Протокол дозиметрии всего тела для пептидно-рецепторной радионуклидной терапии (PRRT): 2D планарное изображение и гибридные 2D-3D SPECT/CT методы изображения
Summary
Этот метод оценивает поглощенную дозу различных структур для пептидно-рецепторно-радионуклидной терапии (PRRT) с возможностью избежать перекрытия органов на 2D-проекциях. Серийные планарные изображения всего тела позволяют оценить средние поглощенные дозы по всему телу, в то время как гибридный подход, сочетающий планарные изображения и 3D-SPECT/CT-изображение, преодолевает ограничения перекрытия структуры.
Abstract
Пептид-рецептор-радионуклид-терапия (PPRT) является целенаправленной терапии, которая сочетает в себе радионуцид энергии ближнего радиуса действия с субстратом с высокой специфичностью для рецепторов раковых клеток. После инъекции, радиотрейстер распространяется по всему телу, с более высоким поглощением в тканях, где целевые рецепторы переэкспрессированы. Использование бета/гамма-радионуклидных излучателей позволяет одновременно проводить визуализацию терапии (бета-излучения) и послетерапия (гамма-излучение). Пост-обработка последовательных изображений позволяют поглощать расчет дозы на основе местного поглощения и мытья в / вымыть кинетики. Мы внедрили гибридный метод, который сочетает в себе информацию, полученную от 2D и 3D-изображений. Для оценки поглощенной дозы в различных органах риска и поражениях, распространяемых по всему телу, приобретаются серийные изображения всего тела и образцы крови. Одно 3D-SPECT/CT изображение, ограниченное областью брюшной полости, преодолевает перекрытие проекции на планарных изображениях различных структур, таких как кишечник и почки. Гибридный метод 2D-3D-SPECT/CT сочетает в себе эффективную информацию о периоде полураспада, полученную из 2D-планарных изображений, с локальным распределением поглощения, полученным из 3D-изображений. Мы внедрили эту методологию для оценки поглощенной дозы для пациентов, проходящих PRRT с 177Lu-PSMA-617. Вместе с тем методология может быть внедрена с помощью других бета-гамма-радиотизмов. На сегодняшний день 10 пациентов были зачислены в дозиметрии исследование с 177Lu-PSMA-617 в сочетании с лекарственными протекторами для почек и слюнных желез (маннитол и глутамат таблетки, соответственно). Среднее соотношение между усвоением почек на уровне 24 ч, оцениваемых на планарных изображениях и 3D-SPECT/CT, составляет 0,45 (диапазон:0.32-1.23). Сравнение гибридного и полного 3D-подхода было опробовано на одном пациенте, в результате чего 1,6% недооценка по отношению к полному 3D (2D: 0,829 мГи/МБК, гибрид: 0,315 мГи/МБК, 3D: 0,320 мГИ/МБК). Подтверждена безопасность лечения со средней дозой поглощения 0,73 мГ/МБК (диапазон:0,26-1,07) для почек, 0,56 мГи/МБК (0,33-2,63) для околоушных желез и 0,63 мГи/МБК (0,23-1,20) для субмансибных значений, ранее опубликованных в
Introduction
Среди пептидно-рецепторной радионуклидной терапии, 177Lu-PSMA-617 PRRT сочетает в себе ближнего лидента бета-версии 177Лу (1,9 мм максимальный диапазон в воде, период полураспада 6,71 дней) с простатой-специфический мембранный антиген (PSMA) лиганд. Переэкспрессия PSMA в 90-100% местных поражений рака простаты и метастатических заболеваний (лимфатический узла и кости) является ключом к этой терапии. Тем не менее, рецепторы PSMA также выражаются в различных здоровых тканях, где высокое поглощение часто наблюдается во время лечения. Основными органами риска являются почки, красный мозг, слюнные и лахримальные железы. Доза к этим органам может снизить максимальную инъекционную активность, ухудшая терапевтическое соотношение.
Наш институт (IRST IRCCS) активировал протокол с целью увеличения терапевтического соотношения между поражениями и здоровыми тканями, предоставляя лекарственные защитники в сочетании с 177Лу-ПСМА-617 терапии. Маннитол, полиглутамат фолиевой таблетки в сочетании с внешне нанесенными пакетами льда и N-acetylaspartylglutammate кислотные глазные капли используются для почек, слюнных и лахримальных желез сохранения, соответственно1. После инфузионных дозиметрических исследований требуется для оценки эффективного период ы полураспада (т.е. сочетание физического и биологического полураспада) и поглощенной дозы для различных структур, представляющих интерес локализованных по всему телу (например, почек, слюнных желез, рассеянных поражений). Этот сценарий требует всего тела информации, полученной путем приобретения последовательных после вливания всего тела планарные изображения2. Однако перекрытие высоких структур поглощения (например, переходное поглощение кишечника над почками) требует 3D-информации, способной различать различные локальные поглощения, которые смешиваются на 2D-проекциях. Мы внедрили гибридный метод, способный обеспечить дозиметрическую оценку всего тела благодаря 2D планарным изображениям2,поддерживая 3D информацию о выбранной области (например, область брюшной полости). Этот метод сочетает в себе распределение активности, предоставляемое 3D SPECT/CT изображениями с эффективным периодом полураспада, рассчитанным из планарных изображений. Информация, полученная из других неперекрывающихся структур (например, слюнных желез), получена только из исследования планарного изображения. Метод анализа крови, используемый для оценки красного костного мозга, описан в другом разделе.
