Summary
Denne metode anslår den absorberede dosis af forskellige strukturer til peptid-receptor-radionuklid-terapi (PRRT) med mulighed for at undgå organoverlapning på 2D-projektioner. Seriel helkropsplanbilleder gør det muligt at anslå de gennemsnitlige absorberede doser langs hele kroppen, mens den hybride tilgang, der kombinerer planarbilleder og 3D-SPECT/CT-billede, overvinder begrænsningerne ved at overlappe strukturen.
Abstract
Peptid-receptor-radionuklid-terapi (PPRT) er en målrettet behandling, der kombinerer en kortrækkende energi radionuklid med et substrat med høj specificitet for kræft cellereceptorer. Efter injektionen distribueres radiotraceren over hele kroppen med en højere optagelse i væv, hvor målrettede receptorer er overudtrykt. Brugen af beta-/gammaradionuklidudledere gør det muligt at foretage behandlingsbilleddannelse (betaemission) og billeddannelse efter behandling (gammaemission) på samme tid. Sekventielle billeder efter behandlingen tillader absorberet dosisberegning baseret på lokal optagelse og indvaskning/udvaskningaf kinetik. Vi implementerede en hybridmetode, der kombinerer oplysninger fra både 2D- og 3D-billeder. Der erhverves billeder og blodprøver fra hele kroppen for at anslå den absorberede dosis til forskellige risikoorganer og til læsioner, der er dissemineret i hele kroppen. En enkelt 3D-SPECT/ CT billede, begrænset til maveregionen, overvinder projektion overlapper på planar billeder af forskellige strukturer såsom tarme og nyrer. Den hybride 2D+3D-SPECT/CT-metode kombinerer de effektive halveringsoplysninger, der stammer fra 2D-planbilleder, med den lokale optagelsesfordeling, der er afledt af 3D-billeder. Vi implementerede denne metode til at estimere den absorberede dosis til patienter, der gennemgår PRRT, med 177Lu-PSMA-617. Metoden kan dog gennemføres med andre beta-gamma-radiosporstoffer. Til dato er 10 patienter blevet inkluderet i dosimetristudiet med henholdsvis 177Lu-PSMA-617 kombineret med lægemiddelbeskyttere til nyrer og spytkirtler (mannitol- og glutamattabletter). Medianforholdet mellem nyreoptagelse ved 24 timer evalueret på planbilleder og 3D-SPECT/CT er 0,45 (interval:0,32-1,23). Sammenligningen mellem hybrid og fuld 3D-tilgang er blevet testet på én patient, hvilket resulterer i en 1,6% undervurdering med hensyn til fuld 3D (2D: 0,829 mGy/MBq, hybrid: 0,315 mGy/MBq, 3D: 0.320 mGy/MBq). Behandlingssikkerheden er blevet bekræftet med en gennemsnitlig absorberet dosis på 0,73 mGy/MBq (interval:0,26-1,07) for nyrer, 0,56 mGy/MBq (0,33-2,63) for parotideale kirtler og 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) for submandibulære kirtler, værdier i overensstemmelse med tidligere offentliggjorte data.
Introduction
Blandt peptid-receptor radionuklid behandlinger, 177Lu-PSMA-617 PRRT kombinerer en kortrækkende beta-udleder 177Lu (1,9 mm maksimal rækkevidde i vand, halveringstid 6,71 dage) med en prostata-specifik membran antigen (PSMA) ligand. Overekspression af PSMA i 90-100% af lokale prostatakræft læsioner og metastatisk sygdom (lymfeknude og knogle) er nøglen til denne behandling. Psma-receptorer udtrykkes dog også i forskellige raske væv, hvor høj optagelse ofte observeres under behandlinger. De vigtigste organer i fare er nyrerne, rød marv, spyt og lachrymal kirtler. Dosis til disse organer kan reducere maksimal injicerbar aktivitet, hvilket forringer det terapeutiske forhold.
Vores institut (IRST IRCCS) aktiveret en protokol med det formål at øge det terapeutiske forhold mellem læsioner og sundt væv, giver lægemiddelbeskyttere kombineret med 177Lu-PSMA-617 terapi. Mannitol, polyglutamat folat tabletter kombineret med eksternt påført isposer og N-acetylaspartylglutammate syre øjendråber anvendes til nyrer, spyt og lachrymal kirtel konservering, henholdsvis1. Der kræves dosimetriske undersøgelser efter infusion for at vurdere den effektive halveringstid (dvs. kombinationen af fysisk og biologisk halveringstid) og absorberet dosis for forskellige strukturer af interesse, der er lokaliseret i hele kroppen (f.eks. nyrer, spytkirtler, dissemineret læsioner). Dette scenario kræver hele kroppen oplysninger opnået ved at erhverve sekventiel post-infusion hele kroppen planar billeder2. Overlapningen af høje optagelsesstrukturer (f.eks. midlertidig tarmene over nyrerne) kræver imidlertid 3D-oplysninger, der kan diskriminere mellem forskellige lokale tilførsler, der er blandet på 2D-fremskrivninger. Vi implementerede en hybrid metode, der kan give en dosimetrisk evaluering af hele kroppen takket være 2D planar billeder2,opretholde 3D-oplysninger om en udvalgt region (f.eks abdominal region). Denne metode kombinerer aktivitetsfordelingen fra 3D SPECT/CT-billeder med den effektive halveringstid beregnet ud fra planbilleder. Oplysninger fra andre ikke-overlappende strukturer (f.eks. spytkirtler) er kun afledt af planbilledundersøgelser. Den blodprøvemetode, der anvendes til vurdering af rød marv, er beskrevet i et andet afsnit.
