Stralingsbelasting van patienten bij schildklierscintigrafie met
123I, 131I en 99mTc
Citation for published version (APA):
Huyskens, C. J. (1979). Stralingsbelasting van patienten bij schildklierscintigrafie met 123I, 131I en 99mTc. (Technische Hogeschool Eindhoven. Stralingsbeschermingsdienst rapport; Vol. 1708). Technische Hogeschool Eindhoven.
Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1979 Document Version:
Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record Please check the document version of this publication:
• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.
• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.
• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.
Link to publication
General rights
Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.
If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:
www.tue.nl/taverne Take down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl
providing details and we will investigate your claim.
STRALINGSBELASTING VAN PATIENTEN BIJ SCHILDKLIERSCINTIGRAFIE MBT 1231, 131
r
EN 99mTc.Ir. chr.J. Huyskens, Stralingsbeschermingsdienst, Technische Hogeschool Eindhoven
Inleiding
Reeds snel na de eerste toepassingen in schildklierscintigrafie is vast komen staan dat 123r een uitstekende vervanging zou kunnen betekenen voor 131r.
De fysische eigenschappen van 123I maken het ideaal geschikt voor toepassing in de nucleaire geneeskundige diagnostiek. De halfwaardetijd van 13,3 uur, samen met de verhoudingsgewijs lage gamma-energie en de afwezigheid van betastraling resulteren in een aanzienlijke beperking van de stralingsbelasting van de patient. Bovendien is de uitgezonden gamma-energie van 159 keV bij uitstek geschikt voor de afbeeldingstechnieken.
Ondanks deze voordelen heeft het gebruik van 123I in de afgelopen jaren nauwe-lijks enige omvang gekregen. De belangrijkste redenen daarvoor zijn: de aanvanke-lijke onzekerheden over de radionuclidische en radiochemische zuiverheid en vooral de beperkte beschikbaarheid en de daarmee samenhangende hoge kostprijs.
De aanzienlijke vorderingen die geboekt zijn bij het wegnemen van deze beperkende factoren hebben ender meer in de USA en de BRD qeresulteerd in aanbevelingen (~,~op beleidsbepalend niveau om bij schildklierscintigrafie het 131I in belangrijke mate te doen vervangen door kortlevende radionucliden in bijzonder door 123
r.
Oak in Nederland zijn de technische mogelijkheden en de benodigde deskundigheden ontwikkeld om de beschikbaarheid van kortlevende radionucliden voor nucleair geneeskundig gebruik aanzienlijk uit te breiden.
Onder meer zijn bij de Technische Hogeschool Eindhoven produktiemethoden ontwik-keld c.q. in ontwikkeling voor 1231, 77Br, 87Y, 52Fe en 811\:r (15).
Vanuit de stralingsbescherming bezien is de aanzienlijke beperking van de stra-lingsbelasting van patienten bij diagnositische verrichtingen het belangrijkste voordeel van de toepassing van kortlevende radionucliden. Daarnaast kan er tevens sprake zijn van beperking van risico's en problemen voor wat betreft de opslag en verwerking van radioactief afval, het omgaan met patienten, de stralingsveilig-heid van het betrokken personeel en de werkomgeving.
In het vervolg wordt nader uitgewerkt welke dosisreductie te verwachten is bij de toepassing op nu.mere schaal van 1 2 3I bij de schildklierscintigrafie.
Dosering
De hoeveelheid radioactief Jodium, nodiq voor schildklierscintigrafie is ender meer afhankelijk van de gebruikte detectie-apparatuur, de geschatte schildklier-massa en het "uptake" percentage. In de USA geldt als aanbeveling een dosering van 30 µCi 1311 voor euthyroide patienten. Een dosering van 100 µCi wordt als bovengrens beschouwd, bedoeld voor hypothyroid patienten (~). Door UNSCEAR
(i)
warden doseringen gerapporteerd in de range van 30-150 µCi. In de BRD (9) wordtuigegaan van 50-100 µCi.
-Onderzoek van :1.et Bureau of Radiological Heal th in de USA (8) heeft geleerd dat bi.j de ui tvoering van schildklierscintigrafie bepaald viker dan incidenteel doseringen van 100-500 µCi warden toegepast om de opnametijd te verkorten. Di t verschijnsel lijkt zich ook in de Nederlandse situatie voor te doen. Een samen-vatting van de gebruikelijke doseringen is gegeven in tabel 1. Bij de dosis-schattingen hierna wordt uitgegaan van 50 µCi 131I als dosering bij "good medical practice".
Gebaseerd op de in tabellen 2 en 3 samengevatte gegevens voor 123
r
en 99mTc is op analoge wijze een schattinq gemaakt voor de dosering met deze nucliden. Bij de dosisberekeningen wordt gerekend met doseringen van resp. 200 µCi 123r
en 1 , 5 U'Ci 'J 9 mTc .SBD 1708/2
Wat betreft 123I kan worden opgemerkt dat een dosering van 100 µCi in het alge-meen al een zeer goede afbeeldingskwaliteit oplevert. Opvallend is dat het BRH rapport(§_) uitgaat van 5 tot 10 mCi 9911\,c terwijl in de BRD (~, _;J_) 2 mCi en in Nederland 1
a
2 m::i gebruikelijk is (7). Ook de door UNSCEAR gerapporteerde doseringen liggen in de orde van 1a
2 rrCi 99~c.Onderzoekfrequentie
Mede gebaseerd op een enquete in 1974, wordt de behoefte aan nucleair genees-kundige in-vivo verrichtingen in 1980 geschat op 225.000
a
270.000 (10). Naar schatting maakt het aantal schildklierscans 10a
15% uit van hettotaal aantal nucleair geneeskundige scintigrafie-onderzoeken (4, 7, 10, 11).Wanneer ervan wordt uitgegaan dat 2/3 van het aantal schildklie";scrui's met 131I wordt uitgevoerd en 1/3 met 9911\rc, komt dit neer op ongeveer 20.000 schildklier-scans met gebruik van 1 31I (2) • •'
Ter vergelijking wordt vermeld dat in de BRD het aantal schildklierscans wordt geschat op 90.000 (l!_). In het UNSCEAR rapport(_!) worden onderzoekfrequenties genoemd voor met Nederland globaal vergelijkbare landen in de orde van 1 per 1000 inwoners.
Ter afschatting van de collectieve dosis van patienten t.g.v. diagnostische schildklierscintigrafie wordt gerakend met 20.000 verrichtingen met
131I en 10.000 verrichtingen met 99tu.rc.
Stralingsbelasting
Het is bekend dat de berekende orgaandoses t.g.v. de inname c.q. opname van radionucliden in het lichaam sterk afhankelijk zijn van de gehanteerde anato-mische, metabolische en fysiologische modelbeschrijvingen.
In tabellen 1, 2 en 3 is een overzicht geqeven van berekende oriaandoses bij diagnostische schildklierscintigrafie met gebruik van 1 1
r,
123r
en9 gm .
Tc. In alle aangehaalde referenties zijn de berekeningen gebaseerd op in de Healt~ Physics algemeen aanvaarde benaderingen zeals ICRP-2 (.!1_} en MIRD (§_). Op basis van deze gegevens is een schatting gemaakt van de gemiddelde geabsor-bee.rde schildklierdosis bij schildklierscanning met de drie genoemde
radio-nucliden. Uitgaande van doserinjen als begchreven in par. 1, wordt de schildklier-dosis geschat op ~75 rad bij 1 1I, ~6 rad ~ij- 123I en -0,6 rad bij 99m.rc.
De schattingen van orgaandoses zijn samengevat in tabel 4. Voor de gemiddelde euthyroide volwassene wordt bij vervanging van 131I door 123I de schildklier-dosis gereduceerd tot ongeveer 5
a
10%. In absolute zin wordt de vermindering van de schildklierdosis des te aanzienlijker naarmate de "uptake" van Jodium groter is, zeals bij hyperthyroide patienten en jonge kinderen. De bijdrage tot de schildklierdosis per toegediende µCi van het radioactief Jodium kan in deze gevallen tot een factor 10 groter zijn dan bij de gemiddelde euthyrodie volwassene. Om onderlinge vergelijking in dosimetrisch opzicht mogelijk te maken tussenver-richtingen waarbij niet hetzelfde orgaan relatief het meest belast wordt, is per geval oak een schatting gemaakt van het effectieve dosisequivalent H ff" Voor de definitie en de toeaepaste weegfactoren wordt verwezen naar ICRP-26 (13). Bij 0,ergelijking van i 1. 3I en 9 911\rc blijken de schildklierdoses sterk te
~r-schillen, maar het effectief dosisequivalent is van vergelijkbare grootte. Samenvattend wordt, bij een huidige medische praktijk, dus voor 2/3 deel toe-passing van 131I, de collectieve schildklierdosis s per jaar bij patiijnten t.g.v. schildklierscintigrafie in Nederland geschat op
s = (20.1Q3 x7S) + (10.103
x 0,6) = 1,5.lOi; rad
Deze waarde wordt nagenoeg geheel bepaald door het gebruik van 131
r
.
