Radiation exposure in the environment of patients after application of radiopharmaceuticals

Summary

Aim: After application of radiopharmaceuticals the patient becomes a radioactive source which leads to radiation exposure in the proximity. The photon dose rates after administration of different radiopharmaceuticals used in diagnostic nuclear medicine were measured at several distances and different time intervals. These data are of importance for estimating the exposure of technologists and members of the public. Patients, method: In this study dose rates were measured for 67 patients after application of the following radiopharmaceuticals: ^99mTc-HDP as well as ^99mTcpertechnetate, ¹⁸F-fluorodeoxyglucose, ¹¹¹In-Octreotid and Zevalin® and ¹²³I-mIBG in addition to ¹²³I-NaI. The dose rates were measured immediately following application at six different distances to the patient. After two hours the measurements were repeated and – whenever possible – after 24 hours and seven days. Results: Immediately following application the highest dose rates were below 1 mSv / h: with a maximum at 780 μSv/h for ¹⁸F (370 MBq), 250 μSv/h for ^99mTc (700 MBq), 150 μSv/h for ¹¹¹In (185 MBq) and 132 μSv/ h for ¹²³I (370 MBq). At a distance of 0.5 m the values decrease significantly by an order of magnitude. Two hours after application the values are diminished to 1/3 (^99mTc, ¹⁸F), to nearly ½ (¹²³I) but remain in the same order of magnitude for the longer-lived ¹¹¹In radiopharmaceuticals. Conclusion: For greater distances the doses remain below the limits outlined in the national legislation.

Zusammenfassung

Ziel: Die Anwendung radioaktiver Substanzen am Menschen ist mit einer Strahlenexposition in der Umgebung des Patienten verbunden. Die Arbeit gibt anhand eigener Messungen einen breiten Überblick der auftretenden Photonendosisleistungen in Abhängigkeit von Radiopharmakon, Zeitpunkt und Abstand. Die Daten sind für beruflich exponierte, helfende sowie sonstige Personen von Bedeutung. Patienten, Methode: Zur Messung der Dosisleistungen wurden 67 Patienten herangezogen, denen folgende Radiopharmaka verabreicht wurden: ^99mTc-HDP sowie ^99mTc-Pertechnetat, ¹⁸F-Fluordeoxyglucose, ¹¹¹In-Octreotid und ¹¹¹In-Zevalin® sowie ¹²³I-mIBG und ¹²³I-NaI. Messungen erfolgten direkt nach Applikation in sechs verschiedenen Abständen. Nach zwei Stunden wurden die Messungen am selben Patienten erstmals wiederholt sowie nach Möglichkeit 24 Stunden und 7 Tage nach Applikation. Ergebnis: Unmittelbar nach Applikation liegen die maximalen Dosisleistungen direkt am Patienten gemessen in jedem Fall unterhalb von 1 mSv/h: maximal 780 μSv/h bei ¹⁸F (370 MBq), 250 μSv/h bei ^99mTc (700 MBq), 150 μSv/h bei ¹¹¹In (185 MBq) und 132 μSv/h bei ¹²³I (370 MBq). Bereits in einem halben Meter Abstand fallen die Dosisleistungen deutlich auf fast 1/10 des direkt am Patienten gemessenen Wertes ab. Zwei Stunden nach Applikation liegen die Dosisleistungen bei einem Drittel der Ausgangswerte (^99mTc, ¹⁸F), bzw. bei etwas mehr als der Hälfte (¹²³I). Im Falle der Indium-Radiopharmaka fallen die Dosisleistungen aufgrund der längeren physikalischen Halbwertszeiten nur wenig ab. Schlussfolgerungen: Bei größeren Abständen werden die Grenzwerte der Strahlenschutzverordnung für beruflich strahlenexponierte Personen und die Bevölkerung praktisch nicht erreicht.

Keywords

Radiation protection - radiation exposure - dose rate - dosimetry - radiopharmaceuticals

Schlüsselwörter

Strahlenschutz - Strahlenexposition - Dosisleistung - Dosimetrie - Radiopharmaka

• Literatur

• 1 Benatar NA, Cronin BF, O'Doherty MJ. Radiation dose rates from patients undergoing PET: implications for technologists and waiting areas. Eur J Nucl Med 2000; 27: 583-589.
• 2 Chiesa C, De Sanctis V, Crippa F. et al. Radiation dose to technicians per nuclear medicine procedure: comparison between technetium-99m, gallium-67, and iodine-131 radiotracers and fluorine-18 fluorodeoxyglucose. Eur J Nucl Med 1997; 24: 1380-1389.
• 3 Delacroix D, Guerre JP, Leblanc P. et al. Radionuclide and radiation protection data handbook. Radiat Prot Dosimetry. 2002; 98: 9-168.
• 4 Dietlein M, Dressler J, Eschner W. et al. Procedure Guideline for radioiodine test (version 3). Nuklearmedizin 2007; 46: 198-202.
• 5 Dietlein M, Dressler J, Eschner W. et al. Procedure Guideline for thyroid scintigraphy (version 3). Nuklearmedizin 2007; 5 46 203-205.
• 6 Dörschel B, Schuricht V, Steuer J. Praktische Strahlenschutzphysik. Heidelberg: Spektrum; 1992
• 7 Ewen K, Holte M. Die neue Strahlenschutzverordnung-Praxiskommentar. München, Unterschleiϟheim: Wolters Kluwer Deutschland, Deutscher Wirtschaftsdienst. 2003
• 8 Gesetz über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren (Atomgesetz AtG) BGBl 1 1959 vom 23. Dezember 1959: 814.
• 9 Greaves CD, Tindale WB. Dose rate measurements from radiopharmaceuticals: implications for nuclear medicine staff and for children with radioactive parents. Nucl Med Commun 1999; 20: 179-187.
• 10 Harding LK, Al-Haider Z, Clarke EA, Thomson WH. Radiation exposure to Nuclear Medicine staff. Nuklearmedizin. 1987 23. (Suppl) 382.
• 11 Harding LK, Bossuyt A, Pellet S. et al. Radiation doses to those accompanying nuclear medicine department patients: a waiting room survey. Eur J Nucl Med 1994; 21: 1223-1226.
• 12 International commission on radiological protection. Conversion coefficients for use in radiological protection against external radiation, ICRP 74, Annals of the ICRP. 26. (3/4)
• 13 Krause BJ, Beyer T, Bockisch A. et al. FDG-PET/ CT in oncology. Nuklearmedizin 2007; 46: 291-301.
• 14 Kurtaran A, Preitfellner J, Kohoutek D. et al. Strahlenexposition in der Umgebung von Patienten nach 201Tl-Myokardszintigraphie. Nuklearmedizin 1997; 36: 29-31.
• 15 Kurtaran A, Preitfellner J, Schaffarich P. et al. Radiation doses deriving from patients undergoing ¹¹¹In-DTPA-D-Phe-1-octreotide scintigraphy. Eur J Nucl Med 1997; 24: 1298-1300.
• 16 Kurtaran A, Preitfellner J, Schaffarich P. et al. Wie hoch ist die Strahlenexposition in der Umgebung der Patienten nach Applikation von ^99mTc-Sestamibi?. Nuklearmedizin 1997; 36: 202-204.
• 17 Mountford PJ. Estimation of close contact doses to young infants from surface dose rates on radioactive adults. Nucl Med Commun 1987; 8: 857-863.
• 18 Mountford PJ, O'Doherty MJ, Forge NI. et al. Radiation dose rates from adult patients undergoing nuclear medicine investigations. Nucl Med Commun 1991; 12: 767-777.
• 19 Ofluoglu S, Preitfellner J, Fueger BJ. et al. Radiation exposure around patients after administration of ¹²³I-MIBG. Nuklearmedizin 2002; 41: 221-223.
• 20 Patel R, Berehoudougou D, Rahman ML. et al. Radiation protection implications in 68Ga-DOTA-TOC PET imaging. Nucl Med Commun 2006; 27 A16 264-265.
• 21 Preitfellner J, Kurtaran A, Havlik E. Strahlenexposition in der Umgebung von Patienten nach Gabe von ^99mTc-DPD. Nuklearmedizin 1995; 34: 151-155.
• 22 Preitfellner J, Pirich C, John P. et al. Radiation doses deriving frompatients treated with 166Ho-ferric hydroxide. Nuklearmedizin 2003; 43: 251-254.
• 23 Schicha H, Schober O. (Hrsg). Nuklearmedizin Basiswissen und klinische Anwendungen. 5. Aufl. Stuttgart: Schattauer; 2003: 110.
• 24 Schicha H, Schober O. (Hrsg) Nuklearmedizin Basiswissen und klinische Anwendungen. 6. Aufl. Stuttgart: Schattauer; 2007: 123.
• 25 Schlegel W, Bille J. (Hrsg) Medizinische Physik 2 Medizinische Strahlenphysik. Berlin, Heidelberg: Springer; 2002: 116.
• 26 Schürnbrand P, Schicha H, Thal H, Emrich D. External radiation exposure of personel working with ^99mTechnetium. Eur J Nucl Med 1982; 7: 237-239.
• 27 Smart R. Task-specific monitoring of nuclearmedicine technologists' radiation exposure. Radiat Prot Dosimetry 2004; 109: 201-209.
• 28 SSK. Strahlenexposition von Personen durch nuklearmedizinisch untersuchte Patienten. Empfehlung der Strahlenschutzkommission. 1998
• 29 SSK. Berechnungsgrundlage für die Ermittlung von Körperdosen bei äuϟerer Strahlenexposition, Veröffentlichungen der Strahlenschutzkommission²2006 : Band 43.
• 30 Strahlenschutz in der Medizin. Richtlinienach der Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung StrlSchV), vom 24. Juni 2002, Bundesanzeiger Nr. 207 a vom 07. November 2002
• 31 Stergar H, Bockisch A, Eschman SM. et al. Influence of PET/CT indications on PET scanning frequency and indications. Nuklearmedizin 2007; 46: 57-64.
• 32 Thermo Electron GmbH Erlangen, Strahlen-und Umweltmesstechnik, Betriebsanleitung DB-033-961017 vom 11.10. 1994 und priv. Mitteilung (2007).
• 33 Tschurlovits M, Leitner A, Daverda G. Dose rate constants fornew dose quantities. Radiat Prot Dosimetry 1992; 42: 77-82.
• 34 Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung StrlSchV), BGBl 12001 vom 20.07.2001. 1714.