Fordelen ved den hybride tilgang er, at hele kroppen kan scannes, mens en fuld 3D SPECT / CT-metode begrænser kranio-caudal billede forlængelse, hvilket kan gøre det umuligt at studere strukturer, der er fjernt fra hinanden. Den lave billedopløsning af planbilleder og behovet for at gennemføre en overlapningskorrektion ved hjælp af en enkelt 3D SPECT/CT-erhvervelse udgør imidlertid de største ulemper.
For at teste sikkerheden og effekten af PRRT-behandlinger er det vigtigt at sammenligne data fra en enkelt institution med data, der tidligere er offentliggjort af andre grupper. De fleste offentliggjorte data med 177Lu-PSMA-617 er baseret på planbilleder. Den beskrevne metode kan således også være nyttig til standardisering af de anvendte metoder. Endelig er det værd at bemærke, at gennemførelsen af metoden kræver en høj grad af samarbejde mellem forskellige involverede fagpersoner (dvs. læger, fysikere, medicinsk radiologi teknikere, sygeplejersker).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dosimetriproceduren blev udført i henhold til behandlingsprotokollen "Radiometabolic Therapy (RMT) med 177Lu-PSMA-617 i fremskreden kastrationsresistent prostatakræft (CRPC): effekt- og toksicitetsvurdering" (EUDRACT/RSO-nummer: 2016-002732-32) (Figur 1). Udvalgte patienter gennemgik dosimetrievaluering baseret på præstationsstatus. Alle patienter underskrev et informeret samtykke. Før behandlingen blev leveret, gennemgik hver patient en 68Ga-PSMA-11 PET/CT helkropsscanning.
BEMÆRK: Det er vigtigt at understrege, at nogle trin er knyttet specifikt til den anvendte scanner.
1. Pre-infusion Imaging: Transmission og blank image erhvervelse
BEMÆRK: I dette første billede erhvervelse patientens vand ækvivalent tykkelse evalueres. Denne værdi bruges til dæmpningkorrektion af optællinger afledt af 2D planar billeder erhvervet efter 177Lu-PSMA-617 injektion.
- Indstil lavenergi høj opløsning kollimatorer (LEHR).
- Åbn hentningen af billedprotokolpå arbejdsstationen, og vælg anskaffelse af hele kroppens planar.
- Kontroller bordhastigheden (f.eks. 7 cm/min.) og zoom (f.eks. 1). Hold disse værdier ens for den tomme scanningsanskaffelse. Kontroller, at indstillingen Body Contour er deaktiveret.
- Placer patienten på sofaen fødder-første supine med armene på hvile langs siden af kroppen. Brug denne position til alle billederne. Hvis det er nødvendigt, bruge tilgængelige støtter (arm støtte, knæ kile, pude, tæppe).
- Vær opmærksom på patientens nøjagtige position ved hjælp af skalanummeret langs sofaen: knudepunktsstilling, knæposition, fodposition, sofahøjde, alle anvendte støtter. Vær opmærksom på patientens vægt og højde.
- Indstil SPECT dobbelthovederne på de modsatte positioner (dvs. 0° og 180°) og i den maksimale afstand fra FOV-centret. Hæv sofaen, så patienten er placeret på FOV center og med hovedet på detektorcentret.
- Placer 57Co oversvømmelse støtte på den bageste kamera og derefter 57Co oversvømmelse sig selv på støtte. Start billedanskaffelse.
- I slutningen af billedet erhvervelse, fjerne 57Co oversvømmelse og støtte. Tryk på Læs af på lærerpenvedhænget. Hjælp patienten til at stå op.
- Gentag billederhvervelsen på samme måde, men uden at patienten er placeret på sofaen.
BEMÆRK: Sofahastighed, bordhøjde og kameraafstand skal indstilles til samme værdi som det forrige transmissionsbillede.
2. Billederhvervelse efter infusion: Planar Image
BEMÆRK: Planar post-image erhvervelser bruges til effektiv halveringstid og gennemsnitlige absorberet dosis evaluering af forskellige strukturer.
