Nuklearmedizin 2019; 58(05): 379-386
DOI: 10.1055/a-0987-9689
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Evaluation der intratherapeutischen Dosimetrie bei der 177Lu-HA-DOTATATE Therapie neuroendokriner Tumoren mittels SPECT, Ganzkörperszintigraphie und Gammasonde

Evaluation of intratherapeutic 177Lu-HA-DOTATATE treatment in neuroendocrine tumors: dosimetry with SPECT, whole-body imaging and gamma probe
Britta Leonhäuser
1   CHARITÉ – Universitätsmedizin Berlin, Abteilung Medizinphysik-Experten sonstige Einrichtungen, Berlin
,
Christian Happel
2   Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Klinik für Nuklearmedizin, Frankfurt
,
Daniel Gröner
2   Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Klinik für Nuklearmedizin, Frankfurt
,
Benjamin Bockisch
2   Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Klinik für Nuklearmedizin, Frankfurt
,
Martin Fiebich
3   Technische Hochschule Mittelhessen, Fachbereich Life Science Engineering, Gießen
,
Dirk Hellwig
4   Universitätsklinikum Regensburg, Klinik für Nuklearmedizin, Regensburg
,
Frank Grünwald
2   Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Klinik für Nuklearmedizin, Frankfurt
,
Wolfgang Tilman Kranert
2   Universitätsklinikum Frankfurt am Main, Klinik für Nuklearmedizin, Frankfurt
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

09 April 2019

01 August 2019

Publication Date:
28 August 2019 (online)

Zusammenfassung

Ziel Bei der Behandlung somatostatinrezeptor-exprimierender neuroendokriner Tumoren hat sich in den letzten Jahren die Peptidrezeptor-Radionuklidtherapie (PRRT) mit 177Lu-HA-DOTATATE als neue Möglichkeit entwickelt. Da außer Tumor und Metastasen auch die Nieren Somatostatinrezeptoren besitzen, die Aktivität in diesen akkumuliert, sind sie als Risikoorgane einzustufen und sollten dosimetrisch evaluiert werden. Die Bestimmung der Nierenaktivität aus planaren Aufnahmen ist durch Überlagerung der Nieren mit anderen Organen ungenau und führt zu ihrer Dosisüberschätzung. Ziel dieser Studie war es, den Beitrag der Nieren in den konjugierten Sichten ohne SPECT/CT in der individuellen Nierendosimetrie zu berücksichtigen.

Material und Methoden Für die Bestimmung der Nierendosis wurde ein Algorithmus entwickelt, der mit EXCEL (Microsoft) umgesetzt wurde. Die Patientenmessdaten aus drei Modalitäten einer individuell kalibrierten Gammasonde, einem Ganzkörperszintigramm und drei SPECT-Akquisitionen zu verschiedenen Zeitpunkten wurden hierfür zusammengeführt. Die Methode wurde mit Daten von 85 Nieren von Patienten, die mit 177Lu-HA-DOTATATE behandelt worden waren, evaluiert. Die Nierenvolumina wurden mittels CT-Volumetrie gewonnen.

Ergebnisse Der entwickelte Algorithmus kombiniert die Daten aus drei Modalitäten: Gamma-Sonde, SPECT und Ganzkörperszintigraphie. Der Quotient aus den Ereignissen der Nieren-VOI und der Anzahl der Ereignisse in der Nieren-ROI des koronaren Summationsbildes ist der Beitrag der Niere im Summationsbild und repräsentiert somit über die Kalibrierung aus der Ganzkörperszintigraphie die Aktivität in der Niere. Da die Abbildungseigenschaften in den SPECT-Akquisitionen zu den verschiedenen Zeiten konstant sind, folgt aus dem Verlauf der Zählraten in den jeweiligen Nieren-VOIs auch der Aktivitätsverlauf in den Nieren. Daraus kann über einen monoexponentiellen Fit der Aktivitätsausscheidung unter Berücksichtigung der Akkumulationskinetik die Nierendosis bestimmt werden. Der mittlere Anteil in der Niere, bezogen auf deren Projektion im Summationsbild, wurde mit 49 % (17 %–78 %) und 45 % (18 %–75 %) für die linke bzw. rechte Niere berechnet. Die sich daraus ergebenden Nierendosen lagen zwischen 0,13 und 0,77 Gy/GBq (Mittelwerte 0,36 Gy/GBq und 0,39 Gy/GBq für die linke und die rechte Niere).

Schlussfolgerung Die vorgestellte Methode eignet sich, um mit Gammasonde und Szintigraphie/SPECT (auch ohne SPECT/CT), eine individuelle Nierendosimetrie durchzuführen.

Abstract

Aim Peptide receptor radionuclide therapy (PRRT) with 177Lu-HA-DOTATATE has evolved as a new path in the treatment of somatostatin-receptor-expressing neuroendocrine tumors. The kidneys are proven as organs at risk and should be evaluated dosimetrically. Overlap with other organs will make dosimetry based on planar scintigraphy inaccurate. Aim of this study was to approximate the contribution of the kidneys to conjugated planar views without the use of a SPECT/CT.

Material and Method An algorithm was developed to determine the kidney dose using an EXCEL (Microsoft) based program. Dosimetric data were drawn and merged from three modalities: an individually calibrated gamma probe, a whole-body scintigraphy (WBS) and SPECT-acquisitions. The method was evaluated for 85 kidneys. Kidney masses were obtained via CT volumetry.

Results The developed algorithm combines data from the three modalities. The ratio of the events within a kidney-VOI and the events from the summed coronary SPECT views (kidney ROI) represents the contribution of the kidney to the whole-body kidney ROI. This fraction was calculated to 49 % (17 % – 78 %) and 45 % (18 % – 75 %) for the left and the right kidney, respectively. Quantification of activity was deduced from equalizing the WBS count with the concurrent gamma probe measurement. Monoexponential curves were fitted to the obtained kidney activities, with resulting doses of 0,13 to 0,77 Gy/GBq (average 0,36 and 0,39 Gy/GBq for the left and the right kidney).

Conclusion The presented method is suitable to perform kidney dosimetry by using a gamma probe and a gamma camera, without using SPECT/CT.

