En hel kropp Dosimetri Protokoll för peptid-receptor radionuklid terapi (PRRT): 2D Planar Bild och Hybrid 2D + 3D SPECT / CT bildmetoder

Summary

Denna metod uppskattar den absorberade dosen av olika strukturer för peptid-receptor-radionuklid-terapi (PRRT) med möjlighet att undvika organ överlappning på 2D-prognoser. Seriell hela kroppen planar bilder tillåter uppskattning av genomsnittliga absorberade doser längs hela kroppen, medan hybrid strategi, kombinera plana bilder och 3D-SPECT /CT bild, övervinner begränsningarna i strukturen överlappande.

Abstract

Peptid-receptor-radionuklid-terapi (PPRT) är en riktad terapi som kombinerar en kort räckvidd energi radionuklid med ett substrat med hög specificitet för cancer cellreceptorer. Efter injektionen distribueras radiotracern i hela kroppen, med ett högre upptag i vävnader där riktade receptorer överuttrycks. Användningen av beta/gamma radionuklidsändare gör det möjligt att utföra behandlingsavbildning (beta-emission) och bildbehandling efter behandling (gamma-emission) samtidigt. Post-behandling sekventiella bilder tillåter absorberad dos beräkning baserat på lokala upptag och tvätt-in/wash-out kinetik. Vi implementerade en hybridmetod som kombinerar information som härrör från både 2D- och 3D-bilder. Seriella helkroppsbilder och blodprover förvärvas för att uppskatta den absorberade dosen till olika organ i riskzonen och till lesioner som sprids i hela kroppen. En enda 3D-SPECT/CT bild, begränsad till buken regionen, övervinner projektion överlappning på plana bilder av olika strukturer såsom tarmar och njurar. Hybrid 2D +3D-SPECT/CT-metoden kombinerar effektiv halveringstidsinformation som härleds från 2D-plana bilder med den lokala upptagsdistributionen som härleds från 3D-bilder. Vi implementerade denna metod för att uppskatta den absorberade dosen för patienter som genomgår PRRT med ¹⁷⁷Lu-PSMA-617. Metoden skulle dock kunna genomföras tillsammans med andra beta-gamma-röntgenstrålare. Hittills har 10 patienter rekryterats till dosimetristudien med ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 i kombination med läkemedelsskydd för njurar och spottkörtlar (mannitol- respektive glutamattabletter). Medianförhållandet mellan njurupptag vid 24 h utvärderas på plana bilder och 3D-SPECT/CT är 0,45 (intervall:0,32-1,23). Jämförelsen mellan hybrid och full 3D-metod har testats på en patient, vilket resulterar i en 1,6% underskattning med avseende på full 3D (2D: 0,829 mGy/MBq, hybrid: 0,315 mGy/MBq, 3D: 0.320 mGy/MBq). Behandlingssäkerheten har bekräftats, med en genomsnittlig absorberad dos på 0,73 mGy/MBq (intervall:0,26-1,07) för njurar, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) för glandkörtlarna och 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) för submandibularkörtlar, värden i enlighet med tidigare publicerade data.

Introduction

Bland peptid-receptor radionuklid terapier, ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 PRRT kombinerar en kort räckvidd betasändare ¹⁷⁷Lu (1,9 mm maximal räckvidd i vatten, halveringstid 6,71 dagar) med en prostata-specifika membran antigen (PSMA) ligand. Överuttryck av PSMA i 90-100% av lokala prostatacancer skador och ögonbevarande sjukdom (lymfkörteln och ben) är nyckeln till denna behandling. Emellertid, PSMA-receptorer uttrycks också i olika friska vävnader där högt upptag observeras ofta under behandlingar. De viktigaste organen i riskzonen är njurarna, rödmärg, salivary och lachrymal körtlar. Dosen till dessa organ kan minska maximal injicerbar aktivitet, vilket försämrar det terapeutiska förhållandet.