- Hent første billede 0,5-1 time efter 177Lu-PSMA-617 infusion (dag 1, Figur 1).
- Anskaf det første billede før blæretømning. Hvis patienten føler et presserende behov for blære tømning, give en ordentlig beholder til urinopsamling. Vær omhyggelig med at medtage fartøjet (eller urinpose, hvis patienten har et kateter) i billedet.
- Opsaml en 2 ml blodprøve, luk opsamlingsrøret og læg det i en afskærmet kasse, der noterer tiden.
- Skift til medium energi høj opløsning kollimator (MEHR).
- Åbn hentningen af billedprotokol på arbejdsstationen, og vælg helkropsplanbilledhentning. Kontroller bordhastigheden (f.eks. 7 cm/min.) og zoom (f.eks. 1). Hold disse værdier ens for alle de andre billeder. Kontroller, at indstillingen Body Contour er deaktiveret.
- Anbring patienten på sofaen, så det sikres, at positionen er den samme som den, der blev brugt til det forrige billede (dvs. scanning før infusionstransmission).
- Indstil SPECT dobbelthovederne på modsatte positioner (dvs. 0° og 180°). Hæv bordet, så patienten er placeret på FOV center og med hovedet på detektorcentret.
- Brug undervisningspennen til manuelt at justere positionen på det bageste kamera (dvs. placeret ved 180°) for at nå den mindste afstand fra den ringere sofaprofil.
- Juster manuelt positionen af det foranfølgende kamera (dvs. placeret ved 0°) for at nå en minimumsafstand fra patientens profil. Tag hensyn til hele kroppens overflade langs hele patientens højde for at undgå kollision under scanning.
- At tage til efterretning placeringen af duel hoveder, start billede erhvervelse.
- I slutningen af billedet erhvervelse, skal du trykke aflæsse på undervise vedhæng og hjælpe patienten til at stå op.
- Gentag den samme billedanskaffelse med de samme kameraindstillinger ved 16-24 timer (andet billede, dag 2), 36-48 timer (tredje billede, dag 3). Yderligere billeder (et eller flere) kan anskaffes op til 120 h efter infusion (f.eks. 66-70 h og 120 h) baseret på patientoverholdelse og institutionsressourcer.
- Opsaml en 2 ml blodprøve samtidig med SPECT-billedanskaffelsen, luk opsamlingsrøret og læg det i en afskærmet kasse, hvilket gør det til et notat af tiden.
3. Billederhvervelse efter infusion: 3D SPECT/CT
BEMÆRK: På dag 2 (16-24 h efter infusion) udføres en 3D-billederhvervelse sammen med den planarbilledeansetagning. 3D SPECT/CT-billedet fokuserer på maveregionen og gør det muligt at undgå organoverlapning (f.eks. nyrer eller tarmsløjfer) på forreste/bageste projektioner.
- Efter planbilledhentning skal du vælge 3D SPECT/CT-billedet i dosimetriprotokollen på arbejdsstationen.
- Kontroller, at de korrekte billedparametre er indstillet: anskaffelsesmodalitet (f.eks. step-and-shoot), vinkel pr. projektion (f.eks. 5°), antal rammer pr. rotation (f.eks. 72), rammevarighed (f.eks. 3.000 ms). Kontroller, at Body Contour er deaktiveret.
- Placer detektoren i den maksimale afstand fra midten for at undgå kollision. Anbring patienten med armene løftet over hovedet. Anbring patientbordet inde i kameraet, indtil det ønskede område er centreret på detektoren (f.eks. nyrer og en specifik læsion i samme område). Start billedanskaffelse.
- Hent det tilsvarende CT-billede.
- I slutningen af billedet erhvervelse, skal du trykke aflæsse på undervise vedhæng og hjælpe patienten komme op.
4. Billedanalyse
BEMÆRK: Punktføring, dæmpning og baggrundskorrektioner implementeres. Enkelt organ- og læsionsmasse overvejes til vurdering af absorberet dosis. ROI og VOI er kontureret på planar- og 3D-billeder.
- Send alle erhvervede billeder fra anskaffelsesarbejdsstationen til analysearbejdsstationen.
- For alle billeder efter infusion skal du vælge emissive, low and high scatter-billeder og klikke
på højre panel af den dedikerede arbejdsgang for at oprette et spredt billede på følgende måde:
hvor
, 
og er emissive, lavere scatter og højere scatter 2D anterior eller posterior planar helkropsbilleder, henholdsvis; 
, 
og er emissive, lavere scatter og højere scatter energi vindue bredder, henholdsvis. - Åbn hvert posteriorbillede, klik på Billede, roter derefter, Panorer, Zoom...flag y spejl,klik på Anvend og afslut, og gem derefter det roterede venstre højre billede.
