Il metodo MIRD

1. Il metodo MIRD Generalità e un’ applicazione in radioterapia metabolica con I131 Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria Università Cattolica del Sacro Cuore dott. Claudia Dell’Omo dott. Antonella Roggio A.A. 2004/05

2. MIRD (Medical Internal Radiation Dose ) Metodo di calcolo per la dose assorbita, durante gli esami diagnostici di Medicina Nucleare, nella terapia metabolica e nella contaminazione interna, sviluppato dal Committee of the American Society of Nuclear Medicine.

3. Reference Man

5. MIRD • La dose assorbita da un organo è data da: • Attività cumulata, Ã Il numero totale di disintegrazioni radioattive che avvengono in un organo dipendono da: • Attività somministrata • Uptake • Ritenzione • Radionuclide • S-factors Sono stati tabulati, per una grande quantità di radionuclidi e per differenti configurazioni organo sorgente/target, sia per l’uomo standard, per il bambino.

6. S- Factors Esempio di fattori S tabulati per età, classi, sesso nel caso dello I131

7. Flow Chart of MIRD Methology

8. d1 d d2 Come calcolo l’attività cumulata à nel corpo intero? (1) Metodo delle viste coniugate La media geometrica dei conteggi delle due testate di una g-camera dipende solo dallo spessore d del paziente nella regione d’interesse: (2) Attraverso il Rateo di Esposizione Misuro con una camera a ionizzazione il rateo di esposizione del paziente a 1 m In entrambi i casi si devono eseguire più misure nel tempo. È importante che la prima sia eseguita subito dopo la somministrazione in modo da avere un riferimento tra la grandezza misurata e l’attività ritenuta

9. Nel caso dello I131 quasi la totalità dello iodio finisce in tiroide. Si è interessati alla DOSE al MIDOLLO e alla DOSE al RESIDUO (1) DOSE al MIDOLLO Il midollo è sorgente e target Il RC è sorgente e il midollo è il target Stimata la dose al midollo si può calcolare l’attività massima somministrabile

10. (2) DOSE al residuo La stima previsionale di dose al residuo tumorale è ottenuta dalla relazione: • È quindi necessario conoscere: • massa del residuo • andamento dell’attività nel tempo nel residuo per determinare l’uptake massimo L’attività da somministrare al fine di erogare al volume del residuo la dose prescritta:

11. Terapia ablativa con 131I dopo TSH ricombinante (rhTSH) in paziente con carcinoma differenziato della tiroide e in dialisi per insufficienza renale cronica aAntonella Roggio, bMassimo Salvatori, aLuca Indovina, bVittoria Rufini, bGennaro Stifano, bGiovanni D’Andrea, cAlessandro Ampollini, cFabrizio Cichocki aScuola di specializzazione in Fisica Sanitaria, Policlinico Universitario Gemelli – Roma bU.O. Medicina Nucleare, Policlinico Universitario Gemelli – Roma cU.O. Fisica Sanitaria, Policlinico Universitario Gemelli – Roma

12. Presentazione di un caso clinico • Paziente, di sesso maschile, di 40 anni, in trattamento emodialitico • Sottoposto a tiroidectomia totale • Esame diagnostico whole body e terapia ablativa con 131I in eutiroidismo, dopo somministrazione i.m. di rhTSH (0.9 mg ogni 24 h per 2 giorni consecutivi) per evitare la morbidità associata all’ipotiroidismo, secondo il seguente schema: TSH, TG rhTSH rhTSH DIALISI DIALISI DIALISI giorni I II III IV V VI VII 131I

13. Materiali e Metodi (1) • DIAGNOSTICA: • Somministrazione di una attività traccia A0 = 37 MBq di 131I per il calcolo della dose ricevuta dal midollo. • Calcolo della massima attività AMax somministrabile in terapia per evitare danni al midollo • Previsione della dose ricevuta dal midollo a seguito dell’attività terapeutica somministrata ASomm = 1850 MBq • TERAPIA: • Calcolo della dose ricevuta dal midollo a seguito della somministrazione di una attività Asomm = 1850 MBq di 131I • Confronto con la dose prevista in diagnostica

14. Materiali e Metodi (2) • In diagnostica e in terapia • Misure di attività specifica nel sanguecalcolata su prelievi di 2cc di sangue con un Gamma Counter LKB Wallac 1282 • Misure di esposizione a 1 m dal pazienteeseguite con una Camera a Ionizzazione Victoreen 471 • Solo in diagnostica: • Scintigrafie WB con sorgenti di attività notaeseguite con una SPECT Infinia GE a doppia testa Tutte le misure sono state effettuate dopo 2, 6, 24, 48, 72, 96 ore dalla somministrazione

