Dra. Núria Rodríguez de Dios

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.

PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA

El objetivo de la radioterapia es administrar un dosis alta y uniformeal 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

“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

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-FAZA18F-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

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 en los tejidos sanos

Basado en CONTORNOS Basado en NÚMEROS

PTV (66 Gy)

GTV

GTV PET(> 50%SUV máx)

PTV (66 Gy)

GTV=GTV PET

Meijer, RO 2011

Basado en NÚMEROS

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.

C11-COLINA; F18-COLINA y C11-ACETATO

GTV man1GTV man2GTV 40GTV 50GTV tgGTVsbg

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 recurrenciaspost cirugía o radioterapia

Voges J.1997; Nuutinen J. 2000

Recidiva de GBM 6 mesos post-RDT+TMZ

Sm 9 vs 5 meses (p 0,03) Sm 11 vs 6 meses (p 0,008)

M1 SNC

Si añadimos 2 mm de margen al GTV-RNM aumentaría la correspondencia con GTV -PET

MENINGIOMA

TC/RNM

MET-PET

MENINGIOMA

TC hueso

MET-PET

RNM T1

HipoxiaAGUDA: PERFUSIÓN CRÓNICA: DIFUSIÓN

Overgaard J. Sem Radiat Oncol 1996

F18-fluoromisonidazol (FMISO), FAZA, Cu-ATSM

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 hipóxico105 Gy en GTV hipóxico

Es posible escalar la dosis hasta 84-105 Gy sinsuperar los límites de dosis en órganos de riesgo

GTV 70 Gy

GTVh 84 Gy

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

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-CTumorGTVh

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-PETdía1: FMISO-PETdía 4: FMISO-PET

Análisis voxel por voxel:voxel T/S ≥ 1,2 en ambos FMISO- PET:

Hipoxia Crónicavoxel T/S < 1,2 en ambos FMISO-PET:

Normoxiavoxel 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….

La ganancia en TCP con dosis moderadas deboost depende de la composición del volumenhipóxico

En tumores con alto componente de hipoxiageométricamente estable el TCP aumentamucho con incrementos moderados de dosis enel volumen hipóxico.

El beneficio del boost es limitado paratumores en los que la hipoxia esfundamentalmente aguda (GTH), pero si > 10-25% del volumen hipóxico esgeométricamente estable, el beneficio delboost no es despreciable.

1 Gy

0.4 Gy0.2 Gy

La dependencia del TCP de lafracción sobredosificada en elboost es lineal.

Beneficio en TCP aunque no se incluya toda la fracción hipóxica en el boost

24%14%

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.

3- Se desconoce la dosis necesaria para revertir la hipoxia. Resultados basados en modelos biológicos.

4- Criterio para definir volumen hipóxico; márgenes al GTV hipóxico?

Problemas por resolver….

ENSAYO FASE I/II DE ESCALADA DE DOSIS DE RADIOTERAPIASOBRE 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/ día2º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 83,09 Gy a 2,13 Gy/ día3º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 89,70 Gy a 2,30 Gy/ día4º 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

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 laresistencia tumoral a la radio y quimioterapia. La FMISO-PET/TC, es un método no invasivo que permite localizar lasáreas más hipóxicas del tumor.

El aumento selectivo de la dosis de radiación sobre estasáreas hipóxicas permitirá mejorar los resultados con menorrepercusión sobre la toxicidad

OBJETIVOS

Determinar la dosis máxima tolerada (DMT), que sepuede administrar en pacientes con cáncer de pulmóncandidatos a tratamiento radical con quimio y radioterapia,escalando la dosis sobre las regiones hipóxicas del tumordefinidas mediante F18-fluoromisonidazol (FMISO)-PET.

Una vez definida la dosis máxima tolerada, sedeterminará la eficacia de dicha dosis (tasa derespuestas).

Use the voxel