放射性核種治療におけるトリウム-227/ラジウム-223ガンマカメライメージングの可能性

Feasibility of Thorium-227/Radium-223 Gamma-Camera Imaging During Radionuclide Therapy.

• Erik Larsson
• Gustav Brolin
• Adriaan Cleton
• Tomas Ohlsson
• Ola Lindén
• Cecilia Hindorf

抄録

トリウム-227(Th)は長寿命(T=18.7 d)のα放出核種であり，放射性免疫療法の候補として浮上している．トリウム-227結合体で治療された患者のイメージングは、投与される活性が低いことと、収率の低い光子放出のために困難である。また、放射性の娘核種であるラジウム-223(Ra)はThと同じエネルギー範囲の光子放出を有する。Raの半減期が長く（T=11.4d）、再分配の可能性があることから、ThとRaを分離する努力が必要とされています。本研究の目的は、Th標識モノクローナル抗体（mAb）で治療された患者のイメージングの実現可能性を調査し、ThとRaの識別を可能にするための取得および画像処理パラメータを決定することであった。イメージングは、GE Discovery 670 NM/CTガンマカメラを使用して行われた。異なるエネルギー窓（EW）とコリメータを使用して放射性核種の分離は、ThまたはRaのいずれかを持つバイアルの画像で研究した。臨床的に関連する活動を伴うファントム撮影を行い、画像の質、背景減算と空間フィルタリングの有用性を評価した。Th-mAbで治療された2人の患者を画像化した。バイアルのイメージングは、Raが複数のエネルギー窓を使用してThと区別できることを示した。中および高エネルギーコリメータは、感度および空間分解能の類似した性能を示したが、低エネルギーコリメータは、感度は高いが、コリメータ貫通による分解能が悪かった。視覚的には、背景除去と空間フィルタリングにより画質が改善された。患者画像は期待された画質を示し、ThとRaを分離する可能性を示した。Th-mAbで治療された患者のガンマカメラ撮影は可能であり、RaはThと区別できる。画質は、背景減算と空間平滑化フィルタを使用して大幅に改善されている。平面画像に推奨される取得設定は、高エネルギー汎用または中エネルギー汎用コリメータ、40分の取得時間とエネルギーウィンドウです。(1) 70-100keV(ThとRa); (2) 215-260keV(Th); (3) 260-290keV(Ra); (4) 350-420keV(Ra)。

Thorium-227 (Th) is a long-lived (T = 18.7 d) α-emitter that has emerged as candidate for radioimmunotherapy. Imaging of patients treated with thorium-227 conjugates is challenging due to the low activity administered and to photon emissions with low yields. In addition, the radioactive daughter radium-223 (Ra) have photon emissions in the same energy range as Th. The long half-life of Ra (T = 11.4 d) and the possibility of redistribution motivates efforts to separate Th and Ra. The aim of this study was to investigate the feasibility of imaging of patients treated with Th-labeled monoclonal antibody (mAb) and to determine acquisition and image processing parameters to enable discrimination between Th and Ra. Imaging was performed with a GE Discovery 670 NM/CT gamma camera. Radionuclide separation with different energy windows (EW) and collimators was studied in images of vials with either Th or Ra. Phantom acquisitions with clinically relevant activities were performed to assess image quality and the usefulness of background subtraction and spatial filtering. Two patients treated with Th-mAb were imaged. Imaging of vials showed that Ra can be distinguished from Th using multiple energy windows. Medium- and high-energy collimators showed similar performance of sensitivity and spatial resolution, whereas the low-energy collimator had higher sensitivity but poor resolution due to collimator penetration. Visually, the image quality was improved with background subtraction and spatial filtering. The patient images exhibited the expected image quality and a possibility to separate Th and Ra. Gamma Camera imaging of patients treated with Th-mAb is feasible and Ra can be distinguished from Th. Image quality is substantially improved using background subtraction and a spatial smoothing filter. Acquisition settings recommended for planar images are: high-energy general purpose or medium-energy general purpose collimator, 40 min acquisition time and energy windows: (1) 70-100 keV (Th and Ra); (2) 215-260 keV (Th); (3) 260-290 keV (Ra); (4) 350-420 keV (Ra).