Summary
Denne metoden estimerer den absorberte dosen av forskjellige strukturer for peptidreseptor-radionuklidterapi (PRRT) med mulighet for å unngå organoverlapping på 2D-projeksjoner. Seriell hele kroppen planar bilder tillater estimering av gjennomsnittlig absorberte doser langs hele kroppen, mens hybrid tilnærming, kombinere planar bilder og 3D-SPECT / CT bilde, overvinner begrensningene av struktur overlappende.
Abstract
Peptid-reseptor-radionuklid-terapi (PPRT) er en målrettet terapi som kombinerer en kortdistanse energi radionuklid med et substrat med høy spesifisitet for kreftcellereseptorer. Etter injeksjon fordeles radiotraceren gjennom hele kroppen, med et høyere opptak i vev der målrettede reseptorer er overuttrykt. Bruk av beta/gamma radionuklidemittere gjør det mulig å utføre behandlingsavbildning (betautslipp) og bildebehandling etter behandling (gammautslipp) samtidig. Sekvensielle bilder etter behandling tillater absorbert doseberegning basert på lokalt opptak og innvasking/utvasking. Vi implementerte en hybridmetode som kombinerer informasjon avledet fra både 2D- og 3D-bilder. Seriell helkroppsbilder og blodprøver er anskaffet for å estimere den absorberte dosen til forskjellige organer i fare og til lesjoner spredt over hele kroppen. Et enkelt 3D-SPECT/CT-bilde, begrenset til bukregionen, overvinner projeksjonoverlapping på planære bilder av forskjellige strukturer som tarmene og nyrene. Hybrid 2D+3D-SPECT/CT-metoden kombinerer effektiv halvtidsinformasjon avledet fra 2D-planale bilder med den lokale opptaksfordelingen avledet fra 3D-bilder. Vi implementerte denne metoden for å estimere den absorberte dosen for pasienter som gjennomgår PRRT med 177Lu-PSMA-617. Metodikken kan imidlertid implementeres med andre beta-gamma radiotracers. Hittil har 10 pasienter blitt registrert i doseringsstudien med 177Lu-PSMA-617 kombinert med legemiddelbeskyttere for nyrer og spyttkjertler (henholdsvis mannitol og glutamattabletter). Median forholdet mellom nyreopptak ved 24 timer evaluert på planarbilder og 3D-SPECT/CT er 0,45 (område:0,32-1,23). Sammenligningen mellom hybrid og full 3D-tilnærming er testet på én pasient, noe som resulterer i en 1,6% undervurdering med hensyn til full 3D (2D: 0.829 mGy/MBq, hybrid: 0.315 mGy/MBq, 3D: 0.320 mGy/MBq). Behandlingssikkerhet er bekreftet, med en gjennomsnittlig absorbert dose på 0,73 mGy/MBq (område:0,26-1,07) for nyrer, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) for parotidkjertlene og 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) for submandibulær kjertler, verdier i henhold til tidligere publiserte data.
Introduction
Blant peptidreseptorradionuklidbehandlinger kombinerer 177Lu-PSMA-617 PRRT en kortdistanse betaemitter 177Lu (1,9 mm maksimal rekkevidde i vann, halveringstid 6,71 dager) med et prostataspesifikt membranantigen (PSMA) ligand. Oversexpression av PSMA i 90-100% av lokale prostatakreft lesjoner og metastatisk sykdom (lymfeknute og bein) er nøkkelen til denne behandlingen. Imidlertid uttrykkes PSMA-reseptorer også i forskjellige friske vev hvor høyt opptak ofte observeres under behandlinger. De viktigste organene i fare er nyrene, rød marg, spytt og lachrymal kjertler. Dosen til disse organene kan redusere maksimal injiserbar aktivitet, noe som svekker det terapeutiske forholdet.
Vårt institutt (IRST IRCCS) aktiverte en protokoll med sikte på å øke det terapeutiske forholdet mellom lesjoner og sunt vev, og gir legemiddelbeskyttere kombinert med 177Lu-PSMA-617-terapi. Mannitol, polyglutamat folat tabletter kombinert med eksternt påførte ispakker og N-acetylaspartylglutammat syre øyedråper brukes til nyrer, spytt og lachrymal kjertel bevaring, henholdsvis1. Dosimetriske studier etter infusjon er nødvendig for å estimere den effektive halveringstiden (dvs. kombinasjon av fysisk og biologisk halveringstid) og absorbert dose for ulike strukturer av interesse lokalisert i hele kroppen (f.eks. nyrer, spyttkjertler, disseminerte lesjoner). Dette scenariet krever hele kroppsinformasjon innhentet ved å anskaffe sekvensielle post-infusjon hele kroppen planar bilder2. Overlappingen av høye opptaksstrukturer (f.eks. forbigående tarmopptak over nyrene) krever imidlertid 3D-informasjon som er i stand til å diskriminere mellom ulike lokale opptak som blandes på 2D-projeksjoner. Vi implementerte en hybridmetode som kunne gi en dosimetrisk evaluering av hele kroppen takket være 2D planar bilder2, opprettholde 3D-informasjon om en valgt region (f.eks abdominal region). Denne metoden kombinerer aktivitetsdistribusjonen fra 3D SPECT/CT-bilder med effektiv halveringstid beregnet fra planære bilder. Informasjon innhentet fra andre ikke-overlappende strukturer (f.eks. spyttkjertler) er kun avledet fra planarbildestudie. Blodprøvemetoden som brukes til rød margevaluering er beskrevet i en annen del.