In het extreme geval dat alle 131I vervangen zou warden door 123I wordt de col-lectieve schild1<lierdosis gereduceerd tot ongeveer 1. 10 5 rad.
Risico-analyse
In het UNSCEAR-rapport worden de resultaten van het wetenschappelijk onderzoek naar de inducties van on sterfte door schildklierkanker t.g.v. ioniserende stra-ling samengevat in een schatting voor het "life time" sterfterisico in de orde van 5-15.10-6 rad-1•
In ICRP-26 wordt voor stralingsbeschermingsdoeleinden een sterfterisicofactor
-4 -1
aangenomen van 5 .10 Sv .
Uitgaande van een gemiddelde waarde van de geabsorbeerde dosis voor de schild-klier ter grootte
D
=
75 rad is de schatting van het fatale risico perender-- -4
zoek: 5 a 10.10 .
Gesteld kan worden dat het sterfterisico door schilklierkanker t.g.v. schild-klierscintigrafie met 131! een 4e orde risico is.
In dit verband dient men te bedenken dat in de praktijk niet zelden doseringen in de orde van 100-500 µCi 131I voor "routine" scans warden gegeven om de meet-tijd per patient te verkorten. Dergelijke praktijk verhoogt het risiconiveau tot de 3e orde.
Bij uitvoering van schildklierscintigrafie met 123! wordt de gemiddelde schild-klierdosis beperkt tot
D =
6 rad. Hierdoor wordt het fatale risico per onderzoek van de Se orde.De schildklierdosis bij gebruik van 99in.rc is weliswaar nog minder dan bij 123I maar t.g.v. de relatief hogere stralingsbelasting van andere organen in geval van technetium, verschillen de waarden van het gemiddelde effectieve dosis-equivalent in beide gevallen nauwelijks, zodat bij benadering kan warden gesteld dat de verwachtingswaarde van het totale fatale kankerrisico t.g.v. ioniserende stralinq van dezelfde orde zijn.
Een collectieve schildklierdosis van ongeveer 1,5. 106 rad per jaar zou overeen-komen met een jaarlijkse inductiefrequentie van fatale schildkliertumoren in de orde van 5
a
10 binnen een groep van ~20.000 onderzochte patienten.De grootte-orde van het risico van inductie van een maligne schildkliercarcinoom dient te warden beschouwd in het perspectief van het aantal gediagnostiseerde schildkliertumoren. Volgens de gegevens van het Centraal Bureau voor de Statis-tiek en de Sti•~hting Medische Registratie (..!.'.!.) worden per jaar ongeveer 300 ge-vallen ender de diagnose maligne schildkliertumor geregistreerd, hetgeen overeen-komt met een frequentie van optreden binnen de groep onderzochte patienten in de orde van 10-2•
Conclusie
Door gebruik van 1231 in plaats van 131I bij schildklierscintigrafie wordt de schildklierdosis gereduceerd tot 5
a
10%. Bet effectief dosisequivalent neemt in relatief gelijke mate af. Omdat de te bereiken reductie in stralingsbelasting bij onderzoek van hyperthyroide patienten en jonge kinderen beduidend grater is, is het aan te bevelen in eerste instantie deze onderzoeken met 123I te verrichten.De collectieve schildklierdosis van patienten t.g.v. schildklierscintigrafie
in Nederland wordt bij de huidige medische praktijk geschat op ongeveer 1, 5. 106 rad. Aangezien deze waarde nagenoeg geheel bepaald wordt door het gebruik van 131I, kan toepassing van 123I op grote schaal tot een aanzienlijke vermindering leiden.
SBD 1708/4
Lit.er.a tu urn) ren'nties
(1) ICRP publication 17: "Protection of the Patient in Radionuclide Investigations",
Pergamon Press (1971)
( 2) ICRP publication 25: "The Handling, Storage, Use and Disposal of Unsealed Radionuclides in Hospitals and Medical Research Establishments", Pergamon Press ( 1977)
(3) Frost, D. and Jammet, H., Manual on radiation protection in hos~itals and yeneral practice, Volume 2: "Unsealed Sources", World Health Organization
( 1975)
(4) United Nations Scientific Committee on the effects of Atomic Radiation, Report Ionizing Radiation - Levels and Effects, UN, New York ( 1972)
(5) Roedler, H.D., Kaul, A. and Hine, G.J., Internal Radiation Dose in Diagnostic Nuclear Medicine, Verlag H. Hoffmann, Berlin (1978)
(6) MIRD, Dose estimate re~ort No. 5: "Summa~ of current radiation dose estimates to humans from 123
r,
1 4I, 125r,
126I, 13 I, 131I, and 132I·as sodium iodide, Journal of nuclear Medicine, Volume 16, Number 9, pp. 857-860( 7) Gegevens ui t persoonlijke inio:naatie van nucleair geneeskundigen
(8) Bureau of Radiological Health, The Developing Role of Short-Lived Radionuclides in Nuclear Medicine, U.S. Department of Health, Education and Welfare (1977) (9) STH-aericht 20/77: ''Gutachtliche Stellungnahme. Betr.: Ersatz von Jod 131 in
der nuklearmedizinischen Diaqnostik durch kurzlebige Radionuklide, insbesondere durch Jod 123", Bundesgesundheitsamt, Institut fur Strahlenhygiene, Berlin-Dahlem/ Neuherberg bei MGnchen ( 1977)
( 10) Advies van de Gezondheidsraad: "Isotopenlaboratoria", Verslagen Adviezen -Rapporten - 1978, no. 36
(11) Wiesner, L., Analyse des Bedarfs an kurzlebiger Radionuklide fGc die nuklear-medizinische Diagnostik in der Bundesrepublik Deutschland, irn Auftrage des Bundesrninisters fur Forschung und Technologie ( 1976)
i 12) ICRP Publication 2: "Permissible Dose for Internal Radiation", Pergam::>n Press ( 1960)
( 13) ICRP Publication 26: "Recommendations of the International Commission on Radiological Protection", Pergamon Press ( 1977)
(14) Centraal Bureau voor de Statistiek: "Kanker, rnorbiditeit en mortaliteit 1975/ 1976", Staatsuitgeverij ( 1979)
(15) 13osr.h, R.L.?. van den, Production of 123
r,
77Br and 87Y with the Eindhoven AVF cyclotron, Proefschrift Technische Hogeschool Eindhoven (1979)Ref. Activi tei t dosering [µciJ ( 3) 41 ( 8) 30 (5) 50 ( 2) 50 ( 1) 50 (6) 50 (4) 30-150 (9) 50 __.,,..,._.,,, Tabel 1 Ref. Activiteit dosering [µCiJ (8) 100-400 (5) 200 ( 7) 100-400 (9i 100-250 (9) 100-250 (6) 200 Tabel 2
Geabsorbeerde dosis per orqaan [mrad J
Schildklier Gonaden Totale lichaam
73000 96 33000-55000 2-4 15 105000 10 20 60000-100000 100-150 50-150 60000-100000 15-100 30-130 75000 40 20 60000-300000 15-75 30-150 97000 9
Toegediende doseringen en orgaandoses voor schildklierscintigrafie met I-131
Geabsorbeerde dosis per orgaan [mrad]
Opmerkingen
dosering ref. dosering ref.
Schildklier Gonaden Totale Opmerkingen
lichaam
1100-4400 1-6 3-12 zuiver 1231
( 5) ( 5)
4000 4 6 geen gegevens zuiverheid
3000-12000 2-6 {124 123 Tc(p,2n) I, 5500-13700 2-6 24 h na EOB 123 3300-8200 2-5 I indirect uit 123 Xe 4400 2-6 7 <:: 1% 124 I verontreiniging
Toegediende doseringen en orgaandoses voor schildklierscintiqrafie met I-123
Ref. Activi tei t dose ring [µCi] ( 3) 1700 (8) 5000 ( 5) 1000 ( 1 ) 250 (7) 1000-2000 (4) 900-1800 Tabel 3 nuclide l31I 1 2 3 I 9 gmTc
Geabsorbeerde dosis per orgaan [mradJ
Schildklier Gonaden Totale lichaam Maag
430 14
1000 90 60 1000
340 15 20 150
25-125 3-5 3 70-UO
540-1100 18-36 18-36
Toegediende dosering en orgaandoses
voor schildklierscintigrafie met Tc-99m pertechnetaat
dosering [µCi] 50 200 1500 Tabel 4
geabsorbeerde dosis H [mrem]
schildklier [mradJ eff
75.000 2300
6.000 180
500-750 75-150
Gemiddelde stralingsdoses van patienten bij schildklierscintigrafie met
131
:::, 123r en 99m.rcbij "good medical
practice"
Darm
500-3000 250 50-150