Vårt institut (IRST IRCCS) aktiverat ett protokoll i syfte att öka det terapeutiska förhållandet mellan skador och friska vävnader, som ger läkemedelsskydd i kombination med ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 terapi. Mannitol, polyglutamat folat tabletter i kombination med externt applicerade isförpackningar och N-acetylaspartylglutammate syra ögondroppar används för njurar, salivary och lachrymal körtel bevarande,^{respektive 1}. Dosimetriska studier efter infusion krävs för att uppskatta den effektiva halveringstiden (dvs. kombinationen av fysisk och biologisk halveringstid) och absorberad dos för olika strukturer av intresse lokaliserade i hela kroppen (t.ex. njurar, spottkörtlar, spridade lesioner). Detta scenario kräver hela kroppen information som erhållits genom att förvärva sekventiella efter infusion hela kroppen planar bilder². Överlappningen av höga upptagsstrukturer (t.ex. övergående tarmupptag ovanför njurarna) kräver dock 3D-information som kan diskriminera mellan olika lokala upptag som blandas på 2D-projektioner. Vi implementerade en hybridmetod som kan ge en dosimetrisk utvärdering av hela kroppen tack vare 2D planar bilder^2,upprätthålla 3D-information om en vald region (t.ex. bukregionen). Den här metoden kombinerar aktivitetsdistributionen som tillhandahålls av 3D SPECT/CT-bilder med den effektiva halveringstiden som beräknas från plana bilder. Information som erhållits från andra icke-överlappande strukturer (t.ex. spottkörtlar) härleds endast från plana bildstudier. Blodprovsmetoden som används för utvärdering av rödmärg beskrivs i ett annat avsnitt.

Fördelen med hybridmetoden är att hela kroppen kan skannas, medan en fullständig 3D SPECT/CT-metod begränsar cranio-caudal bildförlängning, vilket kan göra det omöjligt att studera strukturer som är långt ifrån varandra. Den låga bildupplösningen för planaravbildning och behovet av att implementera en överlappningskorrigering med hjälp av en enda 3D SPECT/CT-förvärv utgör dock de största nackdelarna.

För att testa säkerhet och effekt av PRRT-terapier är det viktigt att jämföra data från enstaka institutioner med data som tidigare publicerats av andra grupper. Majoriteten av publicerade data med ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 är baserade på planar bilder. Den beskrivna metoden kan därför också vara användbar för standardisering av de metoder som används. Slutligen är det värt att notera att genomförandet av metoden kräver en hög grad av samarbete mellan olika professionella personer inblandade (dvs. läkare, fysiker, medicinsk radiologi tekniker, sjuksköterskor).

Protocol

Dosimetriförfarandet utfördes enligt behandlingsprotokollet "Radiometabolic Therapy (RMT) with ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 in advanced castration resistant prostate cancer (CRPC):efficacy and toxicity evaluation" (EUDRACT/RSO number: 2016-002732-32) (Figur 1). Utvalda patienter genomgick dosimetri utvärdering baserat på prestandastatus. Alla patienter undertecknade informerat samtycke. Före behandling leverans genomgick varje patient en ⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/CT hela kroppen scan.

Det är viktigt att understryka att vissa steg är specifikt kopplade till den skanner som används.

1. Bildhantering före infusion: Överföring och blank bildförvärv

OBS: I detta första bildinköp utvärderas patientens vattenekvivalens tjocklek. Detta värde används för dämpning korrigering av räknas som härrör från 2D planar bilder förvärvade efter ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 injektion.

1. Ställ in lågenergikollimatorer med hög upplösning (LEHR).
2. Öppna bildprotokollförvärvet på arbetsstationen och välj överföringsskanning av hela kroppsplanar-bildförvärvet.
3. Kontrollera tabellhastigheten (t.ex. 7 cm/min) och zoom (t.ex. 1). Behåll dessa värden lika för anskaffningen för blanka genomsökningar. Kontrollera att alternativet Body Contour är inaktiverat.
4. Placera patienten på soffan fötter-första supine med armarna i vila längs sidan av kroppen. Använd den här positionen för alla bilder. Använd vid behov tillgängliga stöd (armstöd, knäkil, kudde, filt).
5. Notera patientens exakta position, med hjälp av skalnumret längs soffan: hörnhuvudposition, knäposition, fotposition, soffhöjd, alla stöd som används. Ta del av patientens vikt och längd.
6. Ställ SPECT dubbla huvuden i motsatta lägen (dvs. 0° och 180°) och på det maximala avståndet från FOV-centret. Lyft soffan så att patienten är placerad vid FOV centrum och med huvudet vid detektorn centrum.
7. Placera ⁵⁷Co översvämning stöd på den bakre kameran och sedan ⁵⁷Co översvämning sig på stödet. Starta bildförvärv.
8. I slutet av bild förvärv, ta bort ⁵⁷Co översvämning och stöd. Tryck loss på teach hänget. Hjälp patienten att stiga upp.
9. Upprepa bildförvärvet på samma sätt men utan patienten placerad på soffan.
   Soffhastighet, bordshöjd och kameraavstånd ska ställas in på samma värde som den tidigare transmissionsbilden.

