Note publique d'information : En médecine nucléaire, la radiothérapie interne vectorisée (RIV) consiste à injecter
par intraveineuse un radiopharmaceutique qui va venir se fixer aux cellules tumorales
grâce à un vecteur sélectionné selon le type de récepteurs sur-exprimés par ces dernières.
Bien qu’efficace, les plans de traitement de ces thérapies sont standardisés alors
que des études ont montrées que les doses absorbées (énergie absorbée par unité de
masse) par les organes à risque et les tumeurs diffèrent d’un patient à un autre.
Afin de pouvoir les personnaliser, il est donc nécessaire d’estimer les doses absorbées
et de les corréler aux toxicités et à l’efficacité du traitement. Lors de la désintégration
du 177Lu, des photons gamma sont émis et sont détectés à l’aide d’une gamma caméra.
Une acquisition TEMP est réalisée afin de connaître la biodistribution 3D du radiopharmaceutique
à un instant donné qui est nécessaire pour l’estimation des doses absorbées par les
régions d’intérêt. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux aspects quantitatifs
et dosimétriques des thérapies au 177Lu et à l’90Y à partir des images TEMP. En RIV,
la dosimétrie au 177Lu requière un suivi de la biodistribution du radiopharmaceutique
au cours du temps et donc, des acquisitions TEMP post-injection multiples. Cependant,
les contraintes cliniques limitent les temps et le nombre d’acquisitions souhaitables.
Dans la première contribution, un workflow dosimétrique s’adaptant au nombre d’acquisitions
disponibles pour les thérapies au 177Lu-DOTATATE a été proposé comprenant des méthodes
de dosimétrie simplifiées qui ont été évaluées par rapport à une méthode de référence
(trois acquisitions). La radiothérapie interne sélective (RIS) est un traitement local
des lésions hépatiques dans lequel des microsphères d’90Y sont injectées dans l’artère
intrahépatique pour détruire les tumeurs. Ce traitement est simulé à l’aide d’une
injection de 99mTc associé à des macroaggrégats d’albumine. Une acquisition TEMP est
ensuite réalisée puis l’image est reconstruite afin de prédire les doses absorbées
et d’adapter l’activité à injecter pour la thérapie. Pendant l’acquisition TEMP, les
mouvements respiratoires peuvent impacter l’acquisition mais ne sont pas forcément
corrigés au cours de la reconstruction. La seconde contribution a permis d’évaluer
l’impact dosimétrique de la correction du mouvement respiratoire dans la reconstruction
en comparant les estimations de doses et d’activité à injecter. Récemment, les gamma
caméras CZT ont permis de réduire les durées d’acquisition tout en conservant la qualité
de l’image. Cependant, elles ne permettent pas toujours d’acquérir les photons de
hautes énergies (>200 keV). Dans une troisième contribution, une étude de faisabilité
de la quantification au 177Lu (113 keV) a été réalisée sur fantômes et des paramètres
de reconstruction optimaux ont été fournis. Ils ont ensuite été utilisés lors d’une
étude dosimétrique préliminaire sur patients traités au 177Lu-PSMA.
Note publique d'information : In nuclear medicine, targeted radionuclide therapy (TRT) involves intravenous injection
of a radiopharmaceutical that specifically binds to tumour cells through a selected
vector based on the type of receptors overexpressed. This treatment has proven effective
for neuroendocrine tumours (NETs) and metastatic castration-resistant prostate cancer.
However, treatment plans are standardised despite studies showing variations in absorbed
doses (energy absorbed per unit mass) among different patients’ organs at risk and
tumours. To personalise these treatments, it is necessary to estimate absorbed doses
and compare them with treatment toxicities and efficacy. During the radioactive decay
of certain radioisotopes such as 177Lu, gamma photons are emitted and can be detected
using a gamma camera. A SPECT acquisition is typically performed to determine the
3D biodistribution of the radiopharmaceutical at a given time point, which is necessary
for estimating absorbed doses in the regions of interest. In this thesis, we focused
on the quantitative and dosimetric aspects of 177Lu and 90Y therapies using acquired
SPECT images. In TRT, dosimetry for 177Lu requires monitoring the biodistribution
of the radiopharmaceutical over time, which involves multiple post-injection SPECT
acquisitions. However, clinical constraints often limit the availability of desired
acquisition times and numbers. Therefore, the primary objective of the first contribution
was to provide a dosimetric workflow that can adapt to the available number of acquisitions
for 177Lu-DOTATATE therapies in NETs. Several simplified dosimetry methods were proposed
and evaluated against a reference method based on three post-injection acquisitions.
Selective Internal Radiation Therapy (SIRT) is a local treatment for liver lesions
where 90Y microspheres are injected into the intrahepatic artery to destroy the tumours.
This treatment is simulated using an injection of 99mTc combined with albumin macroaggregates.
A SPECT acquisition is then performed before being reconstructed to predict absorbed
doses and adjust the activity to be injected. During the SPECT acquisition, respiratory
motion can impact the acquisition but is not necessarily corrected during reconstruction.
The second contribution assessed the dosimetric impact of correcting for respiratory
motion in the reconstruction by comparing dose and activity estimates for injection.
Finally, more recently, CZT gamma cameras have allowed for reduced acquisition times
while maintaining image quality. However, they do not always enable the acquisition
of high-energy photons (>200 keV) and therefore, the recommended energy peak for 177Lu
dosimetry. In a third contribution, a feasibility study of quantification with 177Lu
(energy peak at 113 keV) was conducted using phantoms, and optimal reconstruction
parameters were provided. These parameters were then used in a preliminary dosimetric
study on patients treated with 177Lu-PSMA.
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