 
  • Literatur

  • 1 Boy C, Poeppel TD, Kotzerke J. et al. DGN Handlungsempfehlung (S1-Leitlinie) Somatostatinrezeptor-PET/CT. Nuklearmedizin 2018; 57: 4-17
  • 2 Brogsitter C, Hartmann H, Wunderlich G. et al. Twins in spirit part IV – [177Lu] high affinity DOTATATE. A promising new tracer for peptide receptor radiotherapy?. Nuklearmedizin 2017; 1-8
  • 3 Cremonesi M, Ferrari M, Bodei L. et al. Dosimetry in Peptide radionuclide receptor therapy: a review. J Nucl Med 2006; 47: 1467-1475
  • 4 Delker A, Ilhan H, Zach C. et al. The Influence of Early Measurements Onto the Estimated Kidney Dose in [177Lu]DOTA(0),Tyr(3)Octreotate Peptide Receptor Radiotherapy of Neuroendocrine Tumors. Mol Imaging Biol 2015; 17: 726-734
  • 5 Eckerman KF, Endo A. MIRD: Radionuclide date and decay schemes. 2. ed. Reston Va.: Society of Nuclear Medicine 2008 (Advancing molecular imaging and therapy)
  • 6 Elf A-K, Bernhardt P, Hofving T. et al. NAMPT Inhibitor GMX1778 Enhances the Efficacy of 177Lu-DOTATATE Treatment of Neuroendocrine Tumors. J Nucl Med 2017; 58: 288-292
  • 7 Emami B, Lyman J, Brown A. et al. Tolerance of normal tissue to therapeutic irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1991; 21: 109-122
  • 8 Ezziddin S, Reichmann K, Yong-Hing C. et al. Early prediction of tumour response to PRRT. The sequential change of tumour-absorbed doses during treatment with 177Lu-octreotate. Nuklearmedizin 2013; 52: 170-177
  • 9 Garske U, Sandström M, Johansson S. et al. Minor changes in effective half-life during fractionated 177Lu-octreotate therapy. Acta Oncol 2012; 51: 86-96
  • 10 Gospavic R, Knoll P, Mirzaei S. et al. Physiologically Based Pharmacokinetic (PBPK) Model for Biodistribution of Radiolabeled Peptides in Patients with Neuroendocrine Tumours. Asia Ocean J Nucl Med Biol 2016; 4: 90-97
  • 11 Guerriero F, Ferrari ME, Botta F. et al. Kidney dosimetry in 177Lu and 90Y peptide receptor radionuclide therapy: influence of image timing, time-activity integration method, and risk factors. Biomed Res Int 2013; 2013: 1-12
  • 12 Gustafsson J, Brolin G, Cox M. et al. Uncertainty propagation for SPECT/CT-based renal dosimetry in 177Lu peptide receptor radionuclide therapy. Phys Med Biol 2015; 60: 8329-8346
  • 13 Happel C, Kranert WT, Bockisch B. et al. 131I- und 99mTc-Uptake in fokalen Schilddrüsenautonomien. Entwicklung in Deutschland seit den 1980er Jahren. Nuklearmedizin 2016; 55: 236-241
  • 14 Hardiansyah D, Guo W, Attarwala AA. et al. Treatment planning in PRRT based on simulated PET data and a PBPK model. Determination of accuracy using a PET noise model. Nuklearmedizin 2017; 56: 23-30
  • 15 Hartmann H, Freudenberg R, Oehme L. et al. Dosimetric measurements of 68Ga-high affinity DOTATATE: twins in spirit – part III. Nuklearmedizin 2014; 53: 211-216
  • 16 Kaewput C, Vinjamuri S. Comparison of renal uptake of 68Ga-DOTANOC PET/CT and estimated glomerular filtration rate before and after peptide receptor radionuclide therapy in patients with metastatic neuroendocrine tumours. Nucl Med Commun 2016; 37: 1325-1332
  • 17 Kam BLR, Teunissen JJM, Krenning EP. et al. Lutetium-labelled peptides for therapy of neuroendocrine tumours. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2012; 39: 103-112
  • 18 Leonhäuser B, Happel C, Korkusuz Y. et al. Lu-177-DOTATATE Nierendosimetrie mittels Ganzkörperszintigraphie, SPECT und Gamma-Sonde bei – Patienten mit neuroendokrinen Tumoren. DGMP-Tagungsband, Abstractband 2016; 143-144
  • 19 Magnander T, Svensson J, Bath M. et al. Improved planar kidney activity concentration estimation by the posterior view method in 177Lu-DOTATATE treatments. Radiat Prot Dosimetry 2016; 169: 259-266
  • 20 Marin G, Vanderlinden B, Karfis I. et al. Accuracy and precision assessment for activity quantification in individualized dosimetry of 177Lu-DOTATATE therapy. EJNMMI Phys 2017; 4: 7
  • 21 Poeppel TD, Boy C, Bockisch A. et al. Peptidrezeptor-Radionuklidtherapie Somatostatinrezeptor-exprimierender Tumore. DGN-Leitlinie (S1). Nuklearmedizin 2015; 54: 1-11
  • 22 Reubi JC, Horisberger U, Studer UE. Human kidney as target for somatostatin: high affinity receptors in tubules and vasa recta. J Clin Endocrinol Metab 1993; 77: 1323-1328
  • 23 Rolleman EJ, Kooij PPM, Herder WW de. et al. Somatostatin receptor subtype 2-mediated uptake of radiolabelled somatostatin analogues in the human kidney. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2007; 34: 1854-1860
  • 24 Rolleman EJ, Melis M, Valkema R. et al. Kidney protection during peptide receptor radionuclide therapy with somatostatin analogues. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2010; 37: 1018-1031
  • 25 Sabet A, Haug AR, Eiden C. et al. Efficacy of peptide receptor radionuclide therapy with 177Lu-octreotate in metastatic pulmonary neuroendocrine tumors: a dual-centre analysis. Am J Nucl Med Mol Imaging 2017; 7: 74-83
  • 26 Sandström M, Garske U, Granberg D. et al. Individualized dosimetry in patients undergoing therapy with 177Lu-DOTA-D-Phe1-Tyr3-octreotate. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2010; 37: 212-225
  • 27 Sandström M, Garske-Roman U, Granberg D. et al. Individualized dosimetry of kidney and bone marrow in patients undergoing 177Lu-DOTA-octreotate treatment. J Nucl Med 2013; 54: 33-41
  • 28 Schottelius M, Šimeček J, Hoffmann F. et al. Twins in spirit – episode I: Comparative preclinical evaluation of [68Ga]DOTATATE and [68Ga]HA-DOTATATE. EJNMMI Res 2015; 5: 426
  • 29 Strosberg J, El-Haddad G, Wolin E. et al. Phase 3 Trial of 177Lu-Dotatate for Midgut Neuroendocrine Tumors. N Engl J Med 2017; 376: 125-135
  • 30 Svensson J, Berg G, Wangberg B. et al. Renal function affects absorbed dose to the kidneys and haematological toxicity during 177Lu-DOTATATE treatment. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2015; 42: 947-955
  • 31 Svensson J, Ryden T, Hagmarker L. et al. A novel planar image-based method for bone marrow dosimetry in 177Lu-DOTATATE treatment correlates with haematological toxicity. EJNMMI Phys 2016; 3: 21
  • 32 Svensson J, Hagmarker L, Magnander T. et al. Radiation exposure of the spleen during 177Lu-DOTATATE treatment and its correlation with haematological toxicity and spleen volume. EJNMMI Phys 2016; 3: 15
  • 33 Wehrmann C, Senftleben S, Zachert C. et al. Results of individual patient dosimetry in peptide receptor radionuclide therapy with 177Lu DOTA-TATE and 177Lu DOTA-NOC. Cancer Biother Radiopharm 2007; 22: 406-416