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Desenvolvimento de dosimetria por voxel aplicável à terapia com radionuclídeos

Métodos

Etapa 1- coregistro de imagens com simulador

O simulador empregado consistia em estrutura acrílica medindo 33,0 x 22,5 x 10,0 cm (comprimento, largura e altura), preenchido com 1000 mL de água contendo 185 MBq (5 mCi) de 18F-FDG para aquisição PET e 99mTc-pertecnetato para SPECT (0,185 MBq/mL). Quatro fontes contendo 37 MBq (1 mCi) do mesmo radionuclídeo, diluídos em 4 mL (9,25 MBq/mL) foram posicionadas em distâncias padronizadas no interior do simulador em configuração basal (Fig. 1).

Figura 1. Configuração basal das fontes (setas) no simulador.
Figura 1. Configuração basal das fontes (setas) no simulador.

O posicionamento da configuração basal foi modificado por rotação (5º, 10º e 20º) e deslocamento (3, 5 e 10 cm) de todo o simulador. Também foi modificada a posição relativa entre as fontes, com deslocamento de uma única fonte (2, 3 e 5 cm, nos eixos X, Y e Z) ou de duas fontes simultaneamente (1, 2, 3 e 5 cm). Também foram realizadas aquisições de imagens variando a concentração de uma das fontes para 50% e 66% do basal.

A aquisição na configuração basal e em cada uma das posições modificadas foi realizada com os mesmos parâmetros. As imagens PET com 18F foram adquiridas em equipamento PET/CT Discovery 690 (GE HealthCare, WI, USA), em 1 bed position durante 1 minuto. As imagens SPECT com 99mTc foram adquiridas em equipamento SPECT/CT Symbia T16 (Siemens Healthcare, Illinois, USA), com 120 passos e duração total de 2 minutos. Em ambos os casos a tomografia computadorizada (CT) empregada para correção de atenuação foi realizada com 120 kV e 30 mAs.

Após reconstrução iterativa utilizando Ordered Subset Expectation Maximization (OSEM), com correção de atenuação baseado na CT e correção de espalhamento por janela tríplice, as imagens foram convertidas do formato DICOM para Analyze pelo software de acesso livre MRIcro. O programa SPM-Statistical Parametric Imaging foi empregado para coregistro elástico e inelástico das imagens, com posicionamento modificado para a mesma coordenada XYZ da imagem basal. As imagens processadas foram avaliadas por 2 médicos nucleares experientes, atribuindo notas de 0 a 10 por critérios de correção de posição, atividade e concentração; consideradas satisfatórias se nota ≥ 9.


Etapa 2- Avaliação da dose em simulador


Realizou-se estudo com simulador contendo duas fontes esféricas de 5 cm de diâmetro preenchidas com 255 mL de água e 74 MBq (2 mCi) de 131I. No centro de cada uma das fontes esféricas fixou-se um dosímetro termoluminescente (TLD) calibrado pelo fabricante (PRO-RAD, Rio Grande do Sul, Brasil) e revestido com película impermeabilizante.

Aquisição SPECT realizada em SPECT/CT Symbia T16 (Siemens Healthcare), com 120 passos e duração total de 5 minutos, 0, 7 dias, 14 dias e 21 dias após o preenchimento do simulador. Em cada intervalo foram realizadas imagens com as fontes em distâncias de 10, 12 e 15 cm entre elas. Realizadas correção de espalhamento e de atenuação, seguida da conversão para formato Analyze e coregistro pelo programa SPM de forma similar a etapa 1.

Elaborado código NMdose-VX, para dosimetria nas imagens SPECT/CT em plataforma MATLAB. As principais etapas de processamento definidas foram: leitura das imagens volumétricas coregistradas no formato Analyze; conversão por fator de calibração das imagens para atividade por voxel (MBq); cálculo da integral da atividade por voxel pelo método do trapezoide, resultando no mapa de atividade acumulada (Ã) por voxel; multiplicação do mapa da à por fatores kernel ou deposição de energia local (LED), para obtenção do mapa de dose de radiação por voxel (Gy); reconversão das imagens paramétricas de dose do formato Analyze para DICOM, permitindo análise em software OsiriX (freeeware) e OsiriX MD.

A dose de radiação obtida pelo código NMdose-VX foi comparada com os valores registrados pelos TLDs inseridos nas fontes e também com os valores obtidos com o programa OLINDA/EXM, considerado como método padrão(6).


Etapa 3- Avaliação da dose em pacientes


O código NMdose-VX foi aplicado na dosimetria por voxel em estudos PET e SPECT de pacientes. A dosimetria PET foi estimada em 10 pacientes que realizaram de 2 a 4 PET/CTs entre 5 minutos até 4 horas após a administração de 111 MBq (5 mCi) de 68Ga-DOTATATE. A dosimetria SPECT foi estimada em 5 pacientes que realizaram de 3 a 4 SPECT/CTs sequenciais entre 4 horas e 10 dias após a administração de 7400 MBq (200 mCi) de 177Lu-DOTATATE.

As imagens DICOM geradas pelo código NMdose-VX foram abertas no software Osirix, em que se definiram volumes de interesse (VOIs) para estimativa de dose média (Gy) em órgãos de captação fisiológica e tumores.

Este estudo foi realizado após a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa do ICESP e da assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido por parte dos pacientes participantes.