SIRT:

Anforderungen aus medizinischer

Sicht

1

PD Dr. med. Ralf – Thorsten Hoffmann

Stellvertretender Institutsdirektor

Institut und Poliklinik für Radiologische Diagnostik

Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

Hintergrund

– Warum SIRT ?

Wirkprinzip

– Anatomie

Patientenauswahl

– Voraussetzungen

– Vorbereitende Untersuchungen

Studienlage

– Ergebnisse

– Mögliche Komplikationen

Rationale Primäre Lebertumoren und Metastasen häufig

Metastasen nach Primärtumor 80 %

– Überleben vor allem durch diese Metastasen bestimmt

Resektion < 25 %

Tumoren geeignet für RFA / Lasertherapie < 25 %

Ansprechen der Chemotherapie

– 1.-line bis 80 %

– Rezidiv 100 %

– Überlebensvorteil mäßig

– Non-Responder häufig

Bestrahlung (größere Volumina) nicht effektiv

– Cyberknife, FUS … wissenschaftl. Aufarbeitung

Notwendigkeit für eine neue

minimal invasive Therapie -

SIRT ?!

Hintergrund

Deutschland Etwa 200.000 – 250.000 Tumoren / Jahr Metastasen bei 80% der Patienten im Verlauf etwa 10.000 – 15.000 HCC / Jahr

100.000 – 150.000 nicht resezierbare Metastasen pro Jahr Lebenserwartung abhängig von Tumorkontrolle

Hintergrund

Resektion Resektion Resektion

RF Ablation

LiTT

Hintergrund

Fortgeschrittene, aber auf

die Leber beschränkte

Erkrankung

Hintergrund

Chemotherapie nicht mehr erfolgreich

Ionisierende Strahlung hoch effektiv, um Tumorzellen zu zerstören

Leberparenchym sensibler als Tumorzellen

Toleranz - Leberbestrahlung

25 Gy 35 Gy 70-90 Gy

Eff. Dosis:

Hoden-CA,

Lymphom,

Myelom

Kurative Dosis:

Adeno-CA

31 Gy 5% Komplikationen

Prä-OP Bestrahlung – CRC

50 Gy

Dawson LA et. al (2002) Int J Radiat Oncol Biol Phys

43 Gray 50% Komplikationen

Toleranz - Leberbestrahlung

Dawson et al.: Analysis of radiation induced liver disease using the Lyman NTCP model. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002; 31: 810-21

n=203

Isotoxizitätskurve

external beam conformal

radiation

1.5 Gy 2 x tägl.

Bestrahlungsvolumen < 20% =

RILD gering

bei über 100 Gy

Anforderungen

selektive Applikation des Strahlers – hohe Strahlendosis am Tumor

Strahlenquelle - Strahlendosis – Strahler

Leberparenchym muss geschont werden – Leberfunktion !

Nachbarstrukturen (!) – Keine oder kaum Strahlung

Konzept von SIRT

Selektive Verabreichung einer hohen Strahlendosis an

Lebermetastasen, unabhängig von ihrem Ursprung, ihrer

Anzahl oder anatomischen Lage

bei gleichzeitig

geringer Strahlendosis im Bereich des gesunden

Leberparenchym

Physik

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Physik Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Unterschiedliche Isotope:

T 1/2 Energie

Iodine131 8.06 d 0.606 MeV

Yttrium90 64.2 h 0.937 MeV

Rhenium188 16.9 h 2.12 MeV

Lutetium177 6.65 d 0.50 MeV

Holmium166 26.8 h 1.81 MeV

Tochterkern

Zirkonium90

Mutterkern

Yttrium90

Yttrium89

n-Bombardierung

Strahlenquelle

biokompatible Resin-Mikrosphären

– Yttrium 90

– Beta – Strahler

max. Penetration im Weichgewebe ≈ 10 mm (Ø 2.5 mm)

HWZ = 64,1 hrs. (2.67 Tage)

1 – 3 GBq Aktivität

Strahlenquelle

X 1000

Ø 20 – 60 Mikrometer

Ca. 50 Bq pro Partikel

Ca. 40 – 80 Millionen Partikel

Y90 Sphären

Handelsname SIRSpheres ®

(SIRTEX)

TheraSpheres®

(MSD Nordion)

Größe 22 ± 10 µm 32 ± 10 µm

Spezifisches Gewicht 1.6 g/dl 3.6 g/dl

Aktivität/Partikel 50 Bq 2500 Bq

# Mikrosphären/ 3 GBq (70 mCi) per E 40-80 Mio ~1.2 Mio

Material Y90 + Harz Y90 in Glasmatrix

Zulassung EU, USA, Asien EU/USA/Canada

X 1000

Y90 Handling

Y90 Sphären

– CE Zertifizierung seit 2002

– Medizinprodukt – Implantat

Umgangsgenehmigung notwendig

– Nuklearmedizin, Strahlentherapie

Y90 Handling

Strahlenschutzmaßnahmen

– Personen:

• d2-Gesetz

• Acrylglass-Abschirmung

– Angio-raum:

• Zulassung zur Anwendung

• Dekontaminationsmaßnahmen (Abkleben)

– Patient

• keine besonderen Maßnahmen

• Mind. 48 Stunden auf Therapiestation

Anatomie

Anatomie

der Tumorversorgung

Zweigefäßversorgung der Leber:

• Tumor > 90% aus Leberarterien

• Mehr arterielle Gefäße im

Bereich des Tumors

• Ratio - 3:1

• normales Lebergewebe > 75%

aus Pfortader

Mamma – Karzinom – diffuse Lebermetastasen

Arterielle

Versorgung ??