Fordelen med hybrid tilnærmingen er at hele kroppen kan skannes, mens en full 3D SPECT / CT-metode begrenser kranio-caudal bildeforlengelse, noe som kan gjøre det umulig å studere strukturer som er fjernt fra hverandre. Den lave bildeoppløsningen av planarbildebehandling og behovet for å implementere en overlappingskorreksjon ved hjelp av et enkelt 3D SPECT/CT-oppkjøp representerer imidlertid de viktigste ulempene.
For å teste sikkerhet og effekt av PRRT-behandling, er det viktig å sammenligne enkeltinstitusjonsdata med data som tidligere ble publisert av andre grupper. De fleste publiserte data med 177Lu-PSMA-617 er basert på planarbilder. Dermed kan den beskrevne metoden også være nyttig for standardisering av metodene som brukes. Til slutt er det verdt å merke seg at gjennomføringen av metodikken krever en høy grad av samarbeid mellom ulike profesjonelle personer involvert (dvs. leger, fysikere, medisinske radiologiteknikere, sykepleiere).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Doseringsprosedyren ble utført i henhold til behandlingsprotokollen "Radiometabolic Therapy (RMT) med 177Lu-PSMA-617 i avansert kastreringsresistent prostatakreft (CRPC): effekt- og toksisitetsevaluering" (EUDRACT/RSO-nummer: 2016-002732-32) (Figur 1). Utvalgte pasienter gjennomgikk doseringsevaluering basert på ytelsesstatus. Alle pasienter signerte informert samtykke. Før behandlingslevering gjennomgikk hver pasient en 68Ga-PSMA-11 PET/CT hele kroppsskanning.
MERK: Det er viktig å understreke at noen trinn er koblet spesielt til skanneren som brukes.
1. Pre-infusjon imaging: overføring og blank bilde oppkjøp
MERK: I dette første bildeoppkjøpet evalueres pasientens vannekvivalenttykkelse. Denne verdien brukes til dempering skremsning av tellinger avledet fra 2D planar bilder ervervet post 177Lu-PSMA-617 injeksjon.
- Still inn lavenergihøyoppløsningscollimatorer (LEHR).
- Åpne bildeprotokollanskaffelsen på arbeidsstasjonen og velg overføring skanne hele kroppen planar bildeanskaffelse.
- Kontroller bordhastigheten (f.eks. 7 cm/min) og zoom (f.eks. 1). Hold disse verdiene like for det tomme skanneoppkjøpet. Kontroller at alternativet Body Contour er deaktivert.
- Plasser pasienten på sofaen føttene-første supine med armene i ro langs siden av kroppen. Bruk denne posisjonen for alle bildene. Om nødvendig, bruk tilgjengelige støtter (arm støtte, knekile, pute, teppe).
- Legg merke til pasientens nøyaktige posisjon, ved hjelp av skalanummeret langs sofaen: toppunkthodeposisjon, knestilling, fotposisjon, sofahøyde, alle støtter som brukes. Legg merke til pasientens vekt og høyde.
- Still inn SPECT-to hoder i motsatt e.lengde (dvs. 0° og 180 °) og i maksimal avstand fra FOV-senteret. Løft sofaen slik at pasienten er plassert på FOV-senteret og med hodet på detektorsenteret.
- Plasser 57Co-flomstøtten på det bakre kameraet, og deretter flommen 57Co på støtten. Start bildeanskaffelse.
- På slutten av bildeoppkjøpet, fjern 57Co flom og støtte. Trykk På Unload på teach anhenget. Hjelp pasienten til å stå opp.
- Gjenta bildeoppkjøpet på samme måte, men uten at pasienten er plassert på sofaen.
MERK: Sofahastighet, bordhøyde og kameraavstand bør stilles inn til samme verdi som det forrige overføringsbildet.
2. Post-infusjon Bilde oppkjøp: Planar Image
MERK: Planar etter bilde oppkjøp brukes for effektiv halveringstid og gjennomsnittlig absorbert doseevaluering av ulike strukturer.
