Estudio de la distribución de dosis en tratamientos con Lu-177 mediante simulación Monte Carlo

Abstract

[ES] La terapia del 177Lu marcado con la denominada ¿Prostate-Specific Membrane Antigen¿ (PSMA) es una novedosa terapia utilizada cada vez más en pacientes con cáncer de próstata metastásico. Debido a los beneficios observados en diferentes estudios realizados a los pacientes, esta técnica se ha ido implementado en numerosos centros alrededor de todo el mundo. Con el fin de evaluar la eficacia y la toxicidad del tratamiento, es esencial llevar a cabo una dosimetría del 177Lu-PSMA personalizada, ya que la captación del PSMA en los diferentes órganos, depende fuertemente de la anatomía del paciente. El objetivo de este trabajo es realizar un estudio dosimétrico en pacientes tras la administración de 177Lu-PSMA mediante simulación Monte Carlo. Para poder ejecutar este estudio lo más realista posible, se utiliza un maniquí computacional antropomórfico de alta resolución, ¿Mesh-type Refe- rence Computational Phantoms¿ (MRCP) descrito en la publicación 145 de la ICRP (International Commission on Radiological Protection). Dado que el 177Lu-PSMA se deposita en aquellas regiones donde se ha producido la metástasis del cáncer de próstata, dichos órganos se consideran como fuente de irradiación con diferentes probabilidades de emisión según el paciente. Conocida la distribución de actividad en los órganos, se realiza la simulación en MCNP6 y se evalúa la distribución de dosis en el fantoma. Esta metodología se aplica a diferentes distribuciones de tejido metastásico, dependiendo de la clínica del paciente a estudiar. Para los diferentes casos, con la distribución de dosis obtenida con MCNP6 se evalúan las dosis recibidas por los diferentes órganos de riesgo, estimando las dosis totales absorbidas hasta el decaimiento del 177Lu. La metodología utilizada en este trabajo ha demostrado ser una herramienta útil para conocer de manera individualizada las dosis recibidas, así como la efectividad del tratamiento y la toxicidad en los órganos sanos.

[EN] The therapy of 177Lu labelled Prostate-Specific Membrane Antigen (PSMA) is a novel therapy in- creasingly used in patients with metastatic prostate cancer. Due to the benefits observed in different patient studies, this technique has been implemented in numerous centres around the world. In order to assess the efficacy and toxicity of the treatment, it is essential to perform a personalised 177Lu-PSMA dosimetry, as the uptake of PSMA in different organs strongly depends on the patient¿s anatomy. The aim of this work is to perform a dosimetric study in patients after administration of 177Lu-PSMA using Monte Carlo simulation. In order to make this study as realistic as possible, a high-resolution anthropomorphic computational phantom, ¿Mesh-type Reference Computational Phantoms¿ (MRCP) described in ICRP (International Commission on Radiological Protection) publication 145, is used. Since 177Lu-PSMA is deposited in those regions where prostate cancer metastasis has occurred, these organs are considered as a source of irradiation with different emission probabilities depending on the patient. Once the distribution of activity in the organs is known, the simulation is performed in MCNP6 and the dose distribution in the phantom is evaluated. This methodology is applied to different metastatic tissue distributions, depending on the clinical condition of the patient to be studied. For the different cases, the dose distribution obtained with MCNP6 is used to evaluate the doses received by the different organs at risk, estimating the total absorbed doses until the decay of 177Lu. The methodology used in this work has proved to be a useful tool for obtaining individualised knowledge of the doses received, as well as the effectiveness of the treatment and toxicity in healthy organs.

[CAT] Lateràpiadel177Lumarcatambladenominada“Prostate-SpecificMembraneAntigen”(PSMA)ésunanovedosateràpiautilizadacadavegadaambmésfreqüènciaenpacientsquepresentencàncerdepróstatametastàtic.Degutalsbeneficisobservatsendiferentesestudisrealitzatsals pacients,aquestatècnicas’haanatincorporantennombrososcentresalvoltantdetotelmón.Per tald’evaluarl’eficàciailatoxicitatdeltratament,ésnecessariportaratermeunadosimetriadel 177Lu-PSMApersonalitzada,jaquelacaptaciódelPSMAenelsdiferentsòrgansdepènfortament del’anatomiadelpacient. L’objectiud’aquesttreballesrealitzarunestudidosimètricenpacientsdesprésdel’administració de177Lu-PSMAmitjantçantsimulacióMonteCarlo.Perapoderferl’estudi,s’utilizaunmaniquí computacionalantropomòrficd’altaresolució,“Mesh-typeReferenceComputationalPhantoms” (MRCP)descritenlapublicació145delaICRP(InternationalCommissiononRadiologicalProtection).Atèsqueel177Lu-PSMAesdepositaenlesregionsons’haproduïtlametàstasidecàncerdepròstata,aquestsòrgansesconsiderencomafontd’irradiacióambdiferentsprobabilitats d’emissiósegonselpacient.Conegudaladistribuciñodel’activitatenelsòrgans,esrealitzalasimulacióenMCNP6is’evalualadistribuciódedosisenelfantoma. Aquestametodologias’aplicaadiferentsdistribucionsdelteixitmetastàsic,depenentdela clínicadelpacientaestudiar.Peralsdiferentscasos,ambladistribuciódedosisobtingudaamb MCNP6s’evaluenlesdosisrebudesperelsdiferentsòrgansderisc,estimantlesdosistotalsabsorbidesfinsaldecaimentdel177Lu.Lametodologiautilitzadaenaquesttreballhademostratserde granutilitatperaconèixerdemaneraindividualitzadalesdosisrebudes,aixícoml’efectivitatdel tratamentilatoxicitatenelsòrganssans.