Page 18 - IFM 1 2013

vol. 2 1/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

artykuł

\

article

medycyna nuklearna

\

nuclear medicine

16

Specyficzna indywidualna dozymetria dla wyznaczenia opty-

malnej aktywności radiofarmaceutyku nie jest rutynowo wykony-

wana z

powodu braku standardowych, klinicznych narzędzi oraz

odpowiednich procedur. Szybki postęp i

rozwój terapii radioizoto-

powych spowodowany jest wprowadzaniem nowych radiofarma-

ceutyków, które w

przyszłości będą najprawdopodobniej służyły

m.in. celowanej terapii guzów sutka czy prostaty. Osiągnięcie po-

żądanego efektu leczniczego, przy zminimalizowaniu narażenia

innych tkanek, jest możliwe wyłącznie przy indywidualnym obli-

czaniu aktywności radiofarmaceutyku. Terapie radioizotopowe

niepoprzedzone indywidualną dozymetrią oznaczają leczenie

o

niższym standardzie niż radioterapia z

zewnętrznych źr

ódeł.

Utworzenie warsztatu dla rutynowej, indywidualnej dozyme-

trii w medycynie nuklearnej stanowi zatem priorytet kliniczny

zarówno w Polsce, jak i na świecie. Na rynku medycznym poja-

wiają się pierwsze komercyjne programy komputerowe wspo-

magające indywidualne planowanie terapii w medycynie nu-

klearnej. Programy tewprzybliżony sposób szacują aktywność

skumulowaną wwybranych organach i tkankach na podstawie

serii obrazów diagnostycznych. Ich autorzy podkreślają, iż nie

mogą służyć jako rutynowe narzędzie do kalkulacji aktywności

terapeutycznej, a jedynie wspomagać decyzje lekarzy w tym

zakresie. Ceny powyższych programów są bardzo wysokie. Co

może zatem zrobić kierownik nowoczesnego zakładu medycy-

ny nuklearnej prowadzącego terapie radioizotopowe w celu

wdrożenia dozymetrii wewnętrznej dla indywidualnego pla-

nowania leczenia? Przede wszystkim zatrudnić fizyka, który,

z racji posiadanego wykształcenia, wdroży dostępne techniki

obliczeniowe dla przygotowania rutynowego narzędzia do ob-

liczeń dozymetrycznych.

Na czym polega obliczanie

aktywności terapeutycznych

w medycynie nuklearnej?

Podstawy teoretyczne dozymetrii wewnętrznej zostały

opracowane pod patronatem Komitetu Amerykańskiego

Towarzystwa Medycyny Nuklearnej MIRD (

Medical Internal

Radiation Dose Committee

). Technika obliczeń narażenia

wewnętrznego po podaniu radiofarmaceutyku zakłada, że

ciało pacjenta zawiera organy-źródła wychwytujące radio-

farmaceutyk oraz organy-tarcze, które są napromieniane

przez organy-źródła. Dawka promieniowania zaabsorbowa-

na przez tkankę jest zdefiniowana jako energia pochłonię-

ta przez jednostkę masy. Wartość dawki zależy od: rodzaju

rozpadu pochłoniętego pierwiastka promieniotwórczego,

rozkładu aktywności w ciele pacjenta, czasu przebywania

radioizotopu w danym miejscu oraz masy tkanki. Dawka po-

chłonięta przez organ-tarczę wynosi:

m

En

A

k

=D

i

i i

i

φ

∑

~

gdzie:

D

– dawka zaabsorbowana w organie-tarczy,

n

– liczba prze-

mian jądrowych o energii

E

emitowanej dla danej przemiany

i

na rozpad jądrowy,

Φ

i

– frakcja emitowanej energii, która

została zaabsorbowana w tarczy,

m

– masa tarczy,

k

– stała

proporcjonalności,

Ã

– aktywność skumulowana – aktywność

organu-źródła scałkowana po całkowitym czasie jej prze-

bywania w organie. Ogólne równanie zostało

uproszczone przez MIRD do postaci:

SAD

~

⋅

=

m

En k

=S

i

i i

i

φ

∑

gdzie:

S

reprezentuje średnią dawkę zaabsorbowanąworganie tar-

czy na jednostkę skumulowanej aktywności w organie-źródle.

Wyznaczenie dawki pochłoniętej przez daną tkankę wy-

maga zatem znajomości dwóch wielkości: aktywności sku-

mulowanej oraz średniej wartości zaabsorbowanej dawki.

Aktywność skumulowaną w wybranej tkance można

wyznaczyć na podstawie analizy liczby zliczeń w serii obra-

zów. Tradycyjnie pomiar aktywności w guzach i organach

wykonywany jest na podstawie scyntygraficznych badań

planarnych [6]. Aktywność w danym regionie zaintereso-

wania jest wyznaczana jako średnia geometryczna dwóch

projekcji: przedniej (

anterior

) i tylnej (

posterior

). Metoda za-

wiera uproszczone poprawki na atenuację promieniowania

i tło. Współczesne techniki umożliwiają pomiar aktywności

w trzech wymiarach i wykonywane są na podstawie badań

SPECT (

Single-Photon Emission Computed Tomography

) / CT

(

Computed Tomography

) [7-10]. Aby uzyskać wartość aktyw-

ności skumulowanej w wybranej tkance, należy:

––

wykonać serię badań planarnych, np. techniką

Whole Body

,

––

wyznaczyć obszary zainteresowania ROI (

Regions of Inte-

rest

) dla wszystkich zarejestrowanych projekcji i odczy-

tać liczbę zliczeń zarejestrowaną w tych regionach,

––

na podstawie uzyskanych wyników wykreślić krzywą

zmian aktywności w czasie TAC (

Time Activity Curve

),

––

znormalizować krzywą TAC na podstawie analogicznych

pomiarów aktywności wuzyskanych przekrojach SPECT/CT,

––

obliczyć pole pod znormalizowaną krzywą TAC, które od-

powiada aktywności skumulowanej w wybranej tkance.

Standardowe programy kliniczne stosowane do rekonstruk-

cji, prezentacji i klinicznej analizy obrazów w medycynie nukle-

arnej niemają narzędzi do realizacji powyższych zadań. Zakłady

Podanie zbyt niskich dawek radiofarmaceutyków nie zapewnia

odpowiedniej skuteczności terapii, z kolei zastosowanie zbyt

wysokiej aktywności choremu może spowodować negatywne

skutki uboczne.

Page 18 - IFM 1 2013 - web całe