- Erverve første bilde 0,5-1 timer etter 177Lu-PSMA-617 infusjon (dag 1, figur 1).
- Få det første bildet før blæren annullerer. Hvis pasienten føler et presserende behov for blæreannullering, gi et riktig fartøy for urininnsamling. Pass på å inkludere fartøyet (eller urinpose hvis pasienten har et kateter) i bildet.
- Samle en 2 ml blodprøve, lukk oppsamlingsrøret og legg den i en skjermet boks, og legg merke til tiden.
- Bytt til middels energi høyoppløsnings collimator (MEHR).
- Åpne bildeprotokollanskaffelsen på arbeidsstasjonen og velg hele brødteksten planar bildeanskaffelse. Kontroller bordhastigheten (f.eks. 7 cm/min) og zoom (f.eks. 1). Hold disse verdiene like for alle de andre bildene. Kontroller at alternativet Body Contour er deaktivert.
- Plasser pasienten på sofaen, og sørg for at posisjonen er den samme som den som brukes for det forrige bildet (dvs. skanning av overføring før infusjon).
- Still inn SPEST-to hoder i motsatte posisjoner (dvs. 0° og 180°). Løft bordet slik at pasienten er plassert på FOV-senteret og med hodet på detektorsenteret.
- Bruk underviseren til å justere posisjonen til det bakre kameraet manuelt (dvs. plassert ved 180 °) for å nå minimumsavstanden fra den dårligere sofaprofilen.
- Juster posisjonen til fremre kamera manuelt (dvs. plassert ved 0 °) for å nå minimumsavstand fra pasientens profil. Ta hensyn til hele kroppsoverflaten langs hele pasienthøyden for å unngå kollisjon under skanning.
- Ta oppmerksom på plasseringen av duellhodene, start bildeoppkjøp.
- På slutten av bildeoppkjøpet trykker du på Unload på læreanhenget og hjelper pasienten til å stå opp.
- Gjenta det samme bildeoppkjøpet med de samme kamerainnstillingene på 16-24 timer (andre bilde, dag 2), 36-48 h (tredje bilde, dag 3). Ytterligere bilder (én eller flere) kan kjøpes opp til 120 timer etter infusjon (f.eks. 66-70 h og 120 h) basert på pasientoverholdelse og institusjonens ressurser.
- Samle en 2 ml blodprøve samtidig som SPECT bildeoppkjøpet, lukk oppsamlingsrøret og legg den i en skjermet boks, og noter den av tiden.
3. Etter infusjon bildeoppkjøp: 3D SPECT / CT
MERK: På dag 2 (16-24 h etter infusjon) utføres et 3D-bildeoppkjøp, sammen med planarbildeoppkjøpet. 3D SPECT/CT-bildet fokuserer på bukområdet og gjør det mulig for organoverlapping (f.eks. nyrer eller tarmløkker) å unngås på fremre/bakre projeksjoner.
- Når planar bildeanskaffelse, velger du 3D SPECT/CT-bildet i dosimetry-protokollen på arbeidsstasjonen.
- Kontroller at de riktige bildeparametrene er angitt: anskaffelsesmodalitet (f.eks. trinn og skyt), vinkel per projeksjon (f.eks. 5°), antall rammer per rotasjon (f.eks. 72), rammevarighet (f.eks. 3000 ms). Kontroller at Body Contour er deaktivert.
- Plasser detektoren i maksimal avstand fra midten for å unngå kollisjon. Plasser pasienten med armene løftet over hodet. Plasser pasientbordet inne i kameraet til når ønsket region er sentrert på detektoren (f.eks. nyrer og en bestemt lesjon som ligger i samme region). Start bildeanskaffelse.
- Få tak i det tilsvarende CT-bildet.
- På slutten av bildeoppkjøpet trykker du på Unload på læreanhenget og hjelper pasienten med å stå opp.
4. Bildeanalyse
MERK: Spredning, demning og bakgrunnskorrigeringer implementeres. Enkeltorgan og lesjonsmasse vurderes for absorbert doseevaluering. avkastning og VOI er profilert på planar- og 3D-bilder.
- Send alle ervervede bilder fra oppkjøpsarbeidsstasjonen til analysearbeidsstasjonen.
- For alle bilder etter infusjon, velg tillatte, lave og høye scatter-bilder og klikk på
høyre panel av den dedikerte arbeidsflyten for å lage et spredt korrigert bilde , som følger:
hvor
, 
og er tillatte, lavere scatter og høyere scatter 2D gempeskriver eller bakre planar hele kroppen bilder, henholdsvis; 
, 
og er tillatte, lavere scatter og høyere scatter energi vindu bredder, henholdsvis. - Åpne hvert bakre bilde, klikk på Bilde, deretter Reorient, Panorer, Zoom ..., flagg Y speil, klikk Påfør & Avslutt, og lagre deretter rotert venstre-høyre bilde.