- Åbn anterior og posterior (roteret) scatter-korrigeret planar billeder erhvervet efter infusion.
- Vælg det billede, der er anskaffet på dag 2, som det mest egnede til afgrænsning af investeringsafkast. Kontur organer: hele kroppen (omfatter også urin beholder eller pose når det er nødvendigt), nyrer, lever, milt (hvis synlige), parotideale kirtler, submandibulære kirtler, lachrymal kirtler. Hvis det er muligt, også kontur nogle synlige læsioner. Kontur er roi'erne på det mest nyttige billede mellem forreste og bageste visninger (Figur 2). Kontur et lille investeringsafkast ved siden af hver kurvet struktur til baggrund.
- Kopier og indsæt alle ROI'er fra billedet erhvervet på dag 2 til den anterior og posterior synspunkter af de andre billeder erhvervet efter infusion.
- Brug kun henførslen af investeringsafkast og rediger ikke for at bevare den samme organdimension. For hver erhvervet post infusion, skal du vælge anterior billede. Gem kurvede investeringsafkast.
- For hvert billede skal du notere gennemsnitstællinger [c] og pixeldimensionen inde i hvert investeringsafkast (herunder baggrundsroier) for både anteriore og efterfølgende visninger3.
- Åbn anterior transmission og tomme scanninger, sammen med afgrænsede ROI'er. Kopier og indsæt organ og læsioner ROIs på transmission scanning. Juster for organmismatch, og hvis det er nødvendigt, forstørre eller mindske organ konturer for forskellige billedforstørrelse.
- For kropsdæmpning, kontur en struktur, der omfatter hoved, skuldre, bryst og mave, undgå arme og ben (Figur 3).
- Kopier og indsæt alle ROI'er fra overførsel til tom scanning.
- Vurder den vandækvivalente tykkelse z for hver struktur for at estimere selvdæmpningen. Vær opmærksom på gennemsnitlige tal inde i hver ROI på både transmission (Itransmission)transmission og blank (Iblank)scanninger. Beregn vandækvivalent tykkelse z som
hvor
er dæmpningskoefficienten for 57Co-oversvømmelse, der tidligere blev målt med et ensartet fantom. - Brug forbehandlingen 68Ga-PSMA-11 PET/CT-scanning. Kontur organer på CT-billede: nyrer, lever, milt, parotideale kirtler og submandibulære kirtler. Konturlæsier på PET-billeder. Under forudsætning af en ensartet vandsammensætning for hver struktur beregnes massen af hver kurvet struktur ved hjælp af en enhedstæthed (1 g/ml).
- Udfør SPECT/CT-billedrekonstruktion under hensyntagen til scatter korrektion, CT-dæmpningskorrektion og opløsningsgenoprettelse. Angiv de samme iterative rekonstruktionsværdier som anvendt til SPECT-kalibrering (f.eks. osem-iterations- og delmængdenumre, filtrering efter rekonstruktion).
på højre panel af den dedikerede arbejdsgang for at oprette et spredt billede på følgende måde:
, 
og er emissive, lavere scatter og højere scatter 2D anterior eller posterior planar helkropsbilleder, henholdsvis; 
, 
og er emissive, lavere scatter og højere scatter energi vindue bredder, henholdsvis.
er dæmpningskoefficienten for 57Co-oversvømmelse, der tidligere blev målt med et ensartet fantom.5. Blodprøvemålinger
BEMÆRK: Blodprøvemålinger udføres på højrenhed Germanium (HPGe) detektor til rød marv dosis estimering.
- Lad blodprøvehenfald i ca 2 uger for at undgå detektor mætning og høj død tid.
- Efter 2 uger måles en prøve ad gangen. På grund af den lave aktivitet påbegyndes målingerne fra den sidst erhvervede blodprøve (dvs. fra dag 6).
- Anbring blodprøveopsamlingsrøret på den dedikerede holder. Brug den samme geometri som den, der bruges til HPGe-kalibrering. Placer den på HPGe-detektoren, og luk detektorbeskyttelsestasken.
- Åbn softwaren til frekvenserhvervelse og -analyse. Kontroller, at dødstiden er <3%. Hvis højere, vente et par dage mere og udføre målingerderefter.
- Vælg den korrekte HPGe-kalibreringsfil, der svarer til 2 ml-samlingsrørsgeometriholderen. Prøvemålinger ne påbegyndes (minimum 12 timers målinger).
- Analysér spektret ved at identificere den gennemsnitlige gammatop og ved at beregne aktivitetskoncentrationen. Vær opmærksom på både målt prøveaktivitet og tids- og datomålinger.
- Gentag de samme målinger og analyser for alle blodprøverne.
