A Whole Body Dosimetrie Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy (PRRT): 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods
Summary
Diese Methode schätzt die absorbierte Dosis verschiedener Strukturen für die Peptid-Rezeptor-Radionuklid-Therapie (PRRT) mit der Möglichkeit, Organüberlappungen bei 2D-Projektionen zu vermeiden. Serielle ganzkörperplanare Bilder ermöglichen die Abschätzung der mittleren absorbierten Dosen entlang des ganzen Körpers, während der hybride Ansatz, der planare Bilder und 3D-SPECT/CT-Bild kombiniert, die Grenzen der Überlappung von Strukturen überwindet.
Abstract
Peptid-Rezeptor-Radionuklid-Therapie (PPRT) ist eine gezielte Therapie, die ein Kurzbereichs-Energieradionuklid mit einem Substrat mit hoher Spezifität für Krebszellrezeptoren kombiniert. Nach der Injektion wird der Radiotracer im ganzen Körper verteilt, mit einer höheren Aufnahme in Geweben, wo gezielte Rezeptoren überexprimiert werden. Der Einsatz von Beta-/Gamma-Radionuklidemittern ermöglicht die gleichzeitige Gleichzeitige Therapie-Bildgebung (Beta-Emission) und Post-Therapie-Bildgebung (Gamma-Emission). Sequenzielle Bilder nach der Behandlung ermöglichen eine absorbierte Dosisberechnung basierend auf der lokalen Aufnahme- und Einwasch-/Waschkinetik. Wir haben eine hybride Methode implementiert, die Informationen aus 2D- und 3D-Bildern kombiniert. Serielle Ganzkörperbilder und Blutproben werden erfasst, um die absorbierte Dosis für verschiedene gefährdete Organe und lästige, im ganzen Körper verbreitete Läsionen zu schätzen. Ein einziges 3D-SPECT/CT-Bild, das auf den Bauchbereich beschränkt ist, überwindet Projektionsüberlappungen auf planaren Bildern verschiedener Strukturen wie Darm und Nieren. Die hybride 2D+3D-SPECT/CT-Methode kombiniert die effektiven Halbwertszeitinformationen aus 2D-Planarbildern mit der lokalen Aufnahmeverteilung, die aus 3D-Bildern abgeleitet wird. Wir haben diese Methode implementiert, um die absorbierte Dosis für Patienten, die PRRT unterziehen, mit 177Lu-PSMA-617 zu schätzen. Die Methodik könnte jedoch mit anderen Beta-Gamma-Radiotracern implementiert werden. Bis heute wurden 10 Patienten in die Dosimetrie-Studie mit 177Lu-PSMA-617 in Kombination mit Medikamentenprotektoren für Nieren und Speicheldrüsen (Mannitol- bzw. Glutamattabletten) aufgenommen. Das Medianverhältnis zwischen der Nierenaufnahme bei 24 h, ausgewertet auf planaren Bildern und 3D-SPECT/CT, beträgt 0,45 (Bereich:0,32-1,23). Der Vergleich zwischen Hybrid- und Full 3D-Ansatz wurde an einem Patienten getestet, was zu einer Unterschätzung von 1,6% in Bezug auf volle 3D (2D: 0,829 mGy/MBq, Hybrid: 0,315 mGy/MBq, 3D: 0,320 mGy/MBq) führte. Die Behandlungssicherheit wurde bestätigt, mit einer mittleren absorbierten Dosis von 0,73 mGy/MBq (Bereich:0,26-1,07) für Nieren, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) für die Ohrspeicheldrüsen und 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) für submandibuläre Drüsen, Werte gemäß zuvor veröffentlichten Daten.
Introduction
Unter den Peptid-Rezeptor-Radionuklid-Therapien kombiniert 177Lu-PSMA-617 PRRT einen Kurzstrecken-Beta-Emitter 177Lu (1,9 mm maximaler Wasserbereich, Halbwertszeit 6,71 Tage) mit einem Prostata-spezifischen Membranantigen (PSMA) Ligand. Die Überexpression von PSMA bei 90-100% der lokalen Prostatakrebsläsionen und metastasierenden Erkrankungen (Lymphknoten und Knochen) ist der Schlüssel zu dieser Therapie. PsMA-Rezeptoren werden jedoch auch in verschiedenen gesunden Geweben ausgedrückt, in denen eine hohe Aufnahme häufig während der Behandlungen beobachtet wird. Die wichtigsten gefährdeten Organe sind die Nieren, das Rote Mark, der Speichelund und die lachrymalen Drüsen. Die Dosis für diese Organe kann die maximale injizierbare Aktivität reduzieren und das therapeutische Verhältnis beeinträchtigen.
