DOSIMETRÍA DE PACIENTES EN ADMINISTRACIÓN DE RADIOFÁRMACOS. Dra. Raquel Barquero

Transcripción

1 DOSIMETRÍA DE PACIENTES EN ADMINISTRACIÓN DE RADIOFÁRMACOS Dra. Raquel Barquero

2 Para obtener la dosis Captación RAIU (t) RAIU: radioiodine neck uptake as percentage of the administered dose of I-131 corrected by physical decay at t Constantes efectivas de eliminación: Corporal Tiroidea Masa de los restos

3 PROTOCOLO EN EL HCUV

4 La orina se recoge en 2 tanques de 3000 litros 29/09/10 Bellow the room there are two decaying tanks to store the urine of patients. A special toilet is placed in the bathroom connected to both tanks (see figure 2). ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

5 MEDIDAS DIARIAS Todos los días de ingreso se miden TASAS DE DOSIS en torno al paciente. La magnitud a medir es la tasa de Hp(10) 3 medidas por día y por paciente

6 Ejemplo de cómo se mide 1) In contact with the neck at thyroid height 2) In contact to pelvis 29/09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

7 Ejemplo de cómo se mide At a distance of 1 m at thyroid height 29/09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

8 Todas las medidas recolectadas en los años 2003 a 2005 se resumieron en un trabajo 29/09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

9 Resultados Las tasas de dosis en función del tiempo se ajustaron a una doble exponencial con 2 constantes de eliminación, f=fast o corporal y s=slow o tiroidea. Por ejemplo la tasa de dosis 1 m: H p (10) (t )( µ Sv / h) = hth * Fth * Apat * e 29/09/10 λ s *t + htb * (1 Fth ) * e λ f *t Para las tasas en contacto a tiroides y a pelvia la ecuación es similar Fth=Captación= Uptake= RAIU or fraction of administered activity uptaked by the thyroid tissue Apat(t)= Actividad contenida en el paciente en t H(TB) y H(Th) son coeficientes de conversión h (ICRP-74) de actividad en cuerpo y resto tiroideo a tasa de equivalente de dosis personal ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

10 Resultados /09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

11 Resultados /09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

12 Trabajo efectuado desde Simulación Monte Carlo de las medidas de exposición externa paraobtener los coeficientes h de actividad en el paciente a tasa de dosis externa Refinamiento del modelo analítico, reduciendo el número de medidas a 3 Introducción del método de imagen conjugada para evaluar la captación individual de cada paciente Investigación de métodos de estimación de la masa del resto tiroideo

13 SIMULACIÓN MONTE CARLO DE LAS MEDIDAS DE EXPOSICIÓN EXTERNA PARA OBTENER LOS COEFICIENTES H DE ACTIVIDAD EN EL PACIENTE A TASA DE DOSIS EXTERNA

14 Simulación Monte Carlo con MCNPX Simulación de la habitación, del detector y del paciente modelado como un BOMAB: Con una fuente puntual de I-131 en el cuello (simulando el resto tiroideo) Relleno de una solución acuosa con I-131 (simulando TB) 29/09/10 ISO TC85/SC2 WG 22 Spain

15 Resultados MCNPX bladder bladder bladder origin pelvis centre stomach stomach whole body wb laterales thyroid contact usv/h Gbq pelvis contact usv/h Gbq meter usv/h Gbq Kidney Kidney Kidney Kidney thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point thyroid point % % % average standard dev vari coef

16 Conclusiones previas del estudio MC Mucha variación (de 10^3 a 10^4 usv/hgbq) en: hti ct hti cp, ver figuras

17 Conclusiones previas del estudio MC Mucha variación en: htb cp y htb ct Dónde está la fuente? tb Estómago Intestino Riñones Vejiga Pulmones etc.

18 Conclusiones previas del estudio MC 1. Se pueden aplicar universalmente los coeficientes para 1 metro: usv/hgbq para htb 1m 80 usv/hgbq para hti 1m Si hay captación la tasa de dosis en contacto a tiroides es 2-5 veces la tasa de dosis en contacto a pelvis. Con estas 3 medidas se puede deducir cuanta actividad tiene incorporada el paciente y donde está.