6. Dosimetrievaluering
BEMÆRK: Analysen udføres med en dedikeret dosimetrisoftware baseret på MIRD-publikationer4,5,6,7,8. For hver velovervejet struktur evalueres effektiv halveringstid på sekventielle 2D-billeder for hele kroppen ved bi- eller monoeksponentiel kurvetilpasning af tidsaktivitetskurver. 3D SPECT/CT-billeddannelse bruges til at løse problemet med høj optagelse tarm overlapper nyrestruktur ved at skalere tid-aktivitet kurver stammer fra planar billeder. Den gennemsnitlige absorberede dosis beregnes derefter for hver strukturmasse. Til vurdering af rød marvdosis anvendes blodprøver og skaleres til patientens vægt.
- Planbilleder
- For hvert billede og hver struktur beregnes tællingerne på anterior -
og posterior (
)
hvor
er det gennemsnitlige antal [c] 
for det pågældende investeringsafkast, er det 
gennemsnitlige antal [c] i det tilsvarende baggrundsområde og pixelnummeret inde i investeringsafkastet. - For hvert investeringsafkast skal du beregne optagelsepå hvert billedtidspunkt som
hvor
er dæmpningkorrektionsfaktoren for 177Lu, er den fysiske halveringstid 
177Lu, Δt er tidsforskellen mellem infusion og billedanskaffelse9, og z er den vandækvivalente tykkelse, der evalueres ved transmissionsscanning. - Beregn den relative optagelse som
hvor
evalueres for hele kroppen på det første billede efter infusionen. Da hele urin er inkluderet i billedet, betragtes dette som en reference for den samlede effektive infunderes aktivitet.
- For hvert billede og hver struktur beregnes tællingerne på anterior -
- Hybride 2D+3D SCPET/CT-billeder
- Ved KALIBRERING AF SPECT/CT-aktivitet skal du afbilde et cylindrisk fantom med en central sfære af kendt aktivitet. Kontur den centrale sfære VOI og beregne kalibreringsfaktoren [cps/MBq] som
hvor
er det samlede antal inde 
i VOI [c], billedanskaffelsestiden [sek] og 
den kendte injicerede aktivitet [MBq] inde i den centrale sfære. SPECT/CT-billede for patienten udføres med de samme indstillinger for anskaffelses- og rekonstruktionsparameter. - Åbn SPECT/CT-billedet. Konturmængder af interesse (VOI'er) (f.eks. nyrer, synlig læsion) er baseret på både optagelsesoplysninger og CT-morfologi. Beregn aktiviteten i strukturen som
- Beregne
hvor
er den injicerede aktivitet under behandlingen. - Beregn skaleringsfaktoren for tidsaktivitetskurven som
hvor
beregnes på planbilledet på dag 2 (16-24 timer) henfaldskorrigeret for fysisk halveringstid på injektionstidspunktet. - Skaler nyren 2D tid
aktivitet kurve med faktor i overensstemmelse hermed. Udfør dosimetrievaluering med OLINDA/EXM som beskrevet nedenfor.
- Ved KALIBRERING AF SPECT/CT-aktivitet skal du afbilde et cylindrisk fantom med en central sfære af kendt aktivitet. Kontur den centrale sfære VOI og beregne kalibreringsfaktoren [cps/MBq] som
- Voksen mandlig fantom
- Åbn dosimetrisoftware. Vælg radionuklid (f.eks. 177Lu) i nukleidens inputformularmodul. Vælg modellen (f.eks. voksenmand) i modelinputformularmodulet.
- Gå til modulet Kinetic Input Form , og klik på Ryd alle data. Klik på Tilpas til model og et separat vindue vil åbne.
- I kolonnen Tid (Hr) skal du indsætte timerefterinfusionen for hver billedanskaffelse i timeformat (f.eks. 1 time og 30 min. vil være 1,50). Rul ned i organmenuen og vælg interesseorganer (f.eks. nyrer, lever, milt).
- For hvert organ indsættes den
relative optagelse på hvert billedtidspunkt. Klik på Opdater. - For parrede organer (dvs. nyrer) indsættes en enkelt værdi som summen af venstre og højre enkelte relative tilklip. Klik på Opdater, og kontroller punktfordelingerne i venstre sideplot.
- Udføre en kurvetilpasning ved hjælp af en eksponentiel kurve som
A-og B- og C-parametre kan antage positive eller negative værdier for henholdsvis indvaskning og udvaskningsfasemodellering. Hvis data om tidsaktivitetskurver korrigeres, repræsenterer a, b- og c-parametre biologisk halveringstid λbiol og er alle positive. Vælg en passende kurvetilpasningsmodel mellem mono-, bi- eller trieksponentielle kurver. Marker de nødvendige parametre, indsæt startværdier, og klik på Tilpas, indtil pasformen er udført. - Vær opmærksom på parametre for kurvetilpasning. Beregn effektiv halveringstid som
hvor λfys er den fysiske halveringstid af 177Lu, og λbiol er den biologiske halveringstid af 177Lu-PSMA-617 sammensatte. For λbiolskal der tages hensyn til de laveste værdier blandt kurversforskrifter i a, b og c (dvs. svarende til den højere effektive halveringstid). - Gentag fra trin 6.3.3 til trin 6.3.7. for hvert organ.
