Radiation safety considerations for the bone seeking radiopharmaceuticals

Summary

The radiation exposure to bystanders from ⁸⁹SrCl₂, ¹⁸⁶Re-HEDP and ¹⁵³Sm-EDTMP, is generally thought to be caused by “bremsstrahlung” and gamma-radiation, with negligible contribution from beta-radiation. The latter assumption may be erroneous. The aim of this prospective study was the investigation of radiation safety after treatment with these radiopharmaceuticals. The radiation field around treated patients was characterized and the magnitude estimated. Patients, methods: 33 patients (30 prostate carcinoma, 3 breast carcinoma) were treated with 150 MBq ⁸⁹SrCl₂ (9 patients), 1295 MBq ¹⁸⁶Re-HEDP (12 patients) or 37 MBq/kg ¹⁵³Sm-EDTMP (12 patients). External exposure rates at 30 cm from the patient were measured at times 0 to 72 h post-injection. To evaluate the respective contribution of Bremsstrahlung, beta- and gamma-radiation, a calibrated survey meter was used, equipped with a shutter. For each patient, the measured exposure rate-versus-time data were fit to a curve and the curve integrated (area under the curve) to estimate the total exposure. Results: For 29/33 patients the total ambient equivalent doses (mean ± 1 standard deviation [SD]) based on the integral of the fitted curve were 2.1 ± 1.2 mSv for ⁸⁹SrCl₂, 3.3 ± 0.6 mSv for ¹⁸⁶Re-HEDP and 2.8 ± 0.6 mSv for ¹⁵³Sm-EDTMP. Beta-radiation contributes significantly to these doses ( >99% for ⁸⁹SrCl₂, 87% for ¹⁸⁶Re-HEDP and 27% for ¹⁵³Sm-EDTMP). The effective doses (at 30 cm) are < 0.1 mSv for ⁸⁹SrCl₂, 0.3 mSv for ¹⁸⁶Re-HEDP and 1.6 mSv for ¹⁵³Sm-EDTMP. Conclusion: Patients treated with ⁸⁹SrCl₂, ¹⁸⁶Re-HEDP or ¹⁵³Sm-EDTMP emit a spectrum of radiation, including non-negligible beta-radiation. With specific instructions effective doses to bystanders are acceptable.

Zusammenfassung

Ziel: Die Strahlenbelastung für Unbeteiligte durch ⁸⁹SrCl₂, ¹⁸⁶Re-HEDP und ¹⁵³Sm-EDTMP, wird gewöhnlich auf die Brems- und Gammastrahlung zurückgeführt mit vernachlässigbarem Beitrag der Betastrahlung. Die letzte Annahme könnte unzutreffend sein. Der Zweck dieser prospektiven Studie war die Untersuchung der Strahlensicherheit nach der Behandlung mit diesen Strahlenpharmazeutika. Das Strahlungsfeld um die behandelten Patienten wurde charakterisiert und die Stärke abgeschätzt. Patienten, Methode: 33 Patienten (30 Prostatkarzinome; 3 Brustkarzinome) wurden mit 150 MBq ⁸⁹SrCl₂ (9 Patienten), 1295 MBq ¹⁸⁶Re-HEDP (12 Patienten) oder 37 MBq/kg ¹⁵³Sm-EDTMP (12 Patienten) behandelt. Die Strahlenbelastung 30 cm außerhalb des Patienten wurde zu Zeitpunkten von 0 bis 72 Stunden nach der Injektion gemessen. Um den jeweiligen Beitrag von Brems-, Gamma und Betastrahlung auszuwerten, wurde ein kalibriertes Messgerät mit Verschluss verwendet. Bei jedem der Patienten wurde eine Abschätzung der gesamten Strahlenbelastung gewonnen durch Integration der zu den Daten der Dosisleistung gegenüber der Zeit gefitteten Kurve. Ergebnisse: Für 29 von 33 Patienten waren die totale äquivalentdosen (Durchschnittswert ± 1 Standardabweichung) aufgrund des Integrals über die gefittete Kurve 2,1 ± 1,2 mSv für ⁸⁹SrCl₂, 3,3 ± 0,6 mSv für ¹⁸⁶Re-HEDP und 2,8 ± 0,6 mSv für ¹⁵³Sm-EDTMP. Betastrahlung trägt maßgeblich zu diesen Belastungen bei ( >99% für ⁸⁹SrCl₂, 87% für ¹⁸⁶Re-HEDP und 27% für ¹⁵³Sm-EDTMP). Die effektive Dosen (Abstand 30 cm) sind < 0,1 mSv für ⁸⁹SrCl₂, 0.3 mSv für ¹⁸⁶Re-HEDP and 1.6 mSv für ¹⁵³Sm-EDTMP. Schlussfolgerung: Mit ⁸⁹SrCl₂, ¹⁸⁶Re-HEDP oder ¹⁵³Sm-EDTMP behandelte Patienten emittieren ein Spektrum an Strahlung, einschließlich nicht vernachlässigbarer Betastrahlung. Mit genauen Anweisungen ist die effektive Dosis für Unbeteiligte klein und akzeptabel.

Keywords

Bone metastases - rhenium - strontium - samarium - radiation safety

Schlüsselwörter

Knochenmetastasen - Rhenium - Strontium - Samarium - Strahlensicherheit

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