19 REFINAMIENTO DEL MODELO ANALÍTICO, REDUCIENDO EL NÚMERO DE MEDIDAS A 3

20 Refinamiento del modelo analítico Utilizamos solo las medidas a 1 metro (1) H 1m (t ) = 50 * Atb (t ) + 80 * Ati (t ) (2) C = RAIU (0) (3) H 1m (t ) = 50 * (1 C ) * Aadm * e (4) H 1m (t ) = 50 * Aadm * e λ f *t (6) λ f = H 1m (1) H 1m (0) * C * Aadm * e λ s *t + C * Aadm * (80 * e λ s *t 50 * e (5) t = 0 H 1m (0) = 50 * Aadm ln( λ f *t λ f *t )

21 Iodine Biokinetics and Dosimetry in Radioiodine Therapy of Thyroid Cancer: Procedures and Results of a Prospective International Controlled Study of Ablation After rhtsh or Hormone Withdrawal Heribert Ha nscheid, PhD J Nucl Med 2006; 47:

22 Constantes efectivas corporal (f), tiroidea (s) lf (d-1) I Effective Half-Life and Dosimetry in Thyroid Cancer Patients, J Nucl Med 2008; 49: Radioiodine Therapy for WellDifferentiated Thyroid Cancer: A Quantitative Dosimetric Evaluation for Remnant Thyroid Ablation, J NuciMed1994;35: Iodine Biokinetics and Dosimetry in Radioiodine Therapy of Thyroid Cancer: Procedures and Results of a Prospective International Controlled Study of Ablation After rhtsh or Hormone Withdrawal, J Nucl Med 2006; 47: ls (d-1) Remy 1 Hanscheid 2 TSH ± 0.34 TWH ± 0.32 Samuel 3 < 5g, ablación completa 0.32 ± 0.47 < 5g, ablación parcial 0.24 ± 0.37 >5g, ablación completa 0.25 ± 0.54 >5g, ablación parcial 0.19 ± 0.44 Tef Tef l PROMEDIOS h d d-1 Extra-thyroid Thyroid

23 Refinamiento del modelo analítico De acuerdo con los valores de estas Ref.: (7) t > 3 50 * e λ f *t < < 80 * e λ s *t (8) H1m (4) = 50 * Aadm * e λ f * * C * Aadm * e λ s *4 (9) H1m (9) = 50 * Aadm * e λ f * * C * Aadm * e λ s *9 H1m (4) 50 * Aadm * e λ f *4 ln λ f *9 H ( 9 ) 50 * A * e adm (10) λ s = 1m 9 4 H (t ) 50 * Aadm * e (11) t > 3 C = 1m 80 * Aadm * e λ s *t λ f *t

24 Refinamiento del modelo analítico 1) Aadm, 2) H1m (1), 3) H1m (3,4), 4) H1m (7,8,9) λ f λs C Biocinética : Ati (t ) = C * Aadm * e λ s *t Atb (t ) = C * Aadm * e λ f *t

25 INTRODUCCIÓN DEL MÉTODO DE IMAGEN CONJUGADA PARA EVALUAR LA CAPTACIÓN INDIVIDUAL DE CADA PACIENTE

26 IMAGEN PLANAR: Método de la imagen conjugada Objetos a profundidad desconocida en el cuerpo. Obtenemos imagenes de proyección AP-PA. Necesitamos corregir por atenuación. El método de la m.g. corrige, en principio, la dependencia con la profundidad AROI = IAIP f j µ t e C e

27 La dependencia de la cuantificación con la profundidad de la lesión queda resuelta con el método de la MEDIA GEOMETRICA

28 Cuantificación: Método de la media geométrica en gammacamara planar In vivo quantitation of lesion radioactivity using external cpunting methods Stephen R Thomas Harry R Maxon Jamnes G Kereiakes Med Phys Actividad absoluta en una ROI A (actividad en la lesión, uci) IA (contaje en adquisición AP 0º, cpm) IP (contaje en adquisición PA 180º, cpm) C (Eficiencia de la gammacamara, cpa/uci) t (espesor total del paciente) ue (coeficiente de atenuacion lineal efectivo en todo el espesor t) uj (coeficiente de aten. lineal de la región j para la radiaión gamma tj (espesor de la región j) f factor de corrección por espesor Aj = 1 n 1 n µ e = µ i t i = µ j + ( µ i µ j )t i t i= 1 t i= 1 I AIP f j µ et C e fj = (µ jt j ) / 2 sinh( µ j t j / 2)

29 2 regiones actividad uniforme en medio dispersor A2 = I AI P f2 g (α ) e µ et C g (α ) = 1 + A α = 4 A2 f2 f µ t + 2 µ 3t 3 + µ 4 t 4 α + 2α 2 cosh 2 2 f f / 2

