Detection and quantification of 223Ra uptake in bone metastases of patients with castration-resistant prostate carcinoma, with the aim of determining the absorbed dose in the metastases

Abstract

Purposes

To obtain the necessary acquisition and calibration parameters in order to evaluate the possibility of detecting and quantifying ²²³Ra uptake in bone metastases of patients treated for castration resistant prostate carcinoma. Furthermore, in the cases in which the activity can be quantified, to determine the absorbed dose.

Material and methods

Acquisitions from a Petri dish filled with ²²³Ra were performed in the gamma camera. Monte Carlo simulations were also performed to study the partial volume effect. Formulae to obtain the detection and quantification limits of ²²³Ra uptake were applied to planar images of two patients 7 days post-administration of 55 kBq/kg of ²²³Ra. In order to locate the lesions in advance, whole-body scans and SPECT/CT images were acquired after injecting ^99mTc-HDP.

Results

The optimal energy window was found to be at 82 keV with a medium-energy collimator MEGP. Of the lesions found in the patients, only those that had been detected in both the anterior and posterior projections could be quantified. These lesions were those which had shown a higher ^99mTc-HDP uptake. The estimated values of absorbed doses ranged between 0.7 Gy and 7.8 Gy.

Conclusions

Of the lesions that can be detected, it is not possible to quantify the activity uptake in some of them, which means that the absorbed dose cannot be determined either. This does not mean that the absorbed dose in these lesions can be regarded as negligible.

Resumen

Objetivos

Obtener los parámetros necesarios, tanto de calibración como de adquisición, para poder estudiar la posibilidad de detectar y cuantificar la actividad captada en metástasis óseas en pacientes con carcinoma de próstata resistente a la castración tratados con ²²³Ra. Además, en los casos en los que sea posible cuantificar la actividad, estimar la dosis absorbida.

Material y métodos

Se han realizado adquisiciones en la gammacámara de una placa Petri con ²²³Ra, que han sido complementadas con simulaciones Monte Carlo para estudiar el efecto de volumen parcial. Las fórmulas matemáticas para obtener los límites de detección y cuantificación de actividad de ²²³Ra fueron aplicadas a las imágenes planares de 2 pacientes 7 días postadministración de 55 kBq/kg de ²²³Ra. Para una localización previa de las lesiones se adquirieron barridos de cuerpo completo e imágenes SPECT/TC con ^99mTc-HDP.

Resultados

La ventana de adquisición óptima es de 82 keV con un colimador de energías medias MEGP. De las lesiones presentes en los 2 pacientes, solo fueron cuantificables las lesiones que habían podido ser detectadas en las 2 proyecciones anterior y posterior. Estas lesiones eran las que captaban más actividad de ^99mTc-HDP. Los valores estimados de dosis absorbidas estuvieron en un rango de 0,7 a 7,8 Gy.

Conclusiones

De entre las lesiones que se pueden detectar, en algunas no es posible cuantificar la actividad captada, ni por lo tanto determinar la dosis absorbida. Esto no implica que la dosis absorbida en esas lesiones pueda considerarse despreciable.