Unser Institut (IRST IRCCS) aktivierte ein Protokoll mit dem Ziel, das therapeutische Verhältnis zwischen Läsionen und gesundem Gewebe zu erhöhen und Medikamentenprotektoren in Kombination mit 177Lu-PSMA-617 Therapien zur Verfügung zu stellen. Mannitol, Polyglutamatfolattabletten in Kombination mit extern aufgetragenen Eispackungen und N-Acetylaspartylglutamatsäure Augentropfen werden für Nieren, Speicheldrüsen und lachrymale Drüsenkonservierung verwendet, bzw.1. Dosimetrische Studien nach der Infusion sind erforderlich, um die effektive Halbwertszeit (d. h. die Kombination von physikalischer und biologischer Halbwertszeit) und die absorbierte Dosis für verschiedene im ganzen Körper lokalisierte Interessensstrukturen (z. B. Nieren, Speicheldrüsen, disseminierte Läsionen) zu schätzen. Dieses Szenario erfordert Ganzkörperinformationen, die durch den Erwerb sequenzieller ganzkörperweiser planarer Bilder2gewonnen werden. Die Überlappung von Strukturen mit hoher Aufnahme (z. B. vorübergehende Darmaufnahme über den Nieren) erfordert jedoch 3D-Informationen, die zwischen verschiedenen lokalen Aufnahmemengen, die auf 2D-Projektionen vermischt werden, unterscheiden können. Wir implementierten eine hybride Methode, die eine dosimetrische Auswertung des gesamten Körpers dank 2D-Planarbildern2ermöglicht und 3D-Informationen über eine ausgewählte Region (z. B. Bauchregion) aufrechterhält. Diese Methode kombiniert die Aktivitätsverteilung von 3D-SPECT/CT-Bildern mit der effektiven Halbwertszeit, die aus planaren Bildern berechnet wird. Informationen, die aus anderen nicht überlappenden Strukturen (z. B. Speicheldrüsen) gewonnen werden, werden nur aus planaren Bildstudien abgeleitet. Die Blutprobenmethode, die für die Beurteilung des Roten Mark verwendet wird, wird in einem anderen Abschnitt beschrieben.
Der Vorteil des hybriden Ansatzes besteht darin, dass der gesamte Körper gescannt werden kann, während eine vollständige 3D-SPECT/CT-Methode die cranio-kaudale Bilderweiterung einschränkt, was es unmöglich machen kann, Strukturen zu untersuchen, die voneinander entfernt sind. Die geringe Bildauflösung der planaren Bildgebung und die Notwendigkeit, eine Überlappungskorrektur mit einer einzigen 3D-SPECT/CT-Aufnahme zu implementieren, stellen jedoch die Hauptnachteile dar.
Um die Sicherheit und Wirksamkeit von PRRT-Therapien zu testen, ist es wichtig, einzelne Institutsdaten mit Daten zu vergleichen, die zuvor von anderen Gruppen veröffentlicht wurden. Die meisten veröffentlichten Daten mit 177Lu-PSMA-617 basieren auf planaren Bildern. Daher könnte die beschriebene Methode auch für die Standardisierung der verwendeten Methoden nützlich sein. Schließlich ist es erwähnenswert, dass die Umsetzung der Methodik ein hohes Maß an Zusammenarbeit zwischen verschiedenen beteiligten Berufspersonen (d. h. Ärzte, Physiker, medizinische Radiologietechniker, Krankenschwestern) erfordert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die beschriebene Methode ermöglicht die Ganzkörperdosimetrie für PRRT-Therapien und ist ein gültiger Kompromiss zwischen 2D-Ganzkörper- und 3D-Dosimetrieinformationen, da sie wertvolle Informationen liefert, ohne die Bildaufnahmebelastung signifikant zu erhöhen. Die Methode ist auch nützlich für die Bewertung der absorbierten Dosis überlappender Strukturen und liefert Informationen über die Strukturen, die außerhalb des eingeschränkten Sichtfeldes 3D SPCET/CT liegen.
Die Umsetzung …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Unser Dank gilt den professionellen Persönlichkeiten, die an dem Protokoll beteiligt sind (d. h. Ärzte, Physiker und Krankenschwestern) und den Patienten, die sich bereit erklärt haben, an der Studie teilzunehmen. Wir danken auch den medizinischen Radiologietechnikern der Abteilung Nuklearmedizin für ihre Hilfe bei der Protokollumsetzung: Valentina Mautone, Maria Caternicchia, Monia Pancisi, Daniela Fichera und Delia Bevilacqua. Die Autoren würdigen Alessandro Savini und Simone Marzoni für ihre Hilfe bei der Videoaufnahme. Die Arbeit wurde teilweise von AIRC (Italienische Vereinigung für Krebsforschung, Fördernummer: L2P1367 – L2P1520) unterstützt. Die Arbeiten wurden teilweise vom italienischen Gesundheitsminister finanziert.
Materials
| 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 purpuse | |
| 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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