second-Generation Personal Computer Software for Internal Dose Assessment in Nuclear Medicine. Journal of Nuclear Medicine. 46, 1023-1027 (2005).
  7. Hippeläinen, E., Tenhunen, M., Mäenpää, H., Heikkonen, J., Sohlberg, A. Dosimetry software Hermes Internal Radiation Dosimetry: from quantitative image reconstruction to voxel-level absorbed dose distribution. Nuclear Medicine Communications. 38 (5), 357-365 (2017).
  8. Stabin, M. G., Siegel, J. A. RADAR Dose estimate report: a compendium of radiopharmaceutical dose estimates based on OLINDA/EXM version 2.0. Journal of Nuclear Medicine. 59, 154-160 (2018).
  9. Siegel, J., et al. MIRD pamphlet no. 16: Techniques for quantitative radiopharmaceutical biodistribution data acquisition and analysis for use in human radiation dose estimates. Journal of Nuclear Medicine. 40 (2), 37S-61S (1999).
  10. Valentin, J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection: reference values. Annals of ICRP. 32, 5(2002).
  11. Frey, E. C., Humm, J. L., Ljungberg, M. Accuracy and precision of radioactivity quantification in nuclear medicine images. Seminars in Nuclear Medicine. 42 (3), 208-218 (2012).
  12. Violet, J. A., et al. Dosimetry of Lu-177 PSMA-617 in metastatic castration-resistant prostate cancer: correlations between pre-therapeutic imaging and "whole body" tumor dosimetry with treatment outcomes. Journal of Nuclear Medicine. , (2018).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Szacowanie dawki poch oni tejdwuwymiarowe obrazowanie planarnetr jwymiarowe obrazowanie SPECT CThybrydowa metoda 2D 3Danaliza wychwytu w narz dachkrzywa czasowo aktywno ciowapomiar pr bek krwikorekcja t umienia
Protokół dozymetrii całego ciała w terapii radionuklidami peptydowo-receptorowymi (PRRT): obrazy planarne 2D i hybrydowe metody obrazowania 2D+3D SPECT/CT
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.