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AbstractAbstract
[en] Biological Dosimetry allows individual dose assessments based on the effect produced by ionizing radiation on a given biological parameter. The current biological endpoint being scored is chromosomal aberrations, relying on a lymphocytes culture from the patient's blood. The measured yield of chromosome aberrations is referred to a calibration curve obtaining the whole body dose. Different scenarios of overexposure can be taken into account by modifying the calculations leading to the dose estimate. Differentiated Thyroid Carcinoma patients undergo thyroidectomy followed by internal radiotherapy with 131I. The treatment's success entails the delivery of a lethal dose to the tumour within the maximum tolerable dose to a critical organ (blood doses over 2 Gy could lead to bone marrow depression). Currently, there is no established agreement for the selection of radioiodine dosage. Historically, the empiric approach, based on clinical and biochemical data, has been recommended. Nevertheless, this method may not be associated with optimal outcomes. On the other hand, the dosimetric approach attempts to determine the maximum allowable activity to be administered, establishing its biokinetics by a diagnostic 131I study. The methodology may be modified to further individualized treatment, however it requires validation. Biological dosimetry provides an independent measure of radiotherapy effect, as such it might aid in the validation process. Nonetheless, biological dosimetry has traditionally been applied in cases of external and accidental overexposure to ionizing radiation. Accordingly, it is mandatory to assess its value in medical internal incorporations (main objective of the present study). The applied treatment strategy comprises whole body dose assessment by biological and internal dosimetry in order to administer a personalized therapeutic activity. Overall, 20 patients with differentiated thyroid carcinoma were included in the study. For biological dosimetry, two blood samples were taken for each patient: 1) before the diagnostic 131I study (to evaluate the contribution of previous therapeutic doses) and 2) after administration of the therapeutic activity. The dicentric assay and the chromosome painting technique (Fluorescence in situ Hybridization - FISH) were used. The application of different dose-effect calibration curves was examined. The chromosome aberration distribution among cells was analyzed, its relationship to clinical, biochemical and internal dosimetry data was investigated. Dose estimations from pre and post treatment samples were obtained and corrected for past and protracted exposures, respectively. In addition, the dose due to the current treatment was calculated and correlated with the internal dosimetry estimation. The application of biological dosimetry in these cases of internal 131I incorporation is sustained by the results obtained. It is acceptable to use a 60Co calibration curve for dose estimation of patients treated with 131I, there is no need for applying correction factors. Significant deviations from Poisson were observed in chromosome aberration distribution among cells, mainly in patients with multiple or bone metastases and when the time in between radiotherapies was short. On the whole, patients who had suffered deterministic effects did not show evidences of inhomogeneity. The estimated dose values from the samples before radiotherapy support the idea that a three year half life is not enough for decay corrections in the order of months. It is not possible to settle on a single value of half life to apply due to the considerable variations between patients. Realistic adjustments for protracted overexposure dose estimation were achieved when a 6 h exposure time was considered. Correlation between whole body absorbed doses estimated by biological and internal dosimetry was found (p<0,01). Patients who received equal amounts of therapeutic activity show different whole body dose estimations. These variations could be caused by the diversity of biokinetics, anatomy and metastases among them. Consequently, the results back up the application of the dosimetric approach over the empiric method as it aims at a personalized therapy. The biological estimate of the dose takes into account this individual variability, therefore it could guide the tailoring of subsequent treatments, specially to avoid bone marrow depression. The gained experience provides a useful response tool in cases of radioiodine incorporation in occupationally exposed workers and in accidental overexposures. (author)
[es]
La dosimetria biologica cuantifica el efecto producido por las radiaciones ionizantes permitiendo estimar dosis absorbida en el individuo sobreexpuesto. Con este fin se realiza un cultivo de linfocitos del paciente y se cuantifican las aberraciones cromosomicas. La frecuencia de aberraciones cromosomicas observada es referida a una curva de calibracion dosis - respuesta para determinar la dosis a cuerpo entero. Se pueden realizar modificaciones al calculo dosimetrico para tener en cuenta los diferentes escenarios de sobreexposicion. La radioterapia interna con 131I en pacientes con Carcinoma Diferenciado de Tiroides (CaDT) se utiliza dentro del esquema terapeutico como paso posterior a la tiroidectomia. El exito de la terapia consiste en alcanzar una dosis letal en el tejido tumoral, sin exceder la dosis de tolerancia en tejidos sanos (dosis superiores a 2 Gy en medula osea podrian conducir a mielotoxicidad). Actualmente no existe consenso respecto de la actividad optima a administrar. La forma mas extendida de administracion es la prescripcion empirica que considera parametros clinicos y de laboratorio para su determinacion. Sin embargo, la misma no estaria asociada a optimos resultados. Por otro lado, la dosimetria interna permite determinar la maxima actividad segura a administrar a partir de la evaluacion de la biocinetica de una actividad trazadora de 131I. Dicha metodologia puede modificarse incluyendo datos propios del paciente, estas modificaciones requieren una validacion. La dosimetria biologica es una medida independiente del efecto producido por la terapia con 131I por lo que podria aportar evidencias en la validacion de esta metodologia. Sin embargo, la dosimetria biologica tradicionalmente se ha aplicado en casos de sobreexposiciones externas y accidentales por lo que se requiere evaluar su aplicabilidad en casos de incorporacion interna por tratamientos medicos (principal objetivo del presente trabajo). El protocolo de tratamiento aplicado incorpora la evaluacion por dosimetria biologica e interna para estimar dosis a todo el cuerpo a fin de administrar una actividad terapeutica personalizada. Se evaluaron 20 pacientes con CaDT. La dosimetria biologica se efectuo tomando a cada paciente 2 muestras secuenciales de sangre: 1) muestra previa a la administracion de la actividad trazadora (para evaluar la contribucion de las dosis terapeuticas anteriores) y 2) muestra posterior a la administracion de la actividad terapeutica. A estas muestras se les aplicaron el ensayo de dicentricos y la tecnica de Pintado Cromosomico (Hibridacion in situ por Fluorescencia - FISH). Se evaluo la aplicacion de diferentes curvas de calibracion dosis - respuesta. Se estudio la distribucion de las aberraciones cromosomicas en las metafases observadas y se busco su grado de asociacion con diferentes parametros clinicos, bioquimicos y determinados por dosimetria interna. Se realizaron estimaciones de dosis a partir de las muestras pre y post tratamiento realizando correcciones por sobreexposiciones pasadas y prolongadas respectivamente. Adicionalmente se calculo la dosis debida al tratamiento en evaluacion y se correlaciono con las dosis determinadas por dosimetria interna. Los resultados obtenidos apoyan la aplicacion de la dosimetria biologica en este caso de incorporacion interna de 131I. Se concluyo que es aceptable utilizar una curva de calibracion in vitro de 60Co para estimar la dosis de estos pacientes tratados con 131I, sin necesidad de incorporar factores de correccion. La distribucion de las aberraciones cromosomicas en las celulas se desvio de la distribucion de Poisson principalmente en los casos que presentaban metastasis multiples u oseas y donde el tiempo transcurrido entre radioterapias era corto. En general, no se detecto inhomogeneidad en aquellos pacientes que presentaron efectos deterministicos. Los valores de dosis obtenidos para las muestras previas a la terapia apoyarian la idea de que un valor de vida media de 3 anos es insuficiente para correcciones de decaimiento en el orden de los meses. La variabilidad en estos resultados impide determinar un unico valor de vida media a aplicar. Las correcciones debidas a una sobreexposicion prolongada resultaron mas realistas al considerar un tiempo de exposicion de alrededor de 6 h. Las dosis absorbidas a todo el cuerpo estimadas por dosimetria biologica correlacionan con las estimadas por dosimetria interna, p< 0,01. Pacientes que recibieron igual actividad terapeutica muestran distinta estimacion de dosis a todo el cuerpo. Estas variaciones podrian deberse a diferencias biocineticas, anatomicas y metastasis de los pacientes. Estos resultados sustentan la aplicacion de metodos cuantitativos respecto del metodo empirico pues apoyan la personalizacion de la terapia. La estimacion biologica de la dosis tendria en cuenta esta variabilidad individual y podria guiar la modalidad de tratamientos posteriores, en especial con el fin de evitar complicaciones hematologicas. La experiencia adquirida tambien se considera de utilidad para dar respuesta en casos de incorporacion del radioiodo en trabajadores ocupacionalmente expuestos o en sobreexposiciones accidentales. (autor)Original Title
Estudio de la dosimetria biologica en pacientes con carcinoma diferenciado de tiroides tratados con 131I
Primary Subject
Source
Nov 2008; 132 p; 59 refs., 17 tabs., 14 figs, IV app.; Tesis (Lic.)
Record Type
Miscellaneous
Report Number
Country of publication
ANIMAL TISSUES, BETA DECAY RADIOISOTOPES, BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES, BIOTECHNOLOGY, BODY, DAYS LIVING RADIOISOTOPES, DISEASES, DOSES, DOSIMETRY, ENDOCRINE GLANDS, GENETIC ENGINEERING, GLANDS, HEMATOPOIETIC SYSTEM, INTERMEDIATE MASS NUCLEI, IODINE ISOTOPES, ISOTOPES, MEDICINE, MUTATIONS, NEOPLASMS, NUCLEAR MEDICINE, NUCLEI, NUCLEIC ACID HYBRIDIZATION, ODD-EVEN NUCLEI, ORGANS, RADIOISOTOPES, RADIOLOGY, SURGERY, THERAPY
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