CT-avbildning förbättrar 90Y radioemboliseringsdosimetri

Radioembolisering är en minimalt invasiv behandling för icke-resekterbara levertumörer, där yttrium-90 (⁹⁰Y)-märkta mikrosfärer levereras till leverns arteriella blodförsörjning. Dessa radioaktiva mikrosfärer reser till en tumörs distala arteriella kapillärer, där de avsätts i mikrovaskulaturen och levererar en lokal stråldos för att förstöra tumören.

Dosimetri i ⁹⁰Y-radioembolisering utförs för närvarande efter mikrosfäradministrering, med PET och SPECT för att visualisera strålningsemissionen från ⁹⁰Y och bestäm den absorberade dosen till tumören och omgivande frisk vävnad. Men dessa avbildningsmodaliteter har begränsad rumslig upplösning, vilket begränsar dosimetrinoggrannheten.

Som ett alternativ, E Courtney Henry från MD Anderson Cancer Center och kollegor vid Dalhousie University utvecklar ett dosimetriramverk baserat på CT-avbildning, som i sig har bättre rumslig upplösning än PET eller SPECT.

Medan kommersiell glas- och hartsbaserad ⁹⁰Y-mikrosfärer kan inte avbildas effektivt med röntgenstrålar, Henry undersöker röntgentäta glasmikrosfärer, som innehåller hög-Z-föreningar, utvecklade av ABK Biomedicinsk.

"Vårt syfte är att utföra precisionsdosimetri i ⁹⁰Y radioembolisering genom CT-avbildning av dessa röntgentäta mikrosfärer, och även för att jämföra dosuppskattningar med levern beräknad från CT till konventionell PET-baserad dosimetri”, förklarade han.

Dosimetriarbetsflödet börjar med att konvertera Hounsfield-enheter i en CT-bild till mikrosfärkoncentration (i mg/ml) med hjälp av en kalibreringskurva som erhållits från en kalibreringsfantom med kända mikrosfärkoncentrationer.

Därefter skalas mikrosfärfördelningen med voxelvolymen och ⁹⁰Y aktivitet/mg för att ge aktivitetsfördelningen (i Bq). Slutligen beräknas den absorberade dosen (i Gy) genom att multiplicera aktivitetsfördelningen med medelvärdet ⁹⁰Y livstid och sedan blanda den med en Monte Carlo-härledd dos-voxel kärna.

För att testa detta tillvägagångssätt administrerade forskarna åtta kaniner med en bolus av radiopaka mikrosfärer innehållande 150 MBq av ⁹⁰Y-aktivitet, och utförde sedan CT- och PET-avbildning. Henry delade bilder av axiella och koronala skivor av CT- och PET-baserade dosfördelningar i en kaninlever.

Den CT-baserade dosfördelningen verkade vara starkt korrelerad med den emboliserade kärlstrukturen, vilket exakt visar de verkliga dosheterogeniteterna. Dessutom fanns dosen till stor del inom leverkonturen, på grund av den snabba skanningstiden som eliminerade rörelseartefakter. Den PET-baserade dosfördelningen verkade å andra sidan mycket mer homogen. Den maximala dosen till levern beräknad från PET-baserad dosimetri var 337 Gy, jämfört med 1376 Gy från CT-baserad dosimetri.

"CT-baserad dosimetri i ⁹⁰Y-radioembolisering ger en större, mer exakt uppskattning av den genomsnittliga absorberade dosen i förhållande till PET”, avslutade Henry. "Det reducerade partiella volymeffekter, kan potentiellt eliminera effekterna av andningsrörelser och gav förbättrad skildring av dosheterogenitet. Detta gör det möjligt för oss att förfina förståelsen av dos-respons-förhållandet och tillåta ett individualiserat tillvägagångssätt för behandlingsplanering för att förbättra framtida patientresultat."