Radiation exposure of patients undergoing nuclear medicine procedures in Germany between 1996 and 2000

Summary:

The aim of this study was to estimate both the frequency and effective dose of nuclear medicine procedures performed in Germany between 1996 and 2000 for different subgroups of patients. Methods: Electronically archived data from 14 hospitals and 10 private practices were restored and statistically analyzed. The effective dose per examination was calculated according to ICRP publication 80 using the tissue weighting factors given in ICRP publication 60. Based on the data collected, statistical parameters were computed to characterize the frequency and effective dose of the various nuclear medicine procedures. Results: In total, 604,771 nuclear medicine procedures performed in 433,709 patients were analyzed. On average, 1.4 examinations were carried out per patient and year. The median effective dose was 1.7 [5.-95. percentile; mean: 0.4–8.5; 2.9] mSv per examination and 2.3 [0.5–11.2; 3.5] mSv per patient. Interestingly, the mean effective dose per examination, but not the number of examinations per year increased with the age of the patients. Most frequent were examinations of the thyroid (36.7%), the skeleton (27.1%) and the cardiovascular system (11.1%), which were associated with a median effective dose of 0.5 [0.5–1.1; 0.7] mSv, 3.4 [2.9–5.1; 3.6] mSv and 7.3 [3.2–21.0; 9.5] mSv, respectively. Over the five-year period examined, the total annual number of PET procedures (222.3%) as well as of examinations of thyroid (24.5%), skeleton (17.9%), and the cardiovascular system (14.9%) increased markedly, whereas a decrease was observed for brain (-39.3%), lung (-20.2%) and renal (-15.0%) scans. Conclusion: The age- and gender-specific data presented in this study provide detailed public health information on both the current status and recent trends in the practice of diagnostic nuclear medicine examinations.

Zusammenfassung:

Ziel: Erfassung der Anzahl nuklearmedizinischer Untersuchungen in der BRD zwischen 1996 und 2000 und Abschätzung der effektiven Dosen für verschiedene Patientensubgruppen. Methoden: Elektronisch archivierte Patientendaten wurden aus den EDV-Systemen von 14 Kliniken und 10 Praxen extrahiert und statistisch ausgewertet. Die effektiven Dosen für die einzelnen Untersuchungen wurden gemäß der ICRP-Publikation 80 unter Berücksichtigung der Gewebewichtungsfaktoren aus der ICRP-Publikation 60 berechnet. Die auf dieser Gundlage gesammelten Daten wurden in Hinblick auf Untersuchungshäufigkeiten und effektive Dosen statistisch ausgewertet. Ergebnisse: Insgesamt gingen 604.771 nuklearmedizinische Untersuchungen an 433.709 Patienten in die Auswertungen ein. Im Mittel erhielt jeder Patient 1,4 Untersuchungen pro Jahr. Die mediane effektive Dosis errechnete sich zu 1,7 [5.-95. Perzentile; Mittelwert: 0,4–8,5; 2,9] mSv pro Untersuchung und zu 2,3 [0,5–11,2; 3,5] mSv pro Patient. Die mediane effektive Dosis pro Untersuchung, nicht aber die Anzahl der Untersuchungen pro Jahr nahm mit dem Alter der Patienten zu. Die häufigsten Untersuchungen waren Schilddrüsen- (36,7%) und Skelettszintigraphien (27,1%) gefolgt von Untersuchungen des Herzens (11,1%), welche mit medianen effektiven Dosen von 0,5 [0,5–1,1; 0,7] mSv, 3,4 [2,9–5,1; 3,6] mSv bzw. 7,3 [3,2–21,0; 9,5] mSv einhergingen. Im untersuchten 5-Jahres-Zeitraum nahm die Anzahl an PET (222,3%), Schilddrüsenszintigraphien (24,5%), Skelettszintigraphien (17,9%) und Untersuchungen des Herzens (14,9%) zu, wohingegen für Szintigraphien des Gehirns (-39,3%), der Lunge (-20,2%) und der Nieren (-15,0%) ein Rückgang registriert wurde. Schlussfolgerung: Die alters- und geschlechtsspezifischen Daten dieser Studie liefern detailierte Informationen über Anzahl und effektive Dosen nuklearmedizinischer Untersuchungen in der BRD zwischen 1996 und 2000 und leisten dadurch einen wichtigen Beitrag zur Optimierung der Strahlenhygiene in der Nuklearmedizin.

Key words:

Radiation exposure - applications - radiopharmaceuticals - effective dose

Schlüsselwörter:

Strahlenbelastung - Applikationen - Radiopharmaka - effektive Dosis

• References

• 1 Council Directive 97/43/EURATOM on Health Protection of Individuals Against the Dangers of Ionizing Radiation in Relation to Medical Exposure and for Annihilation of Directive 84/466/EURATOM. European Commission: 22.
• 2 International Commission on Radiological Protection: Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals (incl. Addendum 1), Publication No. 53. Oxford: Pergamon Press; 1988
• 3 Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission 1990. Stuttgart: International Commission on Radiological Protection; 1993
• 4 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 1993 Report to the General Assembly. New York: United Nations; 1993
• 5 International Commission on Radiological Protection: Age-dependent Doses to the Members of the Public from Intake of Radionuclides, Publication 72. Oxford: Pergamon Press; 1996
• 6 International Commission on Radiological Protection: Radiation dose to Patients from Radiopharmaceuticals. Oxford: Pergamon Press; 1999
• 7 Agard ET. Healthful radiation. Health Phys 1997; 72: 97-9.
• 8 Bares R. Guidelines for bone scintigraphy. Nuklearmedizin 1999; 38: 251-3.
• 9 Becker W. Guidelines for technetium-99m antigranulocyte scintigraphy in inflammatory or infectious diseases. Nuklearmedizin 1999; 38: 249-50.
• 10 Brix G, Nosske D, Glatting G. et al. A survey of PET activity in Germany during 1999. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2002; 29: 1091-7.
• 11 Bundesamt S. Statistical Yearbook 2000 for the Federal Republic of Germany. Metzler Poeschel 2000
• 12 Charles M. UNSCEAR report 2000: sources and effects of ionizing radiation. United Nations Scientific Comittee on the Effects of Atomic Radiation. J Radiol Prot 2001; 21: 83-6.
• 13 Dietlein M, Dressler J, Eschner W. et al. Procedure guideline for thyroid scintigraphy (version 2). Nuklearmedizin 2003; 42: 120-2.
• 14 Kaul A, Bauer B, Bernhardt J. et al. Effective doses to members of the public from the diagnostic application of ionizing radiation in Germany. Eur Radiol 1997; 7: 1127-32.
• 15 Kleinhans E. [Guidelines for equilibrium radionuclide ventriculography. Nuklearmedizin 1999; 38: 230-2.
• 16 Knapp WH. Guidelines for tumour diagnosis with (F-18)-fluorodeoxyglucose (FDG). Nuklearmedizin 1999; 38: 267-9.
• 17 Knapp WH. Guidelines for myocardial perfusion scintigraphy. Nuklearmedizin 1999; 38: 226-9.
• 18 Lazaridis M, Broday DM, Hov O. et al. Integrated exposure and dose modeling and analysis system. 3. Deposition of inhaled particles in the human respiratory tract. Environ Sci Technol 2001; 35: 3727-34.
• 19 Menzel C. Guidelines for brain perfusion SPECT with technetium-99m radiopharmaceuticals. Nuklearmedizin 1999; 38: 237-9.
• 20 Nosske D, Minkov V, Brix G. Establishment and application of diagnostic reference levels for nuclear medicine procedures in Germany. Nuklearmedizin 2004; 43: 79-84.
• 21 Piepsz A, Hahn K, Roca I. et al. A radiopharmaceuticals schedule for imaging in paediatrics. Paediatric Task Group European Association Nuclear Medicine. Eur J Nucl Med 1990; 17: 127-9.
• 22 Regulla D, Griebel J, Nosske D. et al. Acquisition and assessment of patient exposure in diagnostic radiology and nuclear medicine. Z Med Phys 2003; 13: 127-35.
• 23 Reiners C, Sonnenschein W. Radiation exposure from diagnostic nuclear medicine in Germany 1992 (the former Federal Republic). Nuklearmedizin 1994; 33: 254-62.
• 24 Reiners C. Dosisentwicklung in der nuklearmedizinischen Diagnostik in den Jahren 1989 bis 1999. In: Fischer U. (ed). Strahlenunfälle – Aktuelle Strahlenschutzgesetzgebung – Strahlenexposition für Patienten und Personal. 14. gemeinsame Österreichisch-Deutsche Strahlenschutztagung, 43. Jahrestagung der Vereinigung Deutscher Strahlenschutzärzte e. V. in Velden am Wörthersee, 7. /8. Juni 2002: Haselbach H, Reiners C. 2003: 97-104.
• 25 Schicha H, Wellner U. Benefit/risk considerations in diagnostic nuclear medicine. Nuklearmedizin 1994; 33: 155-66.
• 26 Schnell-Inderst P, Hacker M, Nosske D. et al. Aquisition of age- and sex-dependent patient data for the calculation of annual radiation exposure in nuclear medicine: a German pilot study. Nuklearmedizin 2004; 43: 45-56.
• 27 Schümichen C. Guidelines for lung scintigraphy. Nuklearmedizin 1999; 38: 233-6.
• 28 Smolarz K, Eschner W, Schicha H. Influence of disease prognosis and age on the radiation risk from diagnostic nuclear medicine (bone scintigraphy as an example). Nuklearmedizin 1998; 37: 286-91.
• 29 Stabin MG. Health concerns related to radiation exposure of the female nuclear medicine patient. Environ Health Perspect 1997; 105: 1403-9.
• 30 Stabin MG, Gelfand MJ. Dosimetry of pediatric nuclear medicine procedures. Q J Nucl Med 1998; 42: 93-112.
• 31 Stamm-Meyer A, Noßke D. Häufigkeit diagnostischer nuklearmedizinischer Untersuchungen in Deutschland und die damit verbundene Strahlenexposition. Umweltmedizinischer Informationsdienst 2000; 1: 16-7.
• 32 Tautz M, Ertl S, Deckart H. Radiation exposure from nuclear medical procedures in the former DDR. Nuklearmedizin 1995; 34: 243-7.
• 33 Zajic T, Moser E. Procedure guidelines for dynamic renal scintigraphy. Nuklearmedizin 2004; 43: 177-80.