30 Regiones de actividad rodeadas de tejido uniforme

31 Método de cuantificación sin calculo independiente de atenuación

32 Uso de una fuente estándar de calibración: Colocada sobre el paciente en midline o junto al tumor De unos 100 μci BKGND mejor con métodos 1 y 2

33 Eficiencia de la gammacamara, C Se requiere una fuente estándar de actividad conocida sobre el paciente (Shulkin et al) Usamos una capsula caducada de rastreos no hechos C (cps/ μci) gammacamara Comprobar antes de cada medida RC=Fuente EN MANIQUI (Thomas et al) de actividad SOBRE EL PACIENTE (Shulkin et al) conocida A * MGT AT = RC MGRC MG = (cpsnetas ) A * (cpsnetas ) P RC = fuente de referencia T = tumor A = vista 0º P = vista 180º paciente

34 EXPERIENCIAS 1) ESTUDIO DE ATENUACION EN METACRILATO, METODO DE THOMAS, OBTENCION DE C 2) ESTUDIO EN MANIQUI ADAMS, METODOS DE THOMAS Y DE SHULKIN 3) ESTUDIO EN EL PACIENTE 622, DETERMINACION DE LA CAPTACION

35 EXPERIENCIA 1, FUENTE EN METACRILATO Cápsula I-131 de 28 MBq Láminas de metacrilato de 0 a 8 cm Gammacamara Skylight Determinación del coficiente de atenuación lneal, µ (cm-1) Calibración de la gammacamara por el método de THOMAS CAPSULA I-131 MBq FECHA CALIBRADA /04/2010 UTILIZADA /05/2010

36 Calibracion gammacamara (1) 28 MBq I cm metacrilato gammacamara gammacamara N laminas

37 Calibracion gammacamara (3) atenuacion I131 en metacrilato 120 Detector Detector 2 kcpm Skylight Exponencial (Detector 1) 80 Exponencial (Detector 2) 60 y = e x 2 40 R = y = e x 2 R = cm metacrilato

38 Obtención de C cps/mbq C (cps / MBq) = Head1 Head 2 cm Metacrilato cps cps cps A * cpsp e 0.1* Avrg C, cps/mbq ±1.25

39 EXPERIENCIA 2 ADAMS Skylight Maniquí Adams Obtención de la actividad en tumor según SHULKIN 1 pastilla I-131 de 0.1 mci en uno de los alojamientos 1 pastilla I-131 de 0.1 mci sobre el maniquí Fuente uci (medida) Fecha medida MBq calibracion Fecha calibracion RC 86 9/7/ /20/2010 Tumor 243 9/7/ /2/2010

40 PROCEDIMIENTO MANIQUI 1)Adquisición UPTAKE 1: Fuente T sola 2)Adquisición UPTAKE 2: Fuente T y Fuente sobre maniquí RC 3)Definición de ROIs: a) Tumor Uptake1 Anterior, T1A b) T1P c) T2A d) T2P e) RC1A f) RC1P g) RC2A h) RC2P Fondo a substraer de T= RC en 1 Fondo a substraer de RC= RC en 1 Corrección por tamaños d las ROIS

41 RESULTADOS MANIQUI Uptake 1 y 2 Fuente Image cps A size A cps P size P Uptake 1 RC T only Uptake 1 T T only Uptake 2 RC T+RC Uptake 2 T T+RC Uptake 1y2 cps brutas A Backg 1 A cps netas A cps brutas P Backg 1 P cps netas P C, media geom uci RC T Ratio AT/TT 1.19

42 Según la calibración previa (C), THOMAS A= cps A * cpsp e 0.1*t Tumor RC cps netas A cps netas P C f A (MBq) A real (MBq) Ratio A/AT t (cm)

43 Aplicación al paciente 622 DATOS DISPONIBLES INCOGNITAS Actividad administrada, 3.54 GBq (jueves) Medidas de tasas de dosis, 3= viernes, lunes y jueves siguiente. Captación de la Imagen conjugada obtenida el jueves siguiente (7 días tras administración. DOSIS EN TUMOR DOSIS EN MEDULA ROJA DOSIS A FAMILIARES TRAS EL ALTA ACTIVIDAD EXCRETADA EN LA ORINA