- Indsæt den relative optagelse ved hvert billedtidspunkt for resten af kroppen (dvs. det samlede legeme/remlegeme) ved at trække den relative optagelse af alle velovervejede organer fra hele kroppens optagelse. Gentag fra trin 6.3.5 til trin 6.3.7 for kroppen/remkroppen i alt. Generelt anbefales en bi-eksponentiel kurvemontering.
- Klik på Udført, og gem modellen. Programmet går tilbage til Kinetic Input Form modul og antallet af opløsninger pr enhed injiceres aktivitet (nemlig ND, udtrykt i Bq * h / Bq) visualiseres for hver betragtes organ.
- Gå til Hovedinputformular. Klik på Doser, og rediger derefter inputdata. I boksen nederst multipliceres alle masser med:, indsæt forholdet mellem patientens vægt og Adult Male phantom vægt (dvs. 73,7 kg). Klik på knappen Multiplicer alle masser med: knappen. Alle orgelmasser vil derefter blive omskaleret i overensstemmelse hermed. Indsæt enkeltorgelmasser som beregnet ud fra CT-afgrænsning for de analyserede organer. For parrede organer såsom nyrer, indsætte summen af venstre og højre nyre masser. Klik på Udført.
- Rapporten vil vise den gennemsnitlige absorberede dosis, der er normaliseret til injiceret aktivitet, udtrykt i mGy/MBq. Vær opmærksom på den samlede absorberede dosis for de overvejede organer (dvs. nyrer, lever, milt og totalkrop).
- Gentag for tidsaktivitetskurver, der er afledt af hybrid2D+3D SPECT/CT-metoden.
- Rød marv
- Udfør skalering for blodværdier for at beregne Red Marrow dosis.
- Beregn blodoptagelse ved hver blodprøve erhvervelse som
hvor M er den aktivitetsmåling [MBq], der er opnået med måling af HPGe 2 ml blodprøver. - Beregn den relative
blodoptagelse som
hvor blodvolumen [ml] er den samlede skøn over blodvolumen for den specifikke patient. Denne værdi tages fra standardfantomværdierne For voksne malere10. - Skaler til Red Marrow (RM) masse og
beregne RM relative optagelse som
hvor
er forholdet mellem standardvoksenmandmettommets 
(Rød marvsmasse) svarende til 1120 g og 
(hele kroppens blodmasse) svarende til 5000 g. - Gå til Kinetic Input Form-modulet, og klik på Ryd alle data. Klik på Tilpas til model. Rul ned i orgelmenuen, og vælg Rød marv.
- I kolonnen Tid (Hr) indsættes timerne efter infusion for hver blodprøvei timeformat (dvs. 1 time og 30 min vil være 1,50). Indsæt værdierne i . Trin 6.3.5-6.3.7 gentages. for Red Marrow.
- Rul ned i organmenuen, og vælg Total Body/Rem Body. I kolonnen Tid (Hr) skal du indsætte timerefterinfusionen for hver billedanskaffelse i timeformat (dvs. 1 time og 30 min vil være 1,50). Indsæt værdierne
svarende til forskellen mellem hele kroppen beregnet på planbilleder og . - Gentag fra trin 6.3.5 til punkt for Red Marrow.
- Klik på Udført, og gem modellen.
BEMÆRK: Programmet går tilbage til kinetisk inputformularmodul, og antallet af opløsninger pr. injiceret aktivitetsenhed (dvs. - Gå til Hovedinputformular. Klik på Doser. Skala reskalering af organmasse som den tidligere analyse på andre organer.
- Kuglemodel
- Brug en enhedstæthedskuglemodel til strukturer, der ikke er tilgængelige i fantomet (f.eks. læsioner, parotideale og submandibulære kirtler).
- Ved kurvemontering gentages fra trin 6.3.2 til trin 6.3.10, idet organværdierne erstattes med relativ optagelse for adskilte spytkirtler og læsioner.
- Klik på Udført, og gem modellen.
- Programmet går tilbage til kinetisk input formular modul og antallet af opløsninger pr enhed injiceres aktivitet [Bq * h / Bq] visualiseres for hver betragtes organ. Vær opmærksom på ND for hver velovervejet struktur.
- Gå til modelinputformular. Klik på Kugler.