- Åpne framreog bakre (roterte) scatterkorrigerte planarbilder som er anskaffet etter infusjon.
- Velg bildet som er anskaffet på dag 2 som den mest egnede for roi-avgrense. Contour organer: hele kroppen (omfatter også urinfartøy eller pose ved behov), nyrer, lever, milt (hvis synlig), parotid kjertler, submandibular kjertler, lachrymal kjertler. Om mulig, konturer også noen synlige lesjoner. Kontur roiene på det mest nyttige bildet mellom framre og bakre visninger (Figur 2). Konturer en liten avkastning ved siden av hver konturerte struktur for bakgrunn.
- Kopier og lim inn alle ROIer fra bildet som er anskaffet på dag 2 til de framre og bakre visningene av de andre bildene som er anskaffet etter infusjon.
- Bruk bare avkastningsoversettelse og ikke modifiser for å opprettholde samme organdimensjon. For hver oppkjøpte postinfusjon velger du et erelig bilde. Lagre profilerte AVKASTNINGer.
- Vær oppmerksom på gjennomsnittlige tall [c] og pikseldimensjon i hvert avkastningspunkt (inkludert bakgrunnsroier) for både anterior- og bakre visninger3.
- Åpne lufteroverføring og tomme skanninger, sammen med avgrensede ROIer. Kopier og lim inn organ og lesjoner ROIer på overføringsskanning. Juster for organkonflikt, og om nødvendig forstørre eller redusere organkonturer for forskjellig bildeforstørrelse.
- For kroppsdempering, konturer en struktur som omfatter hode, skuldre, bryst og mage, unngå armer og ben (Figur 3).
- Kopier og lim inn alle ROIer fra overføring til blank skanning.
- Evaluer vannekvivalenttykkelsen z for hver struktur for å estimere selvdeming. Vær oppmerksom på gjennomsnittlige tellinger i hver avkastning på både overføring (jegoverføring)overføring og blank (jegtom) skanner. Beregn vannekvivalent tykkelse z som
hvor
er demingskoeffisienten for 57Co-flom tidligere målt med et ensartet fantom. - Bruk skanningen før behandling 68Ga-PSMA-11 PET/CT. Contour organer på CT bilde: nyrer, lever, milt, parotid kjertler og submandibular kjertler. Contour lesjoner på PET bilder. Forutsatt en jevn vannsammensetning for hver struktur, beregn massen av hver konturert struktur ved hjelp av en enhetstetthet (1 g / ml).
- Utfør SPECT/CT-bilderekonstruksjon, med tanke på spredningskorrigering, CT-demingskorreksjon og oppløsningsgjenoppretting. Angi de samme iterative rekonstruksjonsverdiene som brukes for SPECT-kalibrering (f.eks. OSEM iterasjon og delsettnumre, etter rekonstruksjonsfiltrering).
høyre panel av den dedikerte arbeidsflyten for å lage et spredt korrigert bilde , som følger:
, 
og er tillatte, lavere scatter og høyere scatter 2D gempeskriver eller bakre planar hele kroppen bilder, henholdsvis; 
, 
og er tillatte, lavere scatter og høyere scatter energi vindu bredder, henholdsvis.
er demingskoeffisienten for 57Co-flom tidligere målt med et ensartet fantom.5. Blodprøver
MERK: Blodprøver utføres på høy renhet Germanium (HPGe) detektor for rød margdoseestimering.
- La blodprøven forfalle i ca 2 uker for å unngå detektormetning og høy dødtid.
- Etter 2 uker måler du én prøve om gangen. På grunn av den lave aktiviteten starter du målinger fra den sist ervervede blodprøven (dvs. fra dag 6).
- Plasser blodprøveoppsamlingsrøret på den dedikerte holderen. Bruk samme geometri som den som brukes for HPGe-kalibrering. Plasser den på HPGe-detektoren og lukk detektorskjermingshuset.
- Åpne programvaren for spektrumoppkjøp og analyse. Kontroller at dødstiden er <3%. Hvis høyere, vent noen dager til og utfør målingene da.
- Velg riktig HPGe-kalibreringsfil som tilsvarer geometriholderen for 2 ml oppsamlingsrør. Start prøvemålinger (minimum 12 timer mål).
- Analyser spekteret ved å identifisere gjennomsnittlig gammatopp og ved å beregne aktivitetskonsentrasjon. Legg merke til både målte prøveaktivitet og tids- og datomålinger.
- Gjenta de samme målingene og analysene for alle blodprøvene.