2. Bildförvärv efter infusion: Planar Bild

OBS: Planar efterbild förvärv används för effektiv halveringstid och genomsnittlig absorberad dos utvärdering av olika strukturer.

1. Skaffa första bilden 0,5-1 h efter ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 infusion (dag 1, figur 1).
   1. Skaffa den första bilden innan urinblåsan tömning. Om patienten känner ett akut behov av urinblåsan makulering, ge ett lämpligt kärl för urininsamling. Var noga med att inkludera kärlet (eller urinpåsen om patienten har en kateter) i bilden.
2. Samla en 2 ml blodprov, stäng insamlingsröret och placera den i en skärmad låda, notera tiden.
3. Byt till medelenergistark kollimator (MEHR).
4. Öppna bildprotokollförvärvet på arbetsstationen och välj hela kroppsplanar-bildinsamling. Kontrollera tabellhastigheten (t.ex. 7 cm/min) och zoom (t.ex. 1). Behåll dessa värden lika för alla andra bilder. Kontrollera att alternativet Body Contour är inaktiverat.
5. Placera patienten på soffan och se till att positionen är densamma som den som användes för den föregående bilden (dvs. överföringsskanning före infusion).
6. Ställ SPECT dubbla huvuden i motsatta lägen (dvs. 0° och 180°). Lyft bordet så att patienten är placerad vid FOV-centret och med huvudet vid detektorcentret.
7. Justera den bakre kamerans position manuellt (dvs. placerad vid 180°) för att nå det minsta avståndet från den sämre soffprofilen.
8. Justera främre kamerans position manuellt (dvs. placerad vid 0°) för att nå minsta avstånd från patientens profil. Ta hänsyn till hela kroppsytan längs hela patienthöjden för att undvika kollision under skanning.
9. Med hänsyn till duellhuvudenas position, starta bildförvärv.
10. I slutet av bildförvärvet trycker du på Lossa på teach-hänget och hjälper patienten att stiga upp.
11. Upprepa samma bild förvärv med samma kamerainställningar på 16-24 h (andra bilden, dag 2), 36-48 h (tredje bilden, dag 3). Ytterligare bilder (en eller flera) kan förvärvas upp till 120 timmar efter infusion (t.ex.  66-70 h och 120 h) baserat på patientens efterlevnad och institutionens resurser.
12. Samla ett 2 ml-blodprov samtidigt som SPECT-bildförvärvet, stäng insamlingsröret och placera det i en avskärmad låda, och notera tiden.

3. Bildförvärv efter infusion: 3D SPECT/CT

OBS: Dag 2 (16-24 h efter infusion) utförs ett 3D-bildförvärv tillsammans med planarbildsförvärvet. 3D SPECT/CT-bilden fokuserar på bukregionen och gör det möjligt att undvika organöverlappning (t.ex. njurar eller tarmslingor) på främre/bakre projektioner.

1. När du har lärt dig planar väljer du 3D SPECT/CT-avbildningen i dosimetriprotokollet på arbetsstationen.
2. Kontrollera att rätt bildparametrar har ställts in: anskaffningsformalitet (t.ex. steg-och-skjuta), vinkel per projektion (t.ex. 5°), antal bildrutor per rotation (t.ex. 72), ramlängd (t.ex. 3 000 ms). Kontrollera att Body Contour är inaktiverad.
3. Placera detektorn på maximalt avstånd från centrum för att undvika kollision. Placera patienten med armarna lyfta över huvudet. Placera patientbordet inuti kameran tills det önskade området är centrerat på detektorn (t.ex. njurar och en specifik skada belägen i samma region). Starta bildförvärv.
4. Hämta motsvarande CT-bild.
5. I slutet av bildförvärvet trycker du på Lossa på teach-hänget och hjälper patienten att stiga upp.

