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Dra. Núria Rodríguez de Dios
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PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
Definir mejor el volumen y reducir la
variabilidad inter-observador.
Seleccionar zonas dentro del tumor para
escalar la dosis de radiación.
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PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
El objetivo de la radioterapia es administrar un dosis alta y uniforme
al volumen diana.
Asume intrínsecamente que el tumor es uniforme.
Imagen anatómica
Imagen funcional/biológica.
La heterogeneidad en varios factores afecta la respuesta a la
radiación.
Técnicas más modernas de administración de la radiación
PTV
BTV
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NUEVAS TÉCNIAS DE RT
• Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
• Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
• Radioterapia guiada por el movimiento
respiratorio (RT-4D)
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Forma avanzada de RT-3D en la que se modula o
controla la intensidad del haz de radiación, obteniendo
altas dosis en el tumor y minimizando la dosis en órganos
sanos.
• Conformación de la distribución de dosis en el tumor.
• Gradientes de dosis marcados. Protección órganos de riesgo
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
CÓMO MODULAR LA INTENSIDAD
DEL HAZ DE RADIACIÓN ?
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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PTV en rojo. Médula en azul
Mapa de intensidades
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
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Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
2 aspectos:
-Empleo de técnicas de imagen más modernas para definir
el tumor y los órganos de riesgo.
-Empleo de técnicas de imagen más modernas para
administrar el tratamiento de una forma más segura y
precisa.
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Imágenes 2D Imágenes 3D
Imagen Portal Cone Beam-CT
Exac Trac X-Ray 6D Tomoterapia
Ecografía
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
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Se obtiene una imagen de TC (Mv) o
de rayos X (Kv) antes y/o durante
cada sesión de tratamiento
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
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Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
Las imágenes Rx o TC obtenidas en el tratamiento se
superponen con las imágenes de la panificación.
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IMRT + IGRT
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Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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Datos 4D de 166 tumores. Liu IJROBP 2007
En el 95% de los tumores ,el
movimiento era de 1,34 cm, 0,40
cm y 0,59 cm en dirección cráneo-
caudal, lateral y ántero-posterior.
Los tumores se mueven sobre
todo en dirección cráneo-caudal;
con sólo el 10,8 % de tumores,
moviéndose 1,0 cm
Movimiento tumor
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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Movimiento ganglios
Datos 4D de 100 regiones ganglionares. Pantarotto. IJROBP 2009
El 77% de los ganglios se
mueven 0,5 cm y el 10%
se mueven 1,0 cm.
La proporción de ganglios que
se mueven 0,5 cm en dirección
cráneo-caudal, lateral y ántero-
posterior son 53%, 15% y 8%,
respectivamente.
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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TC lentos
Conocer el movto
TC Máx Insp-Exp
Presión abdominal
Limitar la movilidad
Breath-hold
Sincronizar TC-4D
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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RT-4D
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Es la inclusión de los cambios anatómicos temporales en la adquisición de
imágenes, la planificación y el tratamiento.
Adquisición de secuencias de imágenes a lo largo del ciclo respiratorio.
Las imágenes se ordenan en función de la fase del ciclo en que fueron
adquiridas.
Señal
de
RPM Tiempo
RT-4D
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Inspiración Final Ciclo respiratorio completo
Expiración Final
Programa que ordena las imágenes
Expiración Media Expiración Final Inspiración Media Inspiración Final
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
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Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Marcadores externos:
-Real Time Position Management (RPM)
-Exac Trac
Marcadores intra-tumorales:
-Tracking
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IMRT + IGRT + RT4D
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PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
PTV
BTV
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“prescription of a non-uniform radiation dose distribution to the
target volume based on functional or molecular images shown to
be indicative of the local risk of relapse”.