44 DOSIS ABSORBIDA POR EL RESTO TIROIDEO

45 DOSIS ABSORBIDA POR LA MEDULA ROJA DOSIMETRIA Y ASPECTOS RELACIONADOS EN TRATAMIENTOS CON I-131 DE CANCER DIFERENCIADO DE TIROIDES (CDT) UTILIZANDO MEDIDAS EXTERNAS AL PACIENTE g * mgy Aadm D = (5.73 ± 1.48) *10 * GBq * d λ f * mcorporal MR = Médula roja f = fast component = resto corporal extra tiroideo mujer MR +6

46 DOSIS TRAS ALTA a familiares DOSIMETRIA Y ASPECTOS RELACIONADOS EN TRATAMIENTOS CON I-131 DE CANCER DIFERENCIADO DE TIROIDES (CDT) UTILIZANDO MEDIDAS EXTERNAS AL PACIENTE 50 * Aadm 4*λ f 80 * Aadm 4*λ s H = (e )+ (e ) λf λs 4

47 ACTIVIDAD EXCRETADA EN LA ORINA DOSIMETRIA Y ASPECTOS RELACIONADOS EN TRATAMIENTOS CON I-131 DE CANCER DIFERENCIADO DE TIROIDES (CDT) UTILIZANDO MEDIDAS EXTERNAS AL PACIENTE Aurine (t ) = Aadm (e λ decay *t [ ) ( Aadm (1 C ) * e λ f *t ) + ( Aadm * C * e λ s *t ) ]

48 TODO SE REDUCE A CONOCER C, λf y λs (de medidas de tasas de dosis)

49 Imagen conjugada con fuente sobre paciente 1) Adquisición solo de paciente: Tumor only, Uptake 1 2) Adquisición con paciente y fuente sobre tumor: Uptake 1y2 Fuente Uptake 1 y 2 Fuente uci (medida) MBq medida RC Fecha medida 9/16/2010 MBq calibracion Fecha calibracion 8/2/2010 uci(calculo) Uptake 1 y 2 Fuente Image Uptake 1 RC T only Uptake 1 T T only Uptake 2 RC T+RC Uptake 2 T T+RC cps brutas A Backg 1 A cps netas A cps A size A cps brutas P cps P Backg 1 P cps netas P size P C, media geom uci RC T

50 Imagen conjugada con fuente sobre paciente 0º Tumor 180º Fuente 180º Tumor 0º Fuente

51 Imagen conjugada Tumor only A

52 Comparación Actividad día 6.9 según método De modelo analítico con medida tasas dosis AT (6.9) = 3.54 * *6.9 *e = 3.26 *10 3 GBq = 88µ Ci 100 De tasa de dosis día 6.9 y coeficiente htir(1m) AT (6.9) = 0.27 = 3.38 *10 3 GBq = 91.2 µ Ci 80 De imagen conjugada AT (6.9) = 96 µ Ci

53 RESULTADOS PACIENTE 622 DOSIS TUMOR DT (Gy ) = ( ) * 0.11* * 3536 = Gy M T ( g ) MT (g) DOSIS MEDULA ROJA mujer DMR = 5.73 * * = 224 ± 97 mgy 1.39 * DOSIS FAMILIARES TRAS ALTA A 1 METRO 50 * 24 * *3.71 DALTA (1m) = *e * 24 * * * *e = 72 µ Sv 0.259

54 RESULTADOS PACIENTE 622 Actividad en orina GBq Días tras administración

55 Ultimas tendencias Ablación con dosis de 500 Gy (Samuel) Al menos una dosis acumulada de 300 Gy debe ser liberada en el resto para conseguir la ablación (Maxon) Gy tiene tasas similares de ablación (Bal) La eficiacia del tratamiento con radiaición se relaciona directamente con la dosis de radiación absorbida. A veces no es así: En pacientes con 120 Gy se consigue la ablación y sin embargo en otros pacientes con 600 Gy no se consigue. (Bal) Por qué? 1) El I-131 no se distribuye homogeneamente en el tumor. 2) Estimación erronea de la masa del resto tumoral 3) Las dosis reportadas citoletales de I-131 en tejidos tiroideos normales y neoplásicos muestran diferencias significativas. O sea diferencias en la radiosensibilidad, lo cual es una variable biológica desconocida, indefinida e impredecible y que varía de indiviuo a individuo. (Bal) Bal concluye que con dosis entre 25 y 50 mci se obtienen los mismos resultados en cuanto a éxito en la ablación, si la cirugía deja un resto menor de 5 gramos o una captación menor del 10%. La ablación se relaciona con la dosis en sangre. 400 mgy en sangre son snecesarios para segurar la ablación.hänscheid La actividad administrada dependerá de la constante efectiva de aclaramiento renal. Hänscheid