4. Bildanalys

Punkt, dämpning och bakgrundskorrigeringar implementeras. Enstaka organ och lesion massa anses för absorberad dos utvärdering. ROI och VOI är konturerade på planar och 3D-bilder.

1. Skicka alla förvärvade bilder från förvärvsarbetsstationen till analysarbetsstationen.
2. För alla bilder efter infusionen väljer du emissiva, låga och högupplösta bilder och klickar på den högra panelen i det dedikerade arbetsflödet för att skapa en punktkorrigerad bild enligt följande:
   
   
   
   där , och är emissiva, lägre scatter och högre scatter 2D främre eller bakre plana hela kroppen bilder, respektive; , och är emissiva, lägre spridnings- och högre spridningsenergifönsterbredder.
3. Öppna varje bakre bild, klicka på Bild, sedan Reorient , Panorera, Zooma..., flagga Y spegel,klicka på Använd och avsluta, och sedan spara den roterade vänster-höger bild. Pan
4. Öppna främre och bakre (roterade) scatter-korrigerade planar bilder förvärvade efter infusion.
5. Välj den bild som förvärvades dag 2 som den mest lämpliga för ROI-avgränsning. Konturorgan: hela kroppen (omfattar även urinkärl eller påse vid behov), njurar, lever, mjälte (om den är synlig), parotidkörtlar, submandibularkörtlar, lachrymalkörtlar. Om möjligt, också kontur några synliga skador. Kontur rois på den mest användbara bilden mellan främre och bakre vyer (Figur 2). Forma en liten avkastning intill varje konturformad struktur för bakgrund.
6. Kopiera och klistra in alla ROIs från bilden som förvärvats dag 2 till den främre och bakre vyer av de andra bilderna förvärvade efter infusion.
7. Använd endast ROI-översättning och ändra inte för att bibehålla samma organdimension. För varje förvärvad efter infusion, välj främre bild. Spara konturerade ROIs.
8. För varje bild bör du notera genomsnittliga antal [c] och pixeldimension inuti varje avkastning (inklusive bakgrunds-ROIs) för både främre och bakre vyer³.
9. Öppna främre överföring och tomma skanningar, tillsammans med avgränsade ROIs. Kopiera och klistra in orgel och skador ROIs på överföring scan. Justera för orgel obalans, och om det behövs, förstora eller minska organ konturer för olika bildförstoring.
10. För fördämning av kroppen, kontur en struktur som omfattar huvud, axlar, bröst och buk, undvika armar och ben (figur 3).
11. Kopiera och klistra in alla ROIs från överföring till tom genomsökning.
12. Utvärdera vattenekvivalenten z för varje struktur för att uppskatta självdämpningen. Ta del av genomsnittliga räknas inuti varje ROI på både överföring (I_{överföring)}överföring och tom (jag_tom)skannar. Beräkna vattenekvivalent tjocklek z som
    
    
    
    var är dämpningskoefficienten för ⁵⁷Co översvämning tidigare mätt med en enhetlig fantom.
13. Använd förbehandlingen ⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/ct scan. Konturorgan på CT-bild: njurar, lever, mjälte, parotidkörtlar och submandibularkörtlar. Konturskador på PET-bilder. Om man antar en enhetlig vattensammansättning för varje struktur, beräkna massan för varje konturformad struktur med hjälp av en enhetsdensitet (1 g/ml).
14. Utför SPECT/CT bild rekonstruktion, med hänsyn till scatter korrigering, CT dämpning korrigering och upplösning återhämtning. Ställ in samma iterativa rekonstruktionsvärden som används för SPECT-kalibrering (t.ex. OSEM-iteration och delmängdsnummer, filtrering efter rekonstruktion).

5. Mätningar av blodprov

OBS: Blodprovsmätningar utförs på hpgedetektorn High Purity (HPGe) för uppskattning av rödmärgsdos.

1. Låt blodprovet förfalla i cirka 2 veckor för att undvika detektormättnad och hög död tid.
2. Efter 2 veckor mäter du ett prov i taget. På grund av den låga aktiviteten, starta mätningar från det senast förvärvade blodprovet (dvs. från dag 6).
3. Placera blodprovsuppsamlingsröret på den särskilda hållaren. Använd samma geometri som den som används för HPGe-kalibrering. Placera den på HPGe-detektorn och stäng detektoravskärmningshöljet.
4. Öppna programvaran för spektrumförvärv och analys. Kontrollera att den döda tiden är <3%. Om högre, vänta några dagar och utföra mätningarna då.
5. Välj rätt HPGe kalibreringsfil som motsvarar 2 ml-uppsamlingsrörets geometrihållare. Starta provmätningar (minst 12 h mätningar).
6. Analysera spektrumet genom att identifiera medelvärdet gammatopp och genom att beräkna aktivitetskoncentrationen. Ta del av både uppmätta provaktivitet och tids- och datummätningar.
7. Upprepa samma mätningar och analys för alla blodprover.