- For hver struktur skal du angive den beregnede nd. Klik på Beregn doser. Rapporten vil vise den gennemsnitlige absorberede dosis, der er normaliseret til injiceret aktivitet, udtrykt i mGy/MBq, for diskrete øgende kuglemasser (g). Kurven monteres med monoeksponentiel tilpasning, og den absorberede dosis, der normaliseres til indsprøjtet aktivitet (mGy/MBq), beregnes for den specifikke strukturmasse.
- For parrede organer (f.eks. spytkirtler) udføres feltmodellens evaluering separat for venstre og højre organer. Brug middelværdien mellem venstre og højre struktur til vurdering af hele organdosis.
og posterior (
)
er det gennemsnitlige antal [c] 
for det pågældende investeringsafkast, er det 
gennemsnitlige antal [c] i det tilsvarende baggrundsområde og pixelnummeret inde i investeringsafkastet.
er dæmpningkorrektionsfaktoren for 177Lu, er den fysiske halveringstid 
177Lu, Δt er tidsforskellen mellem infusion og billedanskaffelse9, og z er den vandækvivalente tykkelse, der evalueres ved transmissionsscanning.
evalueres for hele kroppen på det første billede efter infusionen. Da hele urin er inkluderet i billedet, betragtes dette som en reference for den samlede effektive infunderes aktivitet.
er det samlede antal inde 
i VOI [c], billedanskaffelsestiden [sek] og 
den kendte injicerede aktivitet [MBq] inde i den centrale sfære. SPECT/CT-billede for patienten udføres med de samme indstillinger for anskaffelses- og rekonstruktionsparameter.
er den injicerede aktivitet under behandlingen.
beregnes på planbilledet på dag 2 (16-24 timer) henfaldskorrigeret for fysisk halveringstid på injektionstidspunktet.
aktivitet kurve med faktor i overensstemmelse hermed. Udfør dosimetrievaluering med OLINDA/EXM som beskrevet nedenfor.
relative optagelse på hvert billedtidspunkt. Klik på Opdater.
blodoptagelse som
beregne RM relative optagelse som
er forholdet mellem standardvoksenmandmettommets 
(Rød marvsmasse) svarende til 1120 g og 
(hele kroppens blodmasse) svarende til 5000 g.
svarende til forskellen Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Dosimetri blev udført for 10 patienter (7 under første behandlingscyklus, 3 sekunders cyklus). Blodprøver blev erhvervet fra alle undtagen 3 patienter. En patient annullerede blæren før den første billederhvervelse efter infusion. Indsprøjtet aktivitet var 5,5 GBq til 5 patienter og 4,4 GBq til 5 patienter.
Med hensyn til kurvemontering blev der anvendt mono- eller bieksponentiel kurvetilpasning til orgeltids-aktivitetskurver. Bieksponentiel kurvemontering med indvasknings- og udvaskningsfaser blev anvendt til spytkirtler, og der blev observeret en maksimal optagelse omkring 16 timer efter infusion. For nyrer blev der observeret kombinerede indvasknings-/udvaskningsfaser (5 patienter) og rene udvaskningsfaser (5 patienter) for nyrer. Der blev anvendt bi- og monoeksponentielle tilpasningsmodeller. En ren udvaskningsfase blev observeret for hele kroppen (bi-eksponentiel), rød marv (bi-eksponentiel) og lever (mono-eksponentiel).
Med hensyn til 2D-planbilleddannelsesmetoden var medianeffektiv halveringstid 30,4 timer (interval 12,2-80,6) for nyrer, 31,5 timer (12,5-62,9) for lever, 31,6 timer (25,6-60,7) for parotideale kirtler, 31,0 timer (5,3-61,0) for submandibulære kirtler, 7,7 timer (2,5-14,7) for rød marv og 51,1 h (31,6-79,7) for hele kroppen. Med 2D-planbilledmetoden var medianværdierne for den gennemsnitlige absorberede dosis 0,73 mGy/MBq (interval 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 parotideale kirtler, 0,63 mGy/MBq (0,23-1,20) for submandibulære kirtler, 0,04 mGy/MBq (0,02-0,07) for rød marv og 0,04 mGy/MBq (0,02-0,14) for hele kroppen.
