Tc-MAA SPECT/CTと胸部診断用CTを用いたY-microsphereラジオ塞栓術の肺平均線量の計算と誤差の定量化

Calculation of lung mean dose and quantification of error for Y-microsphere radioembolization using Tc-MAA SPECT/CT and diagnostic chest CT.

• Benjamin Lopez
• Armeen Mahvash
• Marnix G E H Lam
• S Cheenu Kappadath

抄録

目的:

Y線塞栓療法の現在の治療計画では、Tc-マクロ凝集アルブミン（MAA）平面画像から肺シャント率（LSF）を測定し、1kgの肺質量を想定して肺平均線量（LMD）を推定している。しかし、この方法では肺シャント率とLMDを過大評価してしまうため、不必要に線量を制限してしまう可能性がある。本研究では、Tc-MAA SPECT/CTからLSFを、診断用胸部CTから患者固有の肺質量を導出する改良されたLMD計算法を提案した。さらに、提案した方法の精度を推定するために、患者データの輪郭のばらつきに起因する肺質量, LSF, LMDの誤差を調べた。

PURPOSE: Current treatment planning for Y radioembolization estimates lung mean dose (LMD) by measuring the lung shunt fraction (LSF) from Tc-macroaggregated albumin (MAA) planar imaging and assuming a 1-kg lung mass. This methodology, however, overestimates LSF and LMD and could therefore unnecessarily limit the dose to target volume(s). We propose an improved LMD calculation that derives LSF from Tc-MAA SPECT/CT and the patient-specific lung mass from diagnostic chest CT. Furthermore, we investigated the errors in lung mass, LSF, and LMD arising from contour variability in patient data in order to estimate the precision of our proposed methodology.

方法:

我々が提案したLMD（LMD ）の計算は以下の手順で行われた。(a) MAA SPECT/CT肝輪郭から肝数を推定する；(b) MAA SPECT/CT左肺輪郭からの密度（count/g）に診断用CT肺輪郭からの総肺質量（g）を乗算して総肺数を推定する；(c)肝数と肺数からLSFを計算する；(d) LSFと診断用CTからの総肺質量（M）を使用してLMDを計算する；(d) LSFと診断用CTからの総肺質量（M）を使用してLMDを計算する。LMD、LSF、およびMの推定値は、Yガラスマイクロスフィアを使用してラジオ塞栓療法を受けた肝細胞癌を持つ52人の連続した患者における標準モデル値（LMD、LSF、および1kg、それぞれ）と比較した。我々の方法論の精度は、同じ患者集団で肺と肝臓の輪郭を変化させ、肝臓数、肺数、および肺質量測定における結果の相対誤差を計算することによって定量化された。

METHODS: Our proposed LMD (LMD ) calculation consisted of the following steps: (a) estimate liver counts from the MAA SPECT/CT liver contour; (b) estimate total lung counts by multiplying density (counts/g) from the MAA SPECT/CT left-lung contour by the total lung mass (g) from the diagnostic CT lung contours; (c) compute LSF from liver and lung counts; (d) calculate LMD using LSF and the total lung mass from the diagnostic CT (M ). LMD , LSF , and M estimates were compared to standard model values (LMD , LSF , and 1 kg, respectively) in 52 consecutive patients with hepatocellular carcinoma who underwent radioembolization using Y glass microspheres. The precision of our methodology was quantified by varying lung and liver contours in the same patient population and calculating the resulting relative errors in the liver count, lung count, and lung mass measurements.

結果:

M中央値は男性839g（範囲550～1178g）、女性731g（範囲548～869g）であった。LSFの中央値は0.02（範囲：0.01-0.11）、LMDの中央値は4.9Gy（範囲：0.3-25.5Gy）であった。M, LSF, LMDはM, LSF, LMDに比べて有意に低く、それぞれの相対平均値(±SD)の差はMで-20% (±16%)、LSFで-63% (±15%)、LMDで-53% (±23%)であった。M, LSF, LMDの推定1シグマ不確かさは、それぞれ9%、10%、13%であった。

RESULTS: The median M was 839 g (range, 550-1178 g) for men and 731 g (range, 548-869 g) for women. The median LSF was 0.02 (range, 0.01-0.11), while the median LMD was 4.9 Gy (range, 0.3-25.5 Gy). M , LSF , and LMD were significantly lower than M , LSF , and LMD , with respective relative mean (±SD) differences of -20% (±16%) for M , -63% (±15%) for LSF , and -53% (±23%) for LMD . The estimated 1-sigma uncertainties in M , LSF , and LMD were 9%, 10%, and 13%, respectively.

結論:

我々は、日常的に利用可能な診断胸部CTとTc-MAA SPECT/CTを使用して肺質量とLSFを計算する方法を導き出した。さらに重要なことに、我々は、推定肺線量（13％）の精度を確立するために、我々の測定値の誤差を体系的に定量化した。提案された方法論は、より正確なLMDとその精度の推定値を提供しており、これによりY線塞栓療法の治療計画と再治療計画が改善されると考えられる。

CONCLUSIONS: We derived a method to calculate lung mass and LSF using routinely available diagnostic chest CT and Tc-MAA SPECT/CT. More importantly, we systematically quantified the errors in our measurements to establish the precision of the estimated lung dose (13%). The proposed methodology provides a more accurate LMD and an estimate of its precision, which will improve treatment and retreatment planning for Y radioembolizations.

© 2019 American Association of Physicists in Medicine.