6. Utvärdering av Dosimetri

OBS: Analysen utförs med en särskild dosimetri programvara baserad på MIRD publikationer^4,5,,6,,7,8. För varje ansedd struktur utvärderas effektiv halveringstid på sekventiella 2D hela kroppsbilder av bi- eller mono-exponentiell kurva som passar tidsaktivitetskurvor. 3D SPECT/CT imaging används för att lösa problemet med hög upptag tarmen överlappning på njurstruktur genom att skala tid-aktivitet kurvor som härrör från plana bilder. Genomsnittlig absorberad dos beräknas sedan för varje strukturmassa. För utvärdering av rödmärgsdos används och skalas blodprovsmätningar till patientens vikt.

1. Planar-bilder
   1. För varje bild och struktur beräknar duantalet påfrämre ( ) och bakre ( ) vy som
      
      
      
      var är det genomsnittliga antalet [c] för den ansedda avkastningen på sysselsatt kapital, är det genomsnittliga antalet [c] i motsvarande bakgrundsområde och är pixelnumret inuti avkastningen på kapital.
   2. För varje roi beräknar du upptaget vid varje bildtidpunkt som
      
      
      
      var är dämpningskorrigeringsfaktorn för ¹⁷⁷Lu, är den fysiska halveringstiden ¹⁷⁷Lu, Δt är tidsskillnaden mellan infusion och bildförvärv⁹och z är den vattenekvivalens som utvärderas vid transmissionsskanning.
   3. Beräkna det relativa upptaget som
      
      
      
      där utvärderas för hela kroppen på den första bilden efter infusionen. Eftersom hela urinen ingår i bilden, detta anses vara en referens för den totala effektiva infunderas aktivitet.
2. Hybrid 2D+3D SCPET/CT-bilder
   1. För SPECT/CT-aktivitetskalibrering, bild en cylindrisk fantom med en central sfär av känd aktivitet. Forma den centrala sfären VOI och beräkna kalibreringsfaktorn [cps/MBq] som
      
      
      
      var är det totala antalet inom VOI [c], bildförvärvtiden [sek] och den kända injicerade aktiviteten [MBq] inom den centrala sfären. SPECT/CT-avbildning för patienten utförs med samma inställningarna för anskaffnings- och rekonstruktionsparameter.
   2. Öppna SPECT/CT-bilden. Konturvolymer av intresse (VOI) (t.ex. njurar, synlig lesion) baseras på både upptagsinformation och CT-morfologi. Beräkna aktiviteten i strukturen som
      
      
   3. Beräkna
      
      
      
      där är den injicerade aktiviteten under behandlingen.
   4. Beräkna skalningsfaktorn för tidsaktivitetskurvan som
      
      
      
      var är den beräknade på planar bilden på dag 2 (16-24 h) sönderfall korrigeras för fysisk halveringstid vid tidpunkten för injektionen.
   5. Skala om njure 2D tid aktivitetskurvan med faktor därefter. Utför dosimetriutvärdering med OLINDA/EXM enligt beskrivningen nedan.
3. Vuxen manlig fantom
   1. Öppna dosimetriprogramvara. Välj radionuklid (t.ex. ¹⁷⁷Lu) inuti modulen Nukliding input form. Välj modell (t.ex. vuxenman)inuti modulen Modellinmatningsformulär.
   2. Gå till modulen Kinetic Input Form och klicka på Rensa alla data. Klicka på Anpassa till modell och ett separat fönster öppnas.
   3. I kolumnen Tid (Hr) sätter du in timmarna efter infusionen för varje bildinsamling, i timformat (t.ex. 1 h och 30 min kommer att vara 1,50). Bläddra ner i orgelmenyn och välj intressanta organ (t.ex. njurar, lever, mjälte).
   4. För varje organ, sätt in det relativa upptaget vid varje bildtidpunkt. Klicka på Uppdatera.
   5. För parade organ (dvs. njurar) infoga ett enda värde som summan av vänster och höger enda relativa upptag . Klicka på Uppdatera och kontrollera punktfördelningarna på den vänstra sidan.
   6. Utför en kurvpassning med en exponentiell kurva som
      
      
      
      A-och C-parametrar kan anta positiva eller negativa värden för disk- och urfasmodellering. C Om data om tidsaktivitetskurvor förfallerkorrigeras representerar parametrarna a, b och c biologisk halveringstid λ_biol och är alla positiva. Välj en lämplig kurvpassningsmodell mellan mono-, bi- eller tri-exponentiella kurvor. Flagga de parametrar som krävs, infoga startvärden och klicka på Anpassa tills passningen utförs.
   7. Ta del av kurvpassningsparametrar. Beräkna effektiv halveringstid som
      
      
      
      där λ_phys är den fysiska halveringstiden ^{för 177}Lu, och λ_biol är den biologiska halveringstiden för ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 förening. För λ_biolbör du tänka på de lägsta värdena bland kurvornaa, b och c (dvs. motsvarande den högre effektiva halveringstiden).
   8. Upprepa från steg 6.3.3 till steg 6.3.7. för varje organ.
   9. För in det relativa upptaget vid varje bildtidpunkt för återstoden av kroppen (dvs. totalkropp/remkropp)genom att subtrahera det relativa upptaget av alla ansedda organ från hela kroppens upptag. Upprepa från steg 6.3.5 till steg 6.3.7 för Total Body/Rem Body. I allmänhet rekommenderas en bi-exponentiell kurva montering.
   10. Klicka på Klar och spara modellen. Programmet går tillbaka till modulen Kinetic Input Form och antalet sönderfall per enhet av injicerad aktivitet (nämligen ND, uttryckt i Bq * h / Bq) visualiseras för varje ansett organ.
   11. Gå till huvudinmatningsformuläret. Klicka på Doseroch ändra sedan indata. I rutan längst ner Multiplicera alla massor med:, sätt in förhållandet mellan patientens vikt och Vuxenmans fantomvikt (dvs. 73,7 kg). Klicka på multiplicera alla massor av: knappen. Alla organmassor kommer sedan att skalas om i enlighet med detta. Infoga enstaka organ massor som beräknas från CT avgränsning för de analyserade organen. För parade organ som njurar, sätt in summan av vänster och höger njurmassor. Klicka på Klar.
   12. Rapporten visar den genomsnittliga absorberade dosen som normaliserats till injicerad aktivitet, uttryckt i mGy/MBq. Ta del av den totala absorberade dosen för ansedda organ (dvs. njurar, lever, mjälte och Total Body).
   13. Upprepa för tidsaktivitetskurvor som härleds från hybridmetoden 2D+3D SPECT/CT.
4. Röd märg
   1. Utför skalning för blodvärden för att beräkna Red Marrow dos.
   2. Beräkna blodupptagningen vid varje blodprovsförvärv som
      
      
      
      där M är den aktivitetsmätning [MBq] som erhållits med HPGe 2 mL blodprovsmätning.
   3. Beräkna det relativa upptaget i blodet som
      
      
      
      där blodvolymen [mL] är den totala blodvolymuppskattningen för den specifika patienten. Det här värdet hämtas från standarden Phantom Values¹⁰Adult Male.
   4. Skala om till RED Marrowmassa (RM) massa och beräkna RM relativa upptag som
      
      
      