Hybrid2D+3D SPECT/CT-metoden blev anvendt til vurdering af nyreoptagelse. Høj intestinal optagelse blev observeret fra dag 2 op til dag 6, og stort set overlappede nyrerne. Medianforholdet mellem nyreoptagelse ved 24 timer (dag 2), evalueret på planbilleder (%IA2D-24h)og 3D SPECT/CT (%IA3D-24h),var 0,45 (interval 0,32-1,23). For én patient blev der også udført en fuldstændig 3D SPECT/CT-evaluering ved at erhverve både planbilleder og 3D SPECT/CT for alle de dage, der var dedikeret til dosimetrien (figur 4). Tidsaktivitetskurverne udledt af de tre forskellige metoder blev sammenlignet for venstre og højre nyre (figur 4). Den hybride metode forudsætter, at tarmen overlapper optagelse korrektion observeret på SPECT / CT erhvervet på 24 h var gyldig for alle de andre planar billeder erhvervet på forskellige tidspunkter. For denne patient var korrektionen gyldig for alle tidspunkter for den højre nyre (figur 4B), mens der blev observeret en undervurdering af den relative optagelse på dag 1 for venstre nyre (figur 4A). Der blev dog kun observeret en afvigelse på kun 1,6 % mellem hybrid- og 2D-metoderne med hensyn til den gennemsnitlige absorberede dosis af 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: Arbejdsgang for hentning af billeder til dosimetrievaluering. Vigtigste trin og timing af hybrid dosimetri procedure. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Sekventielle planar helkropsbilleder (efterfølgende projektion) erhvervet ved 1 h, 16-24 h, 36-48 h og 120 h post infusion. Afgrænsede organer: nyrer, parotideale kirtler, submandibulære kirtler, lachrymal kirtler, lever, milt, hele kroppen, dorsale rachis læsion (rød). Hvert afgrænset organ har en tilsvarende baggrundsregion. Dette tal er blevet ændret fra Sarnelli et al.2. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Transmissive og blank anterior scanning opnået med 57Co oversvømmelse. Afgrænsede organer som beskrevet i figur 2. Dette tal er blevet ændret fra Sarnelli et al.2. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Sammenligning af 2D, hybrid 2D+3D, 3D SPECT/CT-metoder til forbigående tarmeitage overlapning på nyrer. Tidsaktivitet for venstre (A) og højre (B) nyrekurver (data refererer til den samme patient) afledt ved hjælp af forskellige metoder: 2D hele kroppen planar imaging (rød linje), hybrid 2D + 3D SPECT / CT imaging (grøn linje), fuld 3D SPECT / CT imaging (blå linje). For hybridmetoden omskaleres tidsaktivitetskurven på grundlag af det billede, der er erhvervet 24 timer efter injektionen. Den forbigående tarm optagelse overlappende nyrerne er også vist på planar billeder (C). Dette tal er blevet ændret fra Sarnelli et al.2. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den beskrevne metode gør det muligt hele kroppen dosimetri, der skal udføres for PRRT behandlinger og er et gyldigt kompromis mellem 2D hele kroppen og 3D dosimetri oplysninger i, at det giver værdifulde oplysninger uden væsentligt at øge image erhvervelse belastning. Metoden er også nyttig til evaluering af den absorberede dosis af overlappende strukturer og giver oplysninger om de strukturer, der ligger uden for det begrænsede 3D SPCET/CT-synsfelt.
Gennemførelsen af metoden kræver en høj grad af samarbejde mellem forskellige involverede (dvs. læger, fysikere, medicinske radiologiteknikere, sygeplejersker) og er en tidskrævende proces med hensyn til billederhvervelse og efterbehandlingsanalyse.
Vores metode kunne optimeres yderligere. Antallet af billederhvervelser kan reduceres ved at undgå transmissionsscanning før injektionen og evaluere dæmpningskorrektionen direkte på helkrops-CT- eller SCOUT-billeder11. Med hensyn til rød marv, som foreslået af andre forfattere12, den absorberede dosis kunne evalueres på grundlag af ryghvirvel optagelse snarere end på blodprøver. Der bør også tages hensyn til knoglelæsionernes bidrag til den røde marvabsorberede dosis.
En fremtidig anvendelse af modellen vil være en vurdering af dosisvolumen histogram (DVH) af strukturer afbildet med 3D SCPET/CT (f.eks. nyrer, lever). DVH giver mere nøjagtige oplysninger om dosisvurdering end den gennemsnitlige absorberede dosis og kan være nyttige til sammenligninger med eksterne strålebehandlingsdosisbegrænsninger med hensyn til biologisk ækvivalent dosis.
Metoden blev udviklet til 177Lu-PSMA-617 radiotracer, men kan også bruges sammen med andre beta-gamma radiotracers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Vores tak går til de faglige personer, der er involveret i protokollen (dvs. læger, fysikere og sygeplejersker) og til de patienter, der indvilligede i at deltage i undersøgelsen. Vi er også taknemmelige for den medicinske radiologi teknikere af Nuklear medicin Enhed for deres hjælp med protokollen gennemførelse: Valentina Mautone, Maria Caternicchia, Monia Pancisi, Daniela Fichera og Delia Bevilacqua. Forfatterne anerkender Alessandro Savini og Simone Marzoni for deres hjælp i videooptagelsen. Arbejdet blev delvist støttet af AIRC (Italian Association for Cancer Research, grant number: L2P1367 - L2P1520). Arbejdet blev delvist finansieret af den italienske sundhedsminister.
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).