15. Risultati In blu è riportata la curva di ritenzione whole body in scala semilogaritmica del paziente in faseterapeutica; in verde è riportata la curva di ritenzione ricavata indiagnostica in seguito alla somministrazione dell’attività traccia. • Percentuale media di attività ritenuta dopo le dialisi: • diagnostica * : 34.1 ± 0.1 % • terapia * : 32.5 ± 1.2 % * In accordo con la letteratura (7), (8), (9), (10)

16. Risultati In blu è riportata la curva di ritenzione nel sangue in scala semilogaritmica del paziente in faseterapeutica; in verde è riportata la curva di ritenzione ricavata in diagnostica in seguito alla somministrazione dell’attività traccia. • Percentuale media di attività ritenuta dopo le dialisi: • diagnostica * : 33.1 ± 0.1 % • terapia * : 32 ± 1.0 % * In accordo con la letteratura (7), (8), (9), (10)

17. Risultati Curve di ritenzione a corpo intero: Confronto tra misure di esposizione con Camera a Ionizzazione e Scintigrafie a corpo intero Differenza percentuale media pari al 4% È possibile utilizzare la camera a ionizzazione al posto delle scintigrafie Confronto tra le due curve di ritenzione sperimentali presentate in scala semilogaritmica relative a misure effettuate sul corpo intero con camera a ionizzazione e con immagini scintigrafiche

18. Risultati Diagnostica A0 = 37 MBq Dmid = 1.29 + 2.60 = 3.89 mGy A Max somministrabile al fine di erogare una dose al midollo inferiore alla dose limite: A Max = 19198 MBq (519 mCi) Terapia Asomm = 1850 MBq ricDmid = 51.08 + 66.97 = 118.04 mGy

19. Conclusioni La dosimetria effettuata sul paziente dializzato ha mostrato valori di dose assorbita dal midollo e dal corpo intero paragonabili a quelli dei pazienti con normale funzionalità renale trattati con 131I in ipotiroidismo. Sembra essere possibile eseguire un trattamento con 131I dopo preparazione con rhTSH in pazienti in dialisi, somministrando attività dello stesso ordine di grandezza di quelle utilizzate in pazienti con normale funzionalità renale dopo ipotiroidismo

20. Bibliografia • E. M. Kaptein: “Thiroid hormone metabolism and thyroid diseases in chronic renal failure. Endocrine reviews, Vol.17, 1; 45-63 • Factors that control thyroid function. Werner and Ingbar's the thyroid, seventh edition. • Linee Guida SIE-AIMN-AIFM per il trattamento e follow-up del carcinoma differenziato della tiroide • J.F. Siegel, S.R. Thomas, J. B. Stubb, M.G. Stabin et al. MIRD pamphlet n° 16: “Techniques for quantitative radiopharmaceutical bio-distribution data acquisition and analysis for use in human radiation dose estimates.” J Nucl. Med. 1999; 40:37S-61S • M. Lassmann, et al.: “Impact of 131I diagnostic activities on the biokinetics of thyroid remnants” J. Nucl. Med. 2004; 45:619–625 • Radioiodine dosimetry in patients with End-stage renal disease receiving continuous ambulatory peritineal dialysis therapy. E. M. Kaptein JCEM, Vol. 85, 9;30583064. • Damumerie et al.: “Radioiodine treatment of thyroid carcinoma in patients on maintenance haemodialysis”; Thyroid 6, 4, 1996, 301 • N. Magnè et al.: “Disposition of radioiodine 131I therapy for thyroid carcinoma in a patient with severely impaired renal function on chronic dialysis: a case report.” Jpn J Clin. Oncol. 2002; 32(6)202-205 • Sara R. et al.: “Radioterapia metabolica con 131I in paziente dializzato”, Notiziario AIMN 2-2002 • J. Meller:“Nuclear medicine studies in the dialysis patient” Seminars in Dialysis, 2002 Vol.15, 4 ; 269-276. • Howard N. et al.:”Iodine 131 ablation therapy for a patient on maintenance haemodialysis”, Case Report, British journal of radiology, 54, 259

21. FINE

22. Uptake Percentuale di attività ritenuta in un tessuto Tempo di dimezzamento effettivo Tempo che deve trascorrere perché l’attività ritenuta si riduca del 50%:

23. FINE

24. (3) DOSE al tumore È necessario conoscere: Quindi la dose al tumore si può calcolare: L’attività da somministrare al fine di erogare al volume bersaglio la dose prescritta:

25. Recommended Doses • Remnant ablation dose: 300 Gy • Treatment of metastases: 100 Gy • minimum effective initial dose for therapy 80 Gy • “Safety limit” for the bone marrow: 2 Gy to the blood (as a surrogate for bone marrow) to avoid bone marrow suppression • Maximum activity in the lung at 24 h 3000 MBq (in patients with extensive lung involvement to avoid pulmonary fibrosis)