Anatomie

Anatomie

SIR-Partikel => arterieller Fluß

– Durchblutung mit hohem Einfluss auf Strahlendosis SIR-Partikel punktuelle Strahlenquelle

– keine homogene Verteilung Rand des Tumors meist hypervaskularisiert Zentrum des Tumors häufig nekrotisch / schlecht

vaskularisiert

Courtesy of A. Kennedy, MD

Dosimetrie

Monte Carlo Dose Kernel

Kennedy A, Coldwell D, Nutting C et al.. Int J Rad Oncol Biol Phys 2004; 60(5): 1520–1533.

123-MAR-PPP rev. 0

Isodosen-Wolke im TU-Bereich:

300 Gy bis 1000 Gy

steiler Dosisabfall auf 100 Gy

4mm außerhalb des TU

Ø signifikante Hepatitis

8 mm außerhalb des TU

100 Gy Dose Volume 1000 Gy Dose Volume

3-d Micro-Dosimetry in Explanted

Livers

Kennedy A. Personal Communication.

Dosimetrie

Dosimetrie

Empirische Dosisbestimmung – CT Leber (Tu – vs. Leber – Volumen)

– Tc-99m MAA – Angiographie

Body Surface Area Method – Körperoberfläche

– Tumorbefall der Leber

Partition Modell – Körperoberfläche

– Tumorbefall der Leber

– Tc MAA – Angiographie

Dosimetrie

Kalkulation des hepatopulmonalen Shunts aus dem Tc MAA -

Szintigramm

Empirische Dosisbestimmung

Dosimetrie

Kalkulation des Verhältnisses Tumor / Leber

Empirische Dosisbestimmung

Empirische

Dosisbestimmung

Murthy R et al., Radiographics (2005);25:S41-S55

Empirische Dosisbestimmung Lungen Toleranz

3 von 5 Patienten mit >30Gy Lungendosis entwickelten eine

Strahlenpneumonitis

Keiner der Patienten mit unter 30 Gy hatte eine Strahlenpneumonitis

Ho S et al.; Eur J Nucl Med (1997)24:293-298.

Dosimetrie

BSA - Methode

Aresin = (BSA – 0.2) + (TI/100)

BSA – Body surface area TI – Tumor involvement TV – Tumorvolumen LV – Lebervolumen

BSA = 0.20247 x Körpergröße x Gewicht 0.75 0.25

TI = (TV x 100) / (TV + LV)

Murthy R et al., Radigraphics (2005);25:S41-S55

Dosimetrie

Partitionsmodell

MAA – SPECT Scan

Kombination aus empirisch und BSA - Methode

Kennedy A et al. Int. J Radiat Oncol Biol Phys 2004; 60(5): 1552-63.

Studien – Serien –

Einzelfallbeschreibungen für

Breast cancer

Cancer of unknown primary

Cholangiocarcinoma

Colorectal cancer

Endometrial

Gastric

Gall bladder

GI sarcoma

GIST

Hepatocellular carcinoma

Hepatic angiosarcoma

Lung

Melanoma: malignant

Melanoma: ocular

Melanoma: choroidal

Mouth

Neuroendocrine tumor

Oesophagus

Ovarian

Pancreatic

Prostate

Renal

Squamous cell

Thymus

Thyroid

Beispiel

PS *1966

39 jährige Patientin

Mamma Ca ED 5/2001

Chemo

Z.n. RFA 11/2004

Follow up nach 1 Jahr – PET – CT

Interdisziplinärer Konsens

MRT

vor RE

PS *1966

PS *1966

Katheterpositionierung für die Tc – MAA Angio

PS *1966

Szintigraphie – Verteilungsmuster Leber – Lunge

Shuntvolumen unter 10 %

Durchführung - Y90-

Applikation

Y90 Handling

SIRT - Prozedur

MRT

4m nach RE

9m nach RE

Komplikationen

Komplikationen

Coiling der A. gastroduodenalis – Durchführung der Behandlung

Komplikationen

Keine ungewöhnlichen Gefäße (?)

Technetiumangiographie unauffällig

2 Wochen später:

– schwere Magenbeschwerden und Erbrechen

– Gastroskopie

Komplikationen

Mehrere Magengeschwüre

Mehrere Wochen Therapie - Ausheilung

Ulzeration In Arteriole

In Kapillare Courtesy

PD Dr. S. Ihrler

Pathologie, LMU

Komplikationen

Aberrantes Gefäß – wurde übersehen

Komplikationen

Gastroduodenale Komplikationen < 5%

– Cholezystitis - Embolisation

– Magen- und Duodenal- Ulzera - Embolisation

Radiation induced liver disease –

CAVE: Capecitabine (Xeloda)

Lebensbedrohliche Strahlenpneumonitis –

Tc – MAA – Angiographie !!!

Murthy et al. Radiographics (2005); Lewandowski et al. (2004) J Vasc Interv Radiol;

Nutting C et al. (2004) SIR

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Institut für Klinische Radiologie

PD Dr. Konstantin Nikolaou Tokyo, 14/07/11 57

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit