Puesta apunto de la irradiación, control de la calidad radionucleídica y comportamiento de fantomas de microesferas de 32P para radioembolización
El carcinoma hepatocelular (HCC) es uno de los principales factores de incidencia y mortalidad entre los cánceres de hígado, provocando anualmente más de medio millón de fallecidos a nivel mundial. La radioterapia intra-arterial selectiva (SIRT) utilizando microesferas (ME) con radioisótopos emisore...
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2021
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Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1023/1/1Bruhlmann.pdf |
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Medicina nuclear Radiofarmacia Irradiation Irradiación Phantoms Neutron activation analysis Análisis por activación neutrónica [Hepatocellular carcinoma Hepatocarcinoma Fantoma] Brühlmann, Santiago A. Puesta apunto de la irradiación, control de la calidad radionucleídica y comportamiento de fantomas de microesferas de 32P para radioembolización |
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El carcinoma hepatocelular (HCC) es uno de los principales factores de incidencia y mortalidad entre los cánceres de hígado, provocando anualmente más de medio millón de fallecidos a nivel mundial. La radioterapia intra-arterial selectiva (SIRT) utilizando microesferas (ME) con radioisótopos emisores β- puros puede obtener efectos paliativos en los pacientes y extender la esperanza de vida de los mismos. Asimismo, ME vítreas cargadas con el radioisótopo ³²P, ofrecen una alternativa a los tratamientos con ME de ⁹⁰Y, que actualmente se importan de Canadá y Australia a altos costos.
En este trabajo se presentan las pruebas y cálculos preliminares de irradiación para obtener ³²P a partir del isótopo estable ³¹P en una matriz vítrea, utilizando para ello el reactor nuclear RA-6. Los cálculos se realizaron considerando la activación neutrónica del ³¹P en la caja de irradiación I del RA-6, la cual posee un flujo térmico integrado de aproximadamente 1,4 .10¹³cm⁻²s⁻¹ y uno epidérmico de 8 . 10¹¹cm⁻²s⁻¹. Para una composición vítrea tipo PASM (42P₂O₅-4SiO₂-10Al₂O₃-44MgO) el estudio de las tasas de reacción para la captura radiativa y posterior decaimiento indican que es suficiente con un tiempo de irradiación de 24 horas y uno de decaimiento de 72 horas. Las actividades y dosis por ME aplicadas a 1kg de tejido, con ME de 60μm de diámetro de ³²P en matriz PASM resultan en 73Bq/ME y 14,4μGy/ME. En comparación, las dosis de ME comerciales de ⁹⁰Y corresponden a 2,5μGy/ME para las ME de resina Sir-Spheres y a 175μGy/ME para las ME vítreas Therasphere. Luego, la estimación de la dosis administrada por estas ME se llevó a cabo utilizando el método multicompartimento en hígado. Por otro lado, se realizaron simulaciones Monte Carlo con la plataforma GATE, para evaluar la calidad de imagen obtenida a partir de los fotones de Bremsstrahlung del ³²P con diferentes parámetros de adquisición. A su vez, se simulo la adquisición de imágenes de ⁹⁹mTc, que fueron luego comparadas con imágenes adquiridas en el equipo SPECT/CT de INTECNUS, en un Fantoma antropomórco de hígado diseñado y fabricado, mediante impresión 3D. |
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I25-R131-10232022-04-27T18:39:38Z Puesta apunto de la irradiación, control de la calidad radionucleídica y comportamiento de fantomas de microesferas de 32P para radioembolización Fine-tuning of irradiation, control of radionuclide quality and behavior in phantoms of 32P radioembolization microspheres Brühlmann, Santiago A. Medicina nuclear Radiofarmacia Irradiation Irradiación Phantoms Neutron activation analysis Análisis por activación neutrónica [Hepatocellular carcinoma Hepatocarcinoma Fantoma] El carcinoma hepatocelular (HCC) es uno de los principales factores de incidencia y mortalidad entre los cánceres de hígado, provocando anualmente más de medio millón de fallecidos a nivel mundial. La radioterapia intra-arterial selectiva (SIRT) utilizando microesferas (ME) con radioisótopos emisores β- puros puede obtener efectos paliativos en los pacientes y extender la esperanza de vida de los mismos. Asimismo, ME vítreas cargadas con el radioisótopo ³²P, ofrecen una alternativa a los tratamientos con ME de ⁹⁰Y, que actualmente se importan de Canadá y Australia a altos costos. En este trabajo se presentan las pruebas y cálculos preliminares de irradiación para obtener ³²P a partir del isótopo estable ³¹P en una matriz vítrea, utilizando para ello el reactor nuclear RA-6. Los cálculos se realizaron considerando la activación neutrónica del ³¹P en la caja de irradiación I del RA-6, la cual posee un flujo térmico integrado de aproximadamente 1,4 .10¹³cm⁻²s⁻¹ y uno epidérmico de 8 . 10¹¹cm⁻²s⁻¹. Para una composición vítrea tipo PASM (42P₂O₅-4SiO₂-10Al₂O₃-44MgO) el estudio de las tasas de reacción para la captura radiativa y posterior decaimiento indican que es suficiente con un tiempo de irradiación de 24 horas y uno de decaimiento de 72 horas. Las actividades y dosis por ME aplicadas a 1kg de tejido, con ME de 60μm de diámetro de ³²P en matriz PASM resultan en 73Bq/ME y 14,4μGy/ME. En comparación, las dosis de ME comerciales de ⁹⁰Y corresponden a 2,5μGy/ME para las ME de resina Sir-Spheres y a 175μGy/ME para las ME vítreas Therasphere. Luego, la estimación de la dosis administrada por estas ME se llevó a cabo utilizando el método multicompartimento en hígado. Por otro lado, se realizaron simulaciones Monte Carlo con la plataforma GATE, para evaluar la calidad de imagen obtenida a partir de los fotones de Bremsstrahlung del ³²P con diferentes parámetros de adquisición. A su vez, se simulo la adquisición de imágenes de ⁹⁹mTc, que fueron luego comparadas con imágenes adquiridas en el equipo SPECT/CT de INTECNUS, en un Fantoma antropomórco de hígado diseñado y fabricado, mediante impresión 3D. Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the main incidence and mortality factors among liver cancer, causing annually more than half a million deaths worldwide. Selective internal radiation therapy (SIRT) using pure β- emitting radioisotopes microspheres (MS) are used in palliative treatment of patients, extending their life expectancy. Likewise, vitreous MS loaded with the ³²P radioisotope, offer an alternative to ⁹⁰Y MS treatments, which are currently imported from Canada and Australia at high prices. In this project, preliminary irradiation tests and calculations are presented to obtain ³²P from the stable isotope ³¹P in a vitreous matrix, using the RA-6 nuclear reactor. Computation were carried out considering the neutron activation of ³¹P in the irradiation box I of the RA-6, which has an integrated thermal flux of approximately 1,4.10¹³cm⁻²s⁻¹ and an epithermal flux of 8 . 10¹¹cm⁻²s⁻¹. For a PASM-type vitreous composition (42P₂O₅-4SiO₂-10Al₂O₃-44MgO) the study of the reaction rates for neutronic capture and subsequent decay indicates that an irradiation time of 24 hours and a decay time of 72 hours is enough to achieve an acceptable activity of ³²P. The activities and doses per MS applied to 1kg of tissue, with 60μm diameter MS of ³²P in PASM matrix result in 73Bq/MS and 14.4μGy/MS. In comparison, the commercial MS doses for 90Y correspond to 2.5μGy/MS for Sir-Spheres (resin MS) and 175μGy/MS for Therasphere (vitreous MS). Then, the estimation of the dose administered by these ³²P MS was carried out using the multi-compartment method in liver. On the other hand, Monte Carlo simulations with the GATE platform were used to evaluate the image quality obtained from the Bremsstrahlung photons of ³²P applying different acquisition parameters. As well, ⁹⁹mTc imaging was simulated, comparing simulated images with the acquired ones, obtained by INTECNUS SPECT/CT equipment, using a anthropomorphic liver phantom, which was designed and manufactured with a 3D printing for this purpose, allowing this the validation of the simulation tool. 2021-10-01 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1023/1/1Bruhlmann.pdf es Brühlmann, Santiago A. (2021) Puesta apunto de la irradiación, control de la calidad radionucleídica y comportamiento de fantomas de microesferas de 32P para radioembolización / Fine-tuning of irradiation, control of radionuclide quality and behavior in phantoms of 32P radioembolization microspheres. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1023/ |