6. Doseringevaluering
MERK: Analysen utføres med en dedikert dosimetri programvare basert på MIRD publikasjoner4,5,6,7,8. For hver betraktet struktur evalueres effektiv halveringstid på sekvensielle 2D hele kroppsbilder ved bi- eller mono-eksponentiell kurve montering av tidsaktivitetskurver. 3D SPECT/CT-avbildning brukes til å løse problemet med høy opptakstarmoverlapping på nyrestruktur ved å skalere tidsaktivitetskurvene avledet fra planale bilder. Gjennomsnittlig absorbert dose beregnes deretter for hver strukturmasse. For evaluering av rød margdose brukes blodprøver og skaleres til pasientens vekt.
- Planar bilder
- For hvert bilde og struktur beregner du tellingene på anterior (
) og bakre (
) visning som
hvor
er gjennomsnittlig antall [c] for 
den vurderte avkastningen, er gjennomsnittlig antall [c] i det tilsvarende bakgrunnsområdet, og 
er pikselnummeret i avkastningen. - For hver avkastning beregner du opptaket på hvert bildetidspunkt som
hvor
er demingkorreksjonsfaktoren for 177 
Lu, er den 177Lu fysiske halveringstiden, δt er tidsforskjellen mellom infusjon og bildeoppkjøp9, og z er vannekvivalenttykkelsen evaluert ved transmisjonsskanning. - Beregn det relative opptaket som
hvor
evalueres for hele kroppen på det første postinfusjonsbildet. Som hele urinen er inkludert i bildet, anses dette som en referanse for den totale effektive infunderte aktiviteten.
- For hvert bilde og struktur beregner du tellingene på anterior (
- Hybrid 2D+3D SCPET/CT-bilder
- For SPECT/CT-aktivitetskalibrering kan du bilde av et sylindrisk fantom med en sentral sfære av kjent aktivitet. Konturer den sentrale sfæren VOI og beregn kalibreringsfaktoren [cps/MBq] som
hvor
er de totale tellingene i 
VOI [c], 
bildeanskaffelsestiden [sek] og den kjente injiserte aktiviteten [MBq] inne i den sentrale sfæren. SPECT/CT-bilde for pasienten utføres med samme innstillinger for anskaffelse og rekonstruksjon. - Åpne SPECT/CT-bildet. Contour volumer av interesse (VOIer) (f.eks nyrer, synlig lesjon) er basert på både opptaksinformasjon og CT morfologi. Beregn aktiviteten i strukturen som
- Beregne
hvor
er injisert aktivitet under behandlingen. - Beregn skaleringsfaktoren for tidsaktivitetskurven som
hvor
er 
beregnet på planar bilde på dag 2 (16-24 h) forfall korrigert for fysisk halveringstid på tidspunktet for injeksjon. - Skaler nysen 2D-tidsaktivitetskurven med
faktor tilsvarende. Utfør dosimetry evaluering med OLINDA/EXM som beskrevet nedenfor.
- For SPECT/CT-aktivitetskalibrering kan du bilde av et sylindrisk fantom med en sentral sfære av kjent aktivitet. Konturer den sentrale sfæren VOI og beregn kalibreringsfaktoren [cps/MBq] som
- Voksen mannlig fantom
- Åpne dosimetri programvare. Velg radionuklid (f.eks. 177Lu) inne i Modulen Nuclide Input Form. Velg modellen (f.eks. voksen mann) i modulen Modellinndataskjema.
- Gå til modulen Kinetic Input Form, og klikk Fjern alle data. Klikk på Tilpass til modell og et eget vindu åpnes.
- I kolonnen Tid (Hr) setter du inn timene etter infusjon for hvert bildeinnhenting, i timeformat (f.eks. 1 t og 30 min vil være 1,50). Rull ned orgelmenyen og velg interesseorganer (f.eks. nyrer, lever, milt).
- For hvert organ setter
du inn det relative opptaket på hvert bildetidspunkt. Klikk Oppdater. - For parede organer (dvs. nyrer) setter du inn en enkelt verdi som summen av venstre og høyre enkelt relative opptak . Klikk Oppdater, og kontroller punktdistribusjonene på venstre side.
- Utfør en kurvetilpasning ved hjelp av en eksponentiell kurve som
A, B og C parametere kan anta positive eller negative verdier for innvasking og utvasking fase modellering, henholdsvis. Hvis data om tidsaktivitetskurver er forfallkorrigert, representerer a, b og c-parametere biologisk halveringstid ogbiol er alle positive. Velg en passende kurvetilpasset modell mellom mono-, bi- eller tri-eksponentielle kurver. Flagg de nødvendige parameterne, sett inn startverdier og klikk Tilpass til passformen utføres. - Legg merke til kurvetilpasningsparametere. Beregn effektiv halveringstid som
hvor λphys er den fysiske halveringstiden til 177Lu, og λbiol er den biologiske halveringstiden til 177Lu-PSMA-617 sammensatte. For λbiol, bør du vurdere de laveste verdiene blant en, b og c kurve-fitting parametere (dvs. tilsvarende høyere effektiv halveringstid). - Gjenta fra trinn 6.3.3 til trinn 6.3.7. for hvert organ.