Ling IJROBP 2000
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Variedad de tipos de imagen/marcadores
Varios métodos de correlacionar la imagen y la prescripción de dosis
Técnica Trazador Información
PET 18F-FDG Metabolismo
18F-FMISO, 18F-FAZA 18F-FETNIM, 60Cu-ATSM
Hipoxia
18F-FLT, 11C-Timidina
11C- ó 18F-colina;11C-l-metilmetionina, 18F-fluoroetil-L-tiroxina, 123I-metil-tiroxina
Proliferación (precursores DNA)
Proliferación (síntesis proteica)
Anexina V Apoptosis
SPECT 123I-AZA Proliferación
RNM DCE-MRI Perfusión
BOLD-MRI Oxigeno en sangre
TAC DCE-CT Perfusión
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OBJETIVO: maximizar la posibilidad de control tumoral minimizando la
posibilidad de toxicidad en tejidos sanos
La imagen es un mapa de las características biológicas del tumor
y/o tejidos sanos
Modelos que correlacionan las propiedades biológicas con la
respuesta a la radiación(TCP, NTCP)
Optimizar la distribución de dosis basándose en la respuesta prevista
en el tumor y los tejidos sanos
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Basado en CONTORNOS Basado en NÚMEROS
PTV (66 Gy)
GTV
GTV PET (> 50%SUV máx)
PTV (66 Gy)
GTV=GTV PET
Meijer, RO 2011
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Basado en NÚMEROS
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Resolución del PET
-lesiones < límite resolución del PET , tendrán una reducción de la intensidad por
efecto volumen parcial.
-inyección del trazador, adquisición y transferencia de las imágenes.
Incertidumbres biológicas inherentes al trazador (farmacocinética)
Movimiento durante la realización del PET y durante el tratamiento
Estabilidad temporal y espacial de la imagen PET antes y a lo largo del
tratamiento
Algoritmo de cálculo de dosis
Incertidumbres derivadas del modelo matemático
-niveles de dosis necesarios.
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C11-COLINA; F18-COLINA y C11-ACETATO
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GTV man1
GTV man2
GTV 40
GTV 50
GTV tg
GTVsbg
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C11-l-metil-metionina (MET); F18-fluoroetil-L-tiroxina
(FET); I123-metil-tiroxina (IMT)
Pueden ayudar a delimitar el tumor residual después de cirugía y las recurrencias
post cirugía o radioterapia
Voges J.1997; Nuutinen J. 2000
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Recidiva de GBM 6 mesos post-RDT+TMZ
Sm 9 vs 5 meses (p 0,03) Sm 11 vs 6 meses (p 0,008)
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M1 SNC
Si añadimos 2 mm de margen al GTV-
RNM aumentaría la correspondencia con
GTV -PET
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MENINGIOMA
TC/RNM
MET-PET
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MENINGIOMA
TC hueso
MET-PET
RNM T1
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Hipoxia
AGUDA: PERFUSIÓN CRÓNICA: DIFUSIÓN
Overgaard J. Sem Radiat Oncol 1996
F18-fluoromisonidazol (FMISO), FAZA, Cu-ATSM
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N: 28 (10 analizados) IMRT
-día 0: FDG-PET
-día 1: FMISO-PET
GTVFMISO con T/S ≥ 1,3
GTV hipóxico=
GTVFDG
Dosis: 70 Gy al GTV+ 84 Gy en GTV hipóxico
105 Gy en GTV hipóxico
Es posible escalar la dosis hasta 84-105 Gy sin
superar los límites de dosis en órganos de riesgo
GTV 70 Gy
GTVh 84 Gy
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N:13
3 planes : IMRT estándar (70Gy, 2 Gy/día)
IMRT+ escalada de dosis (>10%) al tumor según FDG-PET (>40% SUV máx)
IMRT+ escalada de dosis según FMISO-PET (DPN)
-Hipótesis: DPN basado en FMISO-PET consigue un control tumoral (TCP) superior
que escalar la dosis según FDG-PET
-Los límites de dosis en órganos de riesgo era la misma en los 3 planes.
La probabilidad de de control tumoral (TCP) es de 55,9%; 57,7%
y 70,2%, respectivamente.
Los tumores hipóxicos (↓TCP) son los más beneficiados
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N:8 IMRT (boost integrado) +/-QT
3planes: - estandard (STD):56 +70Gy
- escalada de dosis uniforme (EDU): 56 +84 Gy
- escala de dosis en GTV hipox (DPH):56+70 +84 Gy
GTVhipóxico =T/músculo ≥ 1,5
Comparan mediante TCP, NTCP y UCTP
STD y DPH cumplen todos los límites de dosis en órganos de riesgo
DPH consigue mayor TCP, comparables NTCP y globalmente aumenta UCTP
EDU, consigue mayor TCP, peor NTCP y tiende a empeorar UCTP
L-C
Tumor
GTVh
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N 28 (20 analizados) QT+IMRT
•1 PET FDG pre-tto
•2 PET FMISO pre-tto (día 1 y día 4)
•1PET FMISO a las 4 semanas
> 90% tienen hipoxia detectable.