Преимущество гибридного подхода заключается в том, что все тело может быть отсканировано, в то время как полный метод 3D SPECT/CT ограничивает расширение черепно-каудального изображения, что может сделать невозможным изучение структур, удаленных друг от друга. Однако основное разрешение изображения планарной визуализации и необходимость реализации коррекции перекрытия с помощью одного приобретения 3D SPECT/CT представляют собой основные недостатки.
Для проверки безопасности и эффективности методов лечения PRRT важно сопоставить данные одного учреждения с данными, ранее опубликованными другими группами. Большинство опубликованных данных с 177Lu-PSMA-617 основаны на планарных изображениях. Таким образом, описанный метод может также быть полезен для стандартизации используемых методологий. Наконец, следует отметить, что внедрение методологии требует высокой степени сотрудничества между различными профессиональными деятелями (наиболее связанными врачами, физиками, медицинскими радиелогиями, медсестрами).
Protocol
Representative Results
Discussion
Описанный метод позволяет осуществлять дозиметрию всего тела для лечения PRRT и является действительным компромиссом между 2D всетелой и 3D дозиметрией информации в том, что он предоставляет ценную информацию без существенного увеличения нагрузки приобретения изображения. Этот метод та…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим профессиональных деятелей, участвующих в протоколе (т.е. врачей, физиков и медсестер), а также пациентов, которые согласились принять участие в исследовании. Мы также признательны медицинским радиологическим специалистам Отдела ядерной медицины за помощь в реализации протокола: Валентине Мотоне, Марии Катерничии, Монии Панциси, Даниэле Фичере и Делии Бевилаква. Авторы признают Алессандро Савини и Симоне Марзони за помощь в видеозаписи. Работа была частично поддержана AIRC (Итальянская ассоциация по исследованию рака, номер гранта: L2P1367 – L2P1520). Работа частично финансировалась министром здравоохранения Италии.
Materials
| 177Lu EndolucinBeta | ITG – Isotopen Technologien München AG, Lichtenbergstrasse 1, 85748 Garching, Germany, info@itm.ag | Radiotracer 177Lu for therapy purpuse | |
| Biograph mCT Flow PET/CT | Siemens Healthineers, Erlangen, Germany | PET/CT scanner | |
| C-Thru 57Co planar flood – Model MED3709 | Eckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin, Germany, info@ezag.de | Calibration/planar source | |
| Cylindrical phantom with spheric insert | Data Spectrum Corporation, 1605 East Club Boulevard, Durham NC 27704-3406, US, info@spect.com | Phantom for SPECT/CT calibration | |
| Discovery NM/CT 670 SPECT/CT | International General Electric, General Electric Medical System, Haifa, Israel | SPECT/CT scanner | |
| GalliaPharm 68Ge/68Ga Generator | Eckert & Ziegler, Strahlen- und Medizintechnik AG, Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin, Germany, info@ezag.de | 68Ge/68Ga Generator of 68Ga for imaging purpuse | |
| GammaVision v 6.08 | Ortec, Ametek – Advanced Measurement Technology, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, US, ortec.info@ametek.com | Gamma Spectorscopy software | |
| High Purity Germanium HPGe, model GEM30P4-70 | Ortec, Ametek – Advanced Measurement Technology, 801 South Illinois Avenue, Oak Ridge, Tennessee 37830, US, ortec.info@ametek.com | Gamma spectometer | |
| MimVista Software | MIM Software INC, Cleveland, OH 44122, US | Workstation | |
| OLINDA/EXM v 1.1 | RADAR – RAdiation Dose Assessment Resource, West End Ave, Nashville, TN 37235, US (now commercially available as OLINDA/EXM v 2.0, Hermes Medical Solutions, Strandbergsgatan 16, 112 51 Stockholm, Sweden, info@hermesmedical.com) |
Dosimetry software | |
| PSMA 11 | ABX advanced biochemical compounds – Biomedizinische,Heinrich-Gläser-Straße 10-14, 01454 Radeberg, Germania, info@abx.de | Carrier for 68Ga radiotracer | |
| PSMA 617 | Endocyte Inc. (Headquarters), 3000 Kent Avenue, West Lafayette, IN 47906 | Carrier for 177Lu radiotracer | |
| Xeleris4.0 | International General Electric, General Electric Medical System, Haifa, Israel | Workstation |
References
- 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. , (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).
