Dosimetry for 177Lu and 90Y radionuclide therapies through imaging and Monte Carlo simulations

Dosimétrie pour les thérapies par radionucléides 177Lu et 90Y par imagerie et simulations Monte Carlo En médecine nucléaire, la radiothérapie interne vectorisée (RIV) consiste à injecter par intraveineuse un radiopharmaceutique qui va venir se fixer aux cellules tumorales grâce à un vecteur sélectionné selon le type de récepteurs sur-exprimés par ces dernières. Bien qu’efficace, les plans de traitement de ces thérapies sont standardisés alors que des études ont montrées que les doses absorbées (énergie absorbée par unité de masse) par les organes à risque et les tumeurs diffèrent d’un patient à un autre. Afin de pouvoir les personnaliser, il est donc nécessaire d’estimer les doses absorbées et de les corréler aux toxicités et à l’efficacité du traitement. Lors de la désintégration du 177Lu, des photons gamma sont émis et sont détectés à l’aide d’une gamma caméra. Une acquisition TEMP est réalisée afin de connaître la biodistribution 3D du radiopharmaceutique à un instant donné qui est nécessaire pour l’estimation des doses absorbées par les régions d’intérêt. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux aspects quantitatifs et dosimétriques des thérapies au 177Lu et à l’90Y à partir des images TEMP. En RIV, la dosimétrie au 177Lu requière un suivi de la biodistribution du radiopharmaceutique au cours du temps et donc, des acquisitions TEMP post-injection multiples. Cependant, les contraintes cliniques limitent les temps et le nombre d’acquisitions souhaitables. Dans la première contribution, un workflow dosimétrique s’adaptant au nombre d’acquisitions disponibles pour les thérapies au 177Lu-DOTATATE a été proposé comprenant des méthodes de dosimétrie simplifiées qui ont été évaluées par rapport à une méthode de référence (trois acquisitions). La radiothérapie interne sélective (RIS) est un traitement local des lésions hépatiques dans lequel des microsphères d’90Y sont injectées dans l’artère intrahépatique pour détruire les tumeurs. Ce traitement est simulé à l’aide d’une injection de 99mTc associé à des macroaggrégats d’albumine. Une acquisition TEMP est ensuite réalisée puis l’image est reconstruite afin de prédire les doses absorbées et d’adapter l’activité à injecter pour la thérapie. Pendant l’acquisition TEMP, les mouvements respiratoires peuvent impacter l’acquisition mais ne sont pas forcément corrigés au cours de la reconstruction. La seconde contribution a permis d’évaluer l’impact dosimétrique de la correction du mouvement respiratoire dans la reconstruction en comparant les estimations de doses et d’activité à injecter. Récemment, les gamma caméras CZT ont permis de réduire les durées d’acquisition tout en conservant la qualité de l’image. Cependant, elles ne permettent pas toujours d’acquérir les photons de hautes énergies (>200 keV). Dans une troisième contribution, une étude de faisabilité de la quantification au 177Lu (113 keV) a été réalisée sur fantômes et des paramètres de reconstruction optimaux ont été fournis. Ils ont ensuite été utilisés lors d’une étude dosimétrique préliminaire sur patients traités au 177Lu-PSMA.