      var är förhållandet mellan vanliga vuxna manliga fantom av (Red Marrow massa) lika med 1120 g och (helkroppsblodmassa) lika med 5000 g.
   5. Gå till modulen Kinetic Input Form och klicka på Rensa alla data. Klicka på Anpassa till modell. Bläddra nedåt i orgelmenyn och välj Rödmärg.
   6. I kolumnen Tid (Hr) sätter du in timmarna efter infusionen för varje förvärv av blodprov i timformat (dvs. 1 h och 30 min kommer att vara 1,50). Infoga värdena för . Upprepa steg 6.3.5-6.3.7. för Rödmärg.
   7. Bläddra nedåt i orgelmenyn och välj Total Body/Rem Body. I kolumnen Tid (Hr) sätter du in timmarna efter infusionen för varje bildförvärv i timformat (dvs. 1 h och 30 min blir 1,50). Infoga värdena lika med skillnaden mellan hela kroppen beräknad på plana bilder och .
   8. Upprepa från steg 6.3.5 till punkt för Rödmärg.
   9. Klicka på Klar och spara modellen.
      OBS: Programmet går tillbaka till modulen Kinetic Input Form och antalet sönderfall per enhet av injicerad aktivitet (nämligen ND,uttryckt i Bq * h / Bq) visualiseras för varje beaktas.
   10. Gå till huvudinmatningsformuläret. Klicka på Doser. Skala organmassa rescaling som den tidigare analysen på andra organ.
5. Sfärmodell
   1. Använd en sfärisk modell för enhetsdensitet för strukturer som inte finns i fantomen (t.ex. lesioner, parotid och submandibularkörtlar).
   2. För kurvpassning, upprepa från steg 6.3.2 till steg 6.3.10 och ersätta organvärden med relativt upptag för separerade spottkörtlar och lesioner.
   3. Klicka på Klar och spara modellen.
   4. Programmet går tillbaka till modulen Kinetic Input Form och antalet sönderfall per enhetsinjicerad aktivitet [Bq* h/Bq] visualiseras för varje ansett organ. Ta del av ND för varje ansedd struktur.
   5. Gå till modellinmatningsformulär. Klicka på Spheres.
   6. För varje struktur anger du den beräknade ND. Klicka på Beräkna doser. Rapporten kommer att visa den genomsnittliga absorberade dosen normaliserad till injicerad aktivitet, uttryckt i mGy/MBq, för diskret ökande sfärmassor (g). Passa kurvan med mono-exponentiell montering och beräkna den absorberade dosen normaliserad till injicerad aktivitet (mGy/MBq) för den specifika strukturmassan.
   7. För parade organ (t.ex. spottkörtlar), utför sfärmodellutvärderingen separat för vänster och höger organ. Använd medelvärdet mellan vänster och höger struktur för hela organdosutvärdering.

Representative Results

Dosimetri utfördes för 10 patienter (7 genomgår en första behandlingscykel, 3 andra cykler).  Blodprover förvärvades från alla utom 3 patienter. En patient ogiltigförklarade blåsan före det första bildförvärvet efter infusionen. Injicerad aktivitet var 5,5 GBq för 5 patienter och 4,4 GBq för 5 patienter.

När det gäller kurvpassning användes mono- eller bi exponentiell kurvpassning för organtids-aktivitetskurvor. Bi-exponentiell kurva montering med wash-in och wash-out faser användes för spottkörtlar och ett maximalt upptag observerades runt 16 h efter infusion. För njurar observerades kombinerade wash-in/wash-out (5 patienter) och rena wash-out (5 patienter) faser för njurar. Bi- och mono-exponential passande modeller användes. En ren wash-out fas observerades för hela kroppen (bi-exponentiell), rödmärg (bi-exponentiell) och lever (mono-exponentiell).

När det gäller 2D-plana bildåtergivningsmetoden var medianeffektiva halveringstiden 30,4 h (intervall 12,2-80,6) för njurar, 23,5 h (12,5-62,9) för lever, 31,6 h (25,6-60,7) för parotidkörtlar, 31,0 h (5.3-61.0) för submandibularkörtlar, 7,7 h (2,5-14,7) för rödmärg och 51,1 h (31,6-79,7) för hela kroppen. Med bildmetoden 2D planar Medianvärden för medelupptagen dos var 0,73 mGy/MBq (intervall 0,26-1,07) för njurar, 0,12 mGy/MBq (0,05-0,53) för lever, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) för parotidkörtlar, 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) för submandibularkörtlar, 0,04 mGy/MBq (0,02-0,07) för rödmärg och 0,04 mGy/MBq (0,02-0,14) för hela kroppen.

