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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
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Hintergrund
– Warum SIRT ?
Wirkprinzip
– Anatomie
Patientenauswahl
– Voraussetzungen
– Vorbereitende Untersuchungen
Studienlage
– Ergebnisse
– Mögliche Komplikationen
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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 ?!
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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
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Hintergrund
Resektion Resektion Resektion
RF Ablation
LiTT
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Hintergrund
Fortgeschrittene, aber auf
die Leber beschränkte
Erkrankung
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Hintergrund
Chemotherapie nicht mehr erfolgreich
Ionisierende Strahlung hoch effektiv, um Tumorzellen zu zerstören
Leberparenchym sensibler als Tumorzellen
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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
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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
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Anforderungen
selektive Applikation des Strahlers – hohe Strahlendosis am Tumor
Strahlenquelle - Strahlendosis – Strahler
Leberparenchym muss geschont werden – Leberfunktion !
Nachbarstrukturen (!) – Keine oder kaum Strahlung
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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
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Physik
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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
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Tochterkern
Zirkonium90
Mutterkern
Yttrium90
Yttrium89
n-Bombardierung
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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
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Strahlenquelle
X 1000
Ø 20 – 60 Mikrometer
Ca. 50 Bq pro Partikel
Ca. 40 – 80 Millionen Partikel
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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
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Y90 Handling
Y90 Sphären
– CE Zertifizierung seit 2002
– Medizinprodukt – Implantat
Umgangsgenehmigung notwendig
– Nuklearmedizin, Strahlentherapie
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Y90 Handling
Strahlenschutzmaßnahmen
– Personen:
• d2-Gesetz
• Acrylglass-Abschirmung
– Angio-raum:
• Zulassung zur Anwendung
• Dekontaminationsmaßnahmen (Abkleben)
– Patient
• keine besonderen Maßnahmen
• Mind. 48 Stunden auf Therapiestation
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Anatomie
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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
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Mamma – Karzinom – diffuse Lebermetastasen
Arterielle
Versorgung ??
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Anatomie
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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
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Courtesy of A. Kennedy, MD
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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
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100 Gy Dose Volume 1000 Gy Dose Volume
3-d Micro-Dosimetry in Explanted
Livers
Kennedy A. Personal Communication.
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Dosimetrie
![Page 29: SIRT: Anforderungen aus medizinischer Sicht · Hintergrund – Warum SIRT ? Wirkprinzip – Anatomie Patientenauswahl – Voraussetzungen – Vorbereitende Untersuchungen Studienlage](https://reader030.vdokument.com/reader030/viewer/2022040700/5d53c39f88c993b6218babbb/html5/thumbnails/29.jpg)
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
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Dosimetrie
Kalkulation des hepatopulmonalen Shunts aus dem Tc MAA -
Szintigramm
Empirische Dosisbestimmung
![Page 31: SIRT: Anforderungen aus medizinischer Sicht · Hintergrund – Warum SIRT ? Wirkprinzip – Anatomie Patientenauswahl – Voraussetzungen – Vorbereitende Untersuchungen Studienlage](https://reader030.vdokument.com/reader030/viewer/2022040700/5d53c39f88c993b6218babbb/html5/thumbnails/31.jpg)
Dosimetrie
Kalkulation des Verhältnisses Tumor / Leber
Empirische Dosisbestimmung
![Page 32: SIRT: Anforderungen aus medizinischer Sicht · Hintergrund – Warum SIRT ? Wirkprinzip – Anatomie Patientenauswahl – Voraussetzungen – Vorbereitende Untersuchungen Studienlage](https://reader030.vdokument.com/reader030/viewer/2022040700/5d53c39f88c993b6218babbb/html5/thumbnails/32.jpg)
Empirische
Dosisbestimmung
Murthy R et al., Radiographics (2005);25:S41-S55
![Page 33: SIRT: Anforderungen aus medizinischer Sicht · Hintergrund – Warum SIRT ? Wirkprinzip – Anatomie Patientenauswahl – Voraussetzungen – Vorbereitende Untersuchungen Studienlage](https://reader030.vdokument.com/reader030/viewer/2022040700/5d53c39f88c993b6218babbb/html5/thumbnails/33.jpg)
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.
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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
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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.
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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
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Beispiel
![Page 38: SIRT: Anforderungen aus medizinischer Sicht · Hintergrund – Warum SIRT ? Wirkprinzip – Anatomie Patientenauswahl – Voraussetzungen – Vorbereitende Untersuchungen Studienlage](https://reader030.vdokument.com/reader030/viewer/2022040700/5d53c39f88c993b6218babbb/html5/thumbnails/38.jpg)
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
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MRT
vor RE
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PS *1966
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PS *1966
Katheterpositionierung für die Tc – MAA Angio
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PS *1966
Szintigraphie – Verteilungsmuster Leber – Lunge
Shuntvolumen unter 10 %
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Durchführung - Y90-
Applikation
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Y90 Handling
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SIRT - Prozedur
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MRT
4m nach RE
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9m nach RE
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Komplikationen
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Komplikationen
Coiling der A. gastroduodenalis – Durchführung der Behandlung
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Komplikationen
Keine ungewöhnlichen Gefäße (?)
Technetiumangiographie unauffällig
2 Wochen später:
– schwere Magenbeschwerden und Erbrechen
– Gastroskopie
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Komplikationen
Mehrere Magengeschwüre
Mehrere Wochen Therapie - Ausheilung
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Ulzeration In Arteriole
In Kapillare Courtesy
PD Dr. S. Ihrler
Pathologie, LMU
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Komplikationen
Aberrantes Gefäß – wurde übersehen
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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