Cálculo tridimensional de dosis en tratamientos de CT/SPECT con emisor interno Lu-177 mediante técnicas Monte Carlo

Abstract

[ES] La dosimetría personalizada y precisa del tratamiento con Lutecio-177 (177Lu) en tumores endocrinos es esencial, ya que la absorción y la eliminación varían entre los pacientes. Este trabajo presenta una metodología para la dosimetría tridimensional (3D) específica del paciente SPECT basada en simulaciones de Monte Carlo, en particular se ha utilizado la última versión del código MCNP6. El objetivo principal de este estudio es desarrollar un método Monte Carlo basado en imágenes SPECT para el cálculo de la dosis absorbida en pacientes después de la inyección de 177Lu, a través del radiofármaco Lutathera. El proceso computacional comprende un método para usar las imágenes de tomografía computarizada de un maniquí para incluir la geometría 3D en el modelo de Monte Carlo con el fin de calcular la distribución de la tasa de dosis absorbida dentro de él. Para ello, las imágenes CT y SPECT del fantasma NEMA se llenaron con una solución de 177Lu. La relación entre las esferas calientes y el fondo uniforme se estableció en 9,4. Se han utilizado algoritmos de transporte de fotones y electrones para una simulación realista a través del fantasma de malla detallado en 3D de acuerdo con la fuente volumétrica 177Lu incluida en la entrada del código. Al final de este estudio, las distribuciones de dosis absorbidas basadas en SPECT obtenidas se proponen como una nueva forma de calcular las dosis absorbidas específicas del paciente en la terapia con emisores internos.

[CA] La dosimetria personalitzada i precisa del tractament amb Luteci-177 (177Lu) en tumors endocrins és essencial, ja que l'absorció i l'eliminació varien entre els pacients. Aquest treball presenta una metodologia per a la dosimetria tridimensional (3D) específica del pacient SPECT basada en simulacions de Montecarlo, en particular s'ha utilitzat l'última versió del codi MCNP6. L'objectiu principal d'aquest estudi és desenvolupar un mètode Montecarlo basat en imatges SPECT per al càlcul de la dosi absorbida en pacients després de la injecció de 177Lu, mitjançant el radiofàrmac Lutathera. El procés computacional comprèn un mètode per utilitzar les imatges de tomografia computada d'un maniquí per incloure la geometria 3D en el model de Montecarlo per tal de calcular la distribució de la taxa de dosi absorbida dins d'ell. Per a això, les imatges CT i SPECT del fantasma NEMA es van omplir amb una solució de 177Lu. La relació entre les esferes calentes i el fons uniforme es va establir a 9,4. S'han utilitzat algoritmes de transport de fotons i electrons per a una simulació realista a través del fantasma de malla detallat en 3D d'acord amb la font volumètrica 177Lu inclosa en l'entrada del codi. Al final d'aquest estudi, les distribucions de dosi absorbides basades en SPECT obtingudes es proposen com una nova forma de calcular les dosis absorbides específiques del pacient en la teràpia amb emissors interns.

[EN] Personalized and accurate dosimetry of Lutetium-177 (177 Lu) treatment in endocrine tumors is essential, since uptake and elimination varies across patients. This work presents a methodology for SPECT patient-specific three-dimensional (3D) dosimetry based on Monte Carlo simulations, in particular the last version of the MCNP6 code has been used. The main objective of this study is to develop an SPECT image-based Monte Carlo method for absorbed dose calculation in patients after injection of 177Lu, through the radiopharmaceutical Lutathera. The computational process comprises a method for using the CT scans images of a phantom to include the 3D geometry into the Monte Carlo model in order to calculate the absorbed dose rate distribution inside it. To that, CT and SPECT images of the NEMA phantom was filled with a solution of 177Lu. The ratio between the hot spheres and the uniform background was set to 9.4. Both photon and electron transport algorithms have been used for realistic simulation through the 3D detailed meshed phantom according the 177Lu volumetric source included in the code input. At the end of this study, SPECT-based absorbed dose distributions obteined are proposed as a new way patient-specific absorbed dose calculations in internal emitter therapy.