- Sett inn det relative opptaket ved hvert bildetidspunkt for resten av kroppen (nemlig Total Body/Rem Body) ved å trekke det relative opptaket av alle vurderte organer fra hele kroppsopptaket. Gjenta fra trinn 6.3.5 til trinn 6.3.7 for Total body/Rem Body. Vanligvis anbefales en bi-eksponentiell kurvemontering.
- Klikk på Ferdig og lagre modellen. Programmet går tilbake til Kinetic Input Form modulen og antall oppløsninger per enhet av injisert aktivitet (nemlig ND, uttrykt i Bq * h / Bq) er visualisert for hver anses organ.
- Gå til Hovedinndataskjema. Klikk på Doser, og endre deretter inndata. I esken nederst Multipliser alle massene med:, sett inn forholdet mellom pasientens vekt og Adult Male phantom vekt (dvs. 73,7 kg). Klikk på Multipliser alle massene med: knappen. Alle orgelmasser vil deretter bli omskalert tilsvarende. Sett inn enkeltorganmasser som beregnet fra CT-avledning for de analyserte organene. For parede organer som nyrer, sett inn summen av venstre og høyre nyremasser. Klikk ferdig.
- Rapporten vil vise den gjennomsnittlige absorberte dosen normalisert til injisert aktivitet, uttrykt i mGy / MBq. Vær oppmerksom på den totale absorberte dosen for vurderte organer (dvs. nyrer, lever, milt og total kropp).
- Gjenta for tidsaktivitetskurver avledet fra hybrid 2D+3D SPECT/CT-metoden.
- Rød marg
- Utfør skalering for blodverdier for å beregne red margdose.
- Beregn blodopptaket ved hvert blodprøveoppkjøp som
der M er aktivitetsmålingen [MBq] oppnådd med HPGe 2 ml blodprøvemåling. - Beregn blodrelative opptaket
som
hvor blodvolum [ml] er den totale blodvolumestimeringen for den spesifikke pasienten. Denne verdien er hentet fra Adult Male standard fantomverdier10. - Skaler til rød marg (RM) masse og
beregne RM relative opptaket som
hvor
er forholdet mellom standard 
Adult Male phantom av (Red Marrow 
mass) lik 1120 g og (hele kroppen blodmasse) lik 5000 g. - Gå til Modulen Kinetic Input Form, og klikk Fjern alle data. Klikk på Tilpass til modell. Rull nedover orgelmenyen, og velg Rød marg.
- I kolonnen Tid (Hr) setter du inn timene etter infusjon for hver blodprøveanskaffelse i timeformat (dvs. 1 t og 30 min vil være 1,50). Sett inn verdiene til . Gjenta trinn 6.3.5-6.3.7. for rød marg.
- Rull nedover orgelmenyen, og velg Totalt brødtekst/rem-brødtekst. I kolonnen Tid (Hr) setter du inn timene etter infusjon for hvert bildeinnhenting i timeformat (dvs. 1 t og 30 min vil være 1,50). Sett inn
verdiene som er lik forskjellen mellom hele brødteksten beregnet på planarbilder og . - Gjenta fra trinn 6.3.5 til punkt for rød marg.
- Klikk på Ferdig, og lagre modellen.
MERK: Programmet går tilbake til modulen Kinetic Input Form og antall oppløsninger per enhet av injisert aktivitet (nemlig ND, uttrykt i Bq * h / Bq) visualiseres for hver vurderes. - Gå til Hovedinndataskjema. Klikk på Doser. Skaler organmasseomkalking som forrige analyse på andre organer.
- Sfære modell
- Bruk en enhetstetthetssfæremodell for strukturer som ikke er tilgjengelige i fantomet (f.eks. lesjoner, parotid og submandibulære kjertler).
- For kurvetilpasning, gjenta fra trinn 6.3.2 til trinn 6.3.10, erstatte organverdier med relativ opptak for separerte spyttkjertler og lesjoner.
- Klikk på Ferdig og lagre modellen.
- Programmet går tilbake til modulen Kinetic Input Form og antall oppløsninger per enhet injisert aktivitet [Bq*h/Bq] visualiseres for hvert som anses organ. Legg merke til ND for hver betraktet struktur.
- Gå til Modellinndataskjema. Klikk på Sfærer.
- Angi beregnet NDfor hver struktur. Klikk på Beregn doser. Rapporten vil vise den gjennomsnittlige absorberte dosen normalisert til injisert aktivitet, uttrykt i mGy / MBq, for diskret økende sfæremasser (g). Monter kurven med monoeksponentiell tilpasning og beregn den absorberte dosen normalisert til injisert aktivitet (mGy/MBq) for den spesifikke strukturmassen.
- For parede organer (f.eks. spyttkjertler), utfør sfæremodellevalueringen separat for venstre og høyre organer. Bruk gjennomsnittsverdien mellom venstre og høyre struktur for hele organdoseevalueringen.
) og bakre (
) visning som
er gjennomsnittlig antall [c] for 
den vurderte avkastningen, er gjennomsnittlig antall [c] i det tilsvarende bakgrunnsområdet, og 
er pikselnummeret i avkastningen.
er demingkorreksjonsfaktoren for 177 
Lu, er den 177Lu fysiske halveringstiden, δt er tidsforskjellen mellom infusjon og bildeoppkjøp9, og z er vannekvivalenttykkelsen evaluert ved transmisjonsskanning.
evalueres for hele kroppen på det første postinfusjonsbildet. Som hele urinen er inkludert i bildet, anses dette som en referanse for den totale effektive infunderte aktiviteten.
er de totale tellingene i 
VOI [c], 
bildeanskaffelsestiden [sek] og den kjente injiserte aktiviteten [MBq] inne i den sentrale sfæren. SPECT/CT-bilde for pasienten utføres med samme innstillinger for anskaffelse og rekonstruksjon.
er injisert aktivitet under behandlingen.
er 
beregnet på planar bilde på dag 2 (16-24 h) forfall korrigert for fysisk halveringstid på tidspunktet for injeksjon.
faktor tilsvarende. Utfør dosimetry evaluering med OLINDA/EXM som beskrevet nedenfor.
du inn det relative opptaket på hvert bildetidspunkt. Klikk Oppdater.
som
beregne RM relative opptaket som
er forholdet mellom standard 
Adult Male phantom av (Red Marrow 
mass) lik 1120 g og (hele kroppen blodmasse) lik 5000 g.
verdiene som er Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Dosimetri ble utført for 10 pasienter (7 gjennomgår første behandlingssyklus, 3 andre syklus). Blodprøver ble kjøpt fra alle unntatt 3 pasienter. En pasient annullerte blæren før den første etter infusjonsbildeoppkjøpet. Injisert aktivitet var 5,5 GBq for 5 pasienter og 4,4 GBq for 5 pasienter.
Med hensyn til kurvemontering ble mono- eller bi-eksponentiell kurvetilpasning brukt til orgeltidsaktivitetskurver. Bieksponentiell kurve montering med innvasking og utvasking faser ble brukt til spyttkjertler og et maksimalt opptak ble observert rundt 16 timer etter infusjon. For nyrer ble det observert kombinerte innvasking/utvasking (5 pasienter) og rene utvaskingsfaser (5 pasienter) for nyrer. Bi- og mono-eksponentielle tilpasningsmodeller ble brukt. En ren utvaskingsfase ble observert for hele kroppen (bieksponentiell), rød marg (bieksponentiell) og lever (mono-eksponentiell).
Når det gjelder 2D planar bildebehandling, var median effektiv halveringstid 30,4 timer (område 12,2-80,6) for nyrer, 23,5 t (12,5-62,9) for lever, 31,6 h (25,6-60,7) for parotidkjertler, 31,0 h (5,3-61,0) for submandibulære kjertler, 7,7 h (2,5-14,7) for rød marg og 51,1 t (31,6-79,7) for hele kroppen. Med 2D planar bildemetoden var medianverdiene for gjennomsnittlig absorbert dose 0,73 mGy/MBq (område 0,26-1,07) for nyrer, 0,12 mGy/MBq (0,05-0,53) for lever, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) for parotidkjertler, 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) for submandibular kjertler, 0,04 mGy/MBq (0,02-0,07) for rød marg og 0,04 mGy/MBq (0,02-0,14) for hele kroppen.
Hybrid 2D +3D SPECT/CT-metoden ble brukt til nyreopptaksevaluering. Høyt inntak av tarm ble observert fra dag 2 til dag 6, og overlappet i stor grad nyrene. Median forholdet mellom nyreopptak ved 24 timer (dag 2), evaluert på planarbilder (%IA2D-24h) og 3D SPECT/CT (%IA3D-24h)var 0,45 (område 0,32-1,23). For én pasient ble det også utført en full 3D SPECT/CT-evaluering ved å anskaffe både planære bilder og 3D SPECT/CT for alle dager dedikert til dosimetri (figur 4). Tidsaktivitetskurvene fra de tre ulike metodene ble sammenlignet for venstre og høyre nyrer (Figur 4). Hybridmetoden forutsetter at tarmoverlappingsopptaket observert på SPECT/CT kjøpt ved 24 timer var gyldig for alle de andre planale bildene som er anskaffet til forskjellige tider. For denne pasienten var korreksjonen gyldig for alle tidspunkter for høyre nyre (Figur 4B), mens en undervurdering av relativ opptak ble observert på dag 1 for venstre nyre (Figur 4A). Likevel ble det observert et avvik på bare 1,6 % mellom hybrid- og 2D-metodene når det gjelder gjennomsnittlig absorbert dose av hybridmetoden, med 0,320 mGy/MBq for 3D-metoden, 0,315 mGy/MBq for hybridmetoden og 0,829 mGy/MBq for 2D-metoden.
Figur 1: Arbeidsflyt for bildeanskaffelse for evaluering av dosimetri. Hovedtrinn og timing av hybrid dosimetri prosedyre. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Sekvensielle planale helkroppsbilder (bakre projeksjon) ervervet ved 1 t, 16-24 timer, 36-48 timer og 120 timer etter infusjon. Avgrensede organer: nyrer, parotidkjertler, submandibulære kjertler, lachrymal kjertler, lever, milt, hele kroppen, dorsal rachis lesjon (rød). Hvert avgrensede organ har en tilsvarende bakgrunnsregion. Dette tallet er endret fra Sarnelli et al.2. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Transmissive og blank anterior skanning oppnådd med 57Co flom. Avgrensede organer som beskrevet i figur 2. Dette tallet er endret fra Sarnelli et al.2. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Sammenligning av 2D, hybrid 2D+3D, 3D SPECT/CT-metoder for forbigående tarmopptaksoverlapping på nyrene. Tidsaktivitet på venstre (A) og høyre (B) nyrekurver (data refererer til samme pasient) avledet ved hjelp av forskjellige metoder: 2D hele kroppen planar imaging (rød linje), hybrid 2D + 3D SPECT / CT bildebehandling (grønn linje), full 3D SPECT / CT bildebehandling (blå linje). For hybridmetoden skaleres tidsaktivitetskurven på nytt på grunnlag av bildet som er anskaffet 24 timer etter injeksjon. Det forbigående tarmen opptaket overlappende nyrene er også vist på planære bilder (C). Dette tallet er endret fra Sarnelli et al.2. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Metoden som er beskrevet gjør at hele kroppendosimetri kan utføres for PRRT-behandling og er et gyldig kompromiss mellom 2D-hele kroppen og 3D-dosimetriinformasjon ved at den gir verdifull informasjon uten betydelig økende bildeinnhentingsbelastning. Metoden er også nyttig for evaluering av den absorberte dosen av overlappende strukturer og gir informasjon om strukturene som ligger utenfor 3D SPCET / CT begrenset synsfelt.
Gjennomføringen av metodikken krever en høy grad av samarbeid mellom ulike involvert (dvs. leger, fysikere, medisinske radiologiteknikere, sykepleiere) og er en tidkrevende prosess når det gjelder bildeinnhenting og etterbehandlingsanalyse.
Vår metode kan optimaliseres ytterligere. Antall bildeoppkjøp kan reduseres ved å unngå overføring før injeksjonsskanningen og evaluere demperingskorreksjonen direkte på CT- eller SCOUT-bilder på hele kroppen11. Med hensyn til rød marg, som foreslått av andre forfattere12, den absorberte dosen kan evalueres på grunnlag av vertebra opptak i stedet for på blodprøver. Bidraget av beinlesjoner til den røde margabsorberte dosen bør også tas i betraktning.
En fremtidig anvendelse av modellen vil være evalueringen av dosevolum histogrammet (DVH) av strukturer avbildet med 3D SCPET/CT (f.eks. nyrer, lever). DVH gir mer nøyaktig informasjon om doseevaluering enn den gjennomsnittlige absorberte dosen og kan være nyttig for sammenligninger med eksterne strålestrålebehandling dose begrensninger i form av biologisk ekvivalent dose.
Metoden ble utviklet for 177Lu-PSMA-617 radiotracer, men kan også brukes med andre beta-gamma radiotracers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Vår takk går til de profesjonelle tallene som er involvert i protokollen (dvs. leger, fysikere og sykepleiere) og til pasientene som ble enige om å delta i studien. Vi er også takknemlige til de medisinske radiologiteknikerne i Nuclear Medicine Unit for deres hjelp med protokollimplementering: Valentina Mautone, Maria Caternicchia, Monia Pancisi, Daniela Fichera og Delia Bevilacqua. Forfatterne anerkjenner Alessandro Savini og Simone Marzoni for deres hjelp i videoopptaket. Arbeidet ble delvis støttet av AIRC (Italian Association for Cancer Research, stipendnummer: L2P1367 - L2P1520). Arbeidet ble delvis finansiert av den italienske helseministeren.
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
- 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).
- 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).
- Stabin, M. G. Fundamentals of nuclear medicine dosimetry. , Springer. (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Valentin, J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection: reference values. Annals of ICRP. 32, 5 (2002).
- 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).
- 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).