Hybrid 2D +3D SPECT/CT-metoden användes för utvärdering av njurupptag. Hög intestinalupptag observerades från dag 2 upp till dag 6, och till stor del överlappade njurarna. Medianförhållandet mellan njurupptag vid 24 timmar (dag 2), utvärderat på plana bilder (%IA_2D-24h) och 3D SPECT/CT (%IA_3D-24h), var 0,45 (intervall 0,32-1,23). För en patient utfördes också en fullständig 3D SPECT/CT-utvärdering genom att både plana bilder och 3D SPECT/CT förvärvades för alla dagar som var avsedda för dosimetri (figur 4). Tidsaktivitetskurvorna från de tre olika metoderna jämfördes för vänster- och höger njurar (figur 4). Hybridmetoden förutsätter att tarmen överlappar upptag korrigering observerats på SPECT/CT förvärvats vid 24 h var giltig för alla andra planar bilder förvärvats vid olika tidpunkter. För denna patient var korrigeringen giltig för alla tidspunkter för höger njure (figur 4B), medan en underskattning av det relativa upptaget observerades dag 1 för den vänstra njuren (figur 4A). En diskrepans på endast 1,6 % observerades dock mellan hybrid- och 2D-metoderna när det gäller genomsnittlig absorberad dos av hybridmetoden, med 0,320 mGy/MBq för 3D-metoden, 0,315 mGy/MBq för hybridmetoden och 0,829 mGy/MBq för 2D-metoden.

Bild 1: Arbetsflöde för bildförvärv för utvärdering av dosimetri. Huvudsakliga steg och tidpunkten för hybrid dosimetri förfarande. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2: Sekventiella plana helkroppsbilder (bakre projektion) som förvärvats vid 1 h, 16-24 h, 36-48 h och 120 h efter infusion. Avgränsade organ: njurar, parotidkörtlar, submandibularkörtlar, lachrymalkörtlar, lever, mjälte, hela kroppen, dorsala rachis lesion (röd). Varje avgränsat organ har en motsvarande bakgrundsregion. Denna siffra har ändrats från Sarnelli et al.². Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3: Transmissiv och tom främre skanning erhålls med ⁵⁷Co översvämning. Avgränsade organ enligt beskrivningen i figur 2. Denna siffra har ändrats från Sarnelli et al.². Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4: Jämförelse av 2D, hybrid 2D+3D, 3D SPECT/CT-metoder för övergående tarmupptag överlappning på njurar. Tidsaktivitet för vänster(A)och höger (B) njurkurvor (data avser samma patient) som härleds med olika metoder: 2D hela kroppen plana imaging (röd linje), hybrid 2D + 3D SPECT/CT imaging (grön linje), full 3D SPECT / CT imaging (blå linje). För hybridmetoden skalas tidsaktivitetskurvan om på grundval av den bild som förvärvades 24 timmar efter injektionen. Det övergående tarmupptaget som överlappar njurarna visas också på plana bilder (C). Denna siffra har ändrats från Sarnelli et al.². Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Den beskrivna metoden gör det möjligt att utföra dosimetri i hela kroppen för PRRT-terapier och är en giltig kompromiss mellan 2D hela kroppen och 3D dosimetri information genom att det ger värdefull information utan att avsevärt öka bild förvärv belastning. Metoden är också användbar för utvärdering av den absorberade dosen av överlappande strukturer och ger information om de strukturer som ligger utanför det begränsade synfältet 3D SPCET/CT.

Implementeringen av metoden kräver en hög grad av samarbete mellan olika ämnen (t.ex. läkare, fysiker, medicinska röntgentekniker, sjuksköterskor) och är en tidskrävande process när det gäller bildinköp och efterbehandlingsanalys.

Vår metod skulle kunna optimeras ytterligare. Antalet bildinköp kan minskas genom att man undviker överföringen före injektionen och utvärderingen av dämpningskorrigeringen direkt på ct-bilder för hela kroppen eller^{SCOUT-bilder 11}. När det gäller rödmärg, som föreslagits av andra författare¹², den absorberade dosen kan utvärderas på grundval av kotupptag snarare än på blodprov. Bidraget från benskador till den röda märgabsorberade dosen bör också beaktas.

En framtida tillämpning av modellen kommer att vara utvärdering av dos-volym histogram (DVH) av strukturer avbildas med 3D SCPET/CT (t.ex. njurar, lever). DVH ger mer exakt information om dosutvärdering än den genomsnittliga absorberade dosen och kan vara användbar för jämförelser med externa strålbehandlingsdosbegränsningar när det gäller biologisk ekvivalent dos.

Metoden har utvecklats för ¹⁷⁷Lu-PSMA-617 radiotracer men kan också användas med andra beta-gamma radiotracers.

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