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Einführung Die Radioimmuntherapie mit 90Y-markierten Antikörpern, z. B. mit Ibritumomab Tiuxetan (Zevalin®), verbessert die Überlebenschancen von Patienten mit Non-Hodgkin-Lymphomen deutlich. Für das Personal in nuklearmedizinischen Einrichtungen ist diese Therapie jedoch mit einer Erhöhung des Risikos von Strahlenexpositionen verbunden. Die größte Gefährdung beim Umgang mit £]-Strahlern besteht für die Haut an den Händen, vor allem an den Fingerspitzen. Es sind daher Maßnahmen erforderlich, um die Hautdosis zu limitieren. Dieses Thema ist auch Gegenstand einer Empfehlung der Strahlenschutzkommission (SSK) zu Therapien mit β-Strahlern [1]. 90Y ist ein reiner β--Strahler mit einer maximalen Energie von 2284 keV (mittlere Energie 930 keV) und einer physikalischen Halbwertszeit von 64 h. Insbesondere hochenergetische β-Strahler wie 90Y verursachen eine wesentlich größere Dosisleistung als Gammastrahler, verglichen mit 99mTc je nach Expositionsbedingungen z. B. bis zum 400fachen (siehe Tab. 1). Tabelle 1: Dosisleistung unter verschiedenen Expositionsbedingungen (ohne Bremsstrahlungsanteil) nach [2]
2) Durchmesser/Länge 12/22 mm, Füllvolumen 2,5 cm3, Plastikdicke 1 mm, Die maximale Reichweite der beim β--Zerfall emittierten Elektronen in Gewebe beträgt für 90Y ca. 11 mm, die mittlere Reichweite 3,6 mm. Ähnliche Werte gelten für Kunststoffe wie Acrylglas (PMMA), dem am häufigsten zur Abschirmung von β-Strahlung verwendeten Material. In Luft ist die Reichweite dagegen um etwa einen Faktor Tausend größer (9 m), was in der Praxis häufig nicht beachtet wird. Durch die Abbremsung der Elektronen in den Feldern von Atomkernen und Hüllenelektronen entsteht Bremsstrahlung, die ebenfalls zur Strahlenexposition beiträgt. Der Beitrag der Bremsstrahlung zur Gesamtdosis wird häufig überschätzt. So beträgt z. B. die β-Dosisleistung in 30 cm Abstand von einer 1 GBq 90Y-Quelle 108000 µSv/h (siehe Tab. 1), die Dosisleistung der Bremsstrahlung nach Totalabsorption in Plexiglas jedoch nur noch 10 µSv/h [3]. Beim Umgang mit offenen Radionukliden besteht die Gefahr von Hautkontaminationen wie auch von Inkorporationen. Wegen der großen spezifischen Aktivität der 90Y-Lösung bzw. des markierten Antikörpers können schon winzige Spritzer zu hohen lokalen Hautexpositionen führen. Auch in diesem Fall ist der Dosisfaktor deutlich höher als bei 99mTc, z. B. ca. 170fach bei tropfenförmiger Kontamination (Tab. 1). Dosismessgrößen für β-Strahlung und niederenergetische Photonenstrahlung (<15 keV) sind die Oberflächen-Personendosis HP (0,07) bzw. in der Ortsdosimetrie die Richtungs-Äquivalentdosis H´(0,07,É∂). Bei Teilkörperexpositionen der Extremitäten ist HP (0,07) ein geeigneter Schätzwert für die Hautdosis. Der für Teilkörperexpositionen gültige Grenzwert für die Organdosis der Haut beträgt für beruflich strahlenexponierte Personen der Kategorie A gemäß Strahlenschutzverordnung 500 mSv pro Jahr [4].
Expositionssituation an Arbeitsplätzen Zur Bewertung der Strahlenschutzsituation bei der Radioimmuntherapie wurden vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in 6 Kliniken Erhebungsmessungen zur Ermittlung repräsentativer Werte der Teilkörperexposition des Personals durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde bei 14 Markierungen und Applikationen von Zevalin® die lokale Hautdosis von 8 Radiochemikern bzw. MTRA sowie von 9 Ärzten gemessen. Die Messungen erfolgten mit Thermolumineszenzdetektoren (TLD, LiF:[Mg,Cu,P]), die in dünne PE-Folie eingeschweißt und mit perforierten Klebestreifen an der Innen- und Außenseite der Spitzen aller Finger Hände befestigt wurden (siehe auch Abb. 8). Nach jeder Markierung bzw. Applikation wurden die TLDStreifen entfernt und ausgewertet. In den einzelnen Kliniken und bei unterschiedlichen Personen wurden sehr verschiedene individuelle Arbeitsweisen festgestellt, die sich deutlich auf die Strahlenexposition des Personals auswirkten und eine große Spannweite der gemessenen maximalen lokalen Hautdosis ergaben. Dies gilt sowohl bei der Präparation des Antikörpers (Markierung) als auch bei der Applikation (Tab. 2). Tabelle 2: Maximale lokale Hautdosis und spezifische Dosis bei der Präparation und Applikation von Zevalin®
Ausgangssituation Zu Beginn der Untersuchungen des BfS wurde festgestellt, dass die Fingerspitzen des Personals in vielen Fällen mit lokalen Hautdosen von mehr als 100 mSv pro Therapietag exponiert wurden, da der Strahlenschutz unzureichend war. Bei Rechtshändern wurden im allgemeinen Zeigefinger, Daumen und Mittelfinger der linken Hand am höchsten belastet, insbesondere beim Fixieren der Rollrandflasche mit der Stammlösung und beim Trennen der Kanüle von der gefüllten Spritze bzw. beim Halten des Spritzenansatzes während der Applikation. Die Hautdosen an der rechten Hand waren oft eine Größenordnung geringer. Mehrfach wurden beträchtliche Kontaminationen festgestellt. Gemessen wurden bis zu 160 kBq auf der Handfläche, woraus sich unter praxistypischen Annahmen Handbelastungen in der Größenordnung von 100 mSv, also etwa 20 % des Jahresgrenzwertes von 500 mSv, ergeben können. Außerdem wurde festgestellt, dass die verwendeten Latexhandschuhe gegenüber den Radionuklidlösungen keinen zuverlässigen Kontaminationsschutz der Haut gewährleisten. In einigen Einrichtungen wurden amtliche Fingerringdosimeter getragen. Diese Dