Feasibility of 223Ra imaging for clinical purpose

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1 Feasibility of 223Ra imaging for clinical purpose De Vincentis G1, Follacchio GA1, Frantellizzi V1, Pellegrini R2, Di Castro E2, Pani R2, Garkavaya T1, Caruso M1, Iacobelli S1, Monteleone F1, Liberatore M1, Cassano B3, Lorenzon L3, Mango L4, Ventroni G4, Pacilio M3. 1 Dip. di Scienze Radiologiche, Oncologiche e Anatomo Patologiche, A.O. Policlinico Umberto I Roma 2 Dip. di Fisica Medica, A.O. Policlinico Umberto I Roma 3 Dip. di Fisica Medica, A.O. Policlinico San Camillo Forlanini Roma 4 Dip. di Medicina Nucleare, A.O. Policlinico San Camillo Forlanini Roma

2 Radio 223 Decadimento α 95,3% β 3,6% γ 1,1% T1/2 11,4 giorni Elemento calcio-mimetico Elevato LET (28,2 MeV) Range <100 μm

3 Imaging con 223Ra a fini di dosimetria di lesione?

4 Pazienti Nove pazienti con carcinoma prostatico ormono-resistente con dolore da metastasi ossee (studio multicentrico Bayer prot /16216). Modalità di somministrazione 223Ra: 50 kbq/kg e.v. ogni 28 gg (6 somministrazioni). SPECT Whole Body Imaging planare statico Tecnica delle viste coniugate ANT POST

5 Analisi spettrometrica 223Ra - Spettro di emissione γ kcnts kev

6 Misure di calibrazione Sensibilità Curva di trasmissione 1,2 MBq di 223Ra in piastra di Petri 1,2 MBq di 223Ra in piastra di Petri Misura in aria Misura in aria Misure attraverso spessori crescenti di PMMA (0-17 cm) Sensibilità 50 cps/mbq Coeff. di attenuazione μeeff Analoghe misurazioni con 99mTc

7 Procedura di acquisizione Scintigrafia ossea con 99mTc-MDP pre-trattamento Scelta dell area di interesse (torace/pelvi) TC della regione di interesse Stima del volume delle lesioni

8 Immagine trasmissiva con flood di 99mTc (8 mci) Acquisizioni statiche planari seriate in 3a-7a-14a-21a giornata (collimatore MEGP, matrice , 40 minuti) Scintigrafia ossea con 99mTc-MDP post-trattamento

9 Analisi delle immagini Contornazione manuale delle lesioni alla scintigrafia ossea pre-trattamento (24 lesioni in totale) Co-registrazione spaziale mediante toolkit MATLAB Sovrapposizione delle ROI sulle immagini statiche da 223Ra

10 Biocinetica Fit bi-esponenziale (3 pazienti - 12 lesioni) Fit mono-esponenziale (6 pazienti - 12 lesioni) T wash-in medio 2.2 ore (range ) T1/2 effettivo medio pari a Act ivit y (a.u.) 7.8 giorni (range ) T ime (h) Pat 1 head Pat 1 Pat 2 Pat 3 Pat 4 head Pat 4 Pat 5 Pat 5 Pat 6 Pat 6 Pat 7 Pat 8 Pat 8 Pat 8 Pat 8 Pat 8 Pat 8 Pat 8 Pat 9 head Pat 9 Pat 9 Pat 9 Pat 9 Pat 9 - Right humeral Left humeral head Iliac wing Iliac wing Right humeral Left humeral head Right scapula Left scapula Right trochanter Left trochanter Left glenoid Right trochanter Left trochanter Right iliac wing Left iliac wing L4 vertebra L5 vertebra S1 vertebra Right humeral Left humeral head Right glenoid Left glenoid Coxo femoral Right trochanter

11 Stima della Dose Assorbita Tabulazioni Olinda/EXM per 223Ra e massa delle lesioni Considerando RBE per le particelle α pari a 5 (MIRD 22) Dose Assorbita media per lesione per somministrazione di 223Ra 0.6 Gy (range Gy) DRBE media per lesione per somministrazione di 223Ra 2.9 Gy (range Gy)

12 Uptake % di 223Ra e 99mTc Uptake % di 99mTc Uptake % di 223Ra Studio mediante regressione lineare della correlazione tra X Uptake % di 99mTc Attività Cumulata 223Ra R2 = Dose Assorbita 223Ra R2 = Uptake % di 223Ra

13 Conclusioni (1) Contornazione delle lesioni su scintigrafia ossea e co-registrazione delle immagini 99mTc-223Ra indispensabili per l utilizzo delle scansioni 223Ra tardive TC necessaria per la stima del volume di lesione Tempistica ottimale di acquisizione delle immagini a 4, 24, 48 e 168 h

14 Conclusioni (2) Dose Assorbita per lesione significativamente maggiore rispetto ai radiofarmaci osteotropi β-emittenti (T1/2 eff, RBE, S-value) DRBE /AAdm 223RaCl2 743 mgy/mbq (range mgy/mbq) DRBE /AAdm 89SrCl2 range mgy/mbq x5 = mgy/mbq (RBE α)

15 Conclusioni (3) L uptake % 99mTc-MDP può avere valore predittivo di risposta della lesione alla terapia con 223Ra e permetterebbe una modulazione personalizzata dell attività da somministrare basata sui dati dosimetrici

16 Grazie dell attenzione!!!