>90% con hipoxia inicial muestran una
completa resolución tras 4 semanas de
tratamiento
Lee 2009
N 20 (13 analizados)
día 0: FDG-PET
día1: FMISO-PET
día 4: FMISO-PET
Análisis voxel por voxel:
voxel T/S ≥ 1,2 en ambos FMISO- PET:
Hipoxia Crónica
voxel T/S < 1,2 en ambos FMISO-PET:
Normoxia
voxel T/S ≥ 1,2 en un FMISO-PET: Hipoxia
aguda
Nehmed 2008
GTVhipóxico : hipercaptación respecto tejidos
blandos
GTV hipóxico : Tumor/sangre ≥ 1,2
1- Variabilidad témporo-espacial del trazador. Estudios PET-dinámicos
Problemas por resolver….
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La ganancia en TCP con dosis moderadas de
boost depende de la composición del
volumen hipóxico
En tumores con alto componente de hipoxia
geométricamente estable el TCP aumenta
mucho con incrementos moderados de dosis en
el volumen hipóxico.
El beneficio del boost es limitado para
tumores en los que la hipoxia es
fundamentalmente aguda (GTH), pero si > 10-
25% del volumen hipóxico es
geométricamente estable, el beneficio del
boost no es despreciable.
1 Gy
0.4 Gy 0.2 Gy
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La dependencia del TCP de la
fracción sobredosificada en el
boost es lineal.
Beneficio en TCP aunque no se
incluya toda la fracción hipóxica
en el boost
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24%
14%
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N:40 (14 pulmón, 26 ORL)
FMISO PET-TC dinámico (14´) y estáticos a 2 y 4 hr
• SUV y T/Med (pulmón); T/Musc (ORL)
• Curvas tiempo-actividad (TAC)
Ratio a las 4 hr más predictivo que el SUV.
T/Me ≥ 2 y T/Mu ≥1,6 a las 4 hrs predicen todas las
respuestas y 76% de recidivas
necrosis
hipoxia
Tumor oxigenado
2- FMISO : células hipóxicas viables. Infraestimación si necrosis.
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3- Se desconoce la dosis necesaria para revertir la hipoxia. Resultados
basados en modelos biológicos.
4- Criterio para definir GTV hipóxico; márgenes al GTV hipóxico?
Problemas por resolver….
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ENSAYO FASE I/II DE ESCALADA DE DOSIS DE RADIOTERAPIA
SOBRE REGIONES HIPÓXICAS DETERMINADAS CON F18-
FLUOROMISONIDAZOL (FMISO) PET-TC EN CÁNCER DE PULMÓN.
Fase I:
1º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 76,05 Gy a 1,95 Gy/ día
2º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 83,09 Gy a 2,13 Gy/ día
3º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 89,70 Gy a 2,30 Gy/ día
4º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 94,70 Gy a 2,43 Gy/ día
Fase II: Una vez definida la dosis máxima tolerada, se incluirán 30
pacientes para determinar la eficacia de dicha dosis (tasa de respuestas)
Financiado por una beca del Instituto de Salud Carlos III. PI080376
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HIPÓTESIS
El aumento de la dosis de radiación mejora los resultados,
pero conlleva un aumento de la toxicidad.
La hipoxia es uno de los factores responsables de la
resistencia tumoral a la radio y quimioterapia. La FMISO-
PET/TC, es un método no invasivo que permite localizar las
áreas más hipóxicas del tumor.
El aumento selectivo de la dosis de radiación sobre estas
áreas hipóxicas permitirá mejorar los resultados con menor
repercusión sobre la toxicidad
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OBJETIVOS
Determinar la dosis máxima tolerada (DMT), que se
puede administrar en pacientes con cáncer de pulmón
candidatos a tratamiento radical con quimio y radioterapia,
escalando la dosis sobre las regiones hipóxicas del tumor
definidas mediante F18-fluoromisonidazol (FMISO)-PET.
Una vez definida la dosis máxima tolerada, se
determinará la eficacia de dicha dosis (tasa de
respuestas).
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Resultados
GTVFDG : 94,82 ±104 cc (17,91 - 248,58 cc)
GTVFMISO : 12,26 ±16 cc (0,57- 37,55 cc )
GTVFDG ∩ GTVFMISO : 76,25 ± 39% (17,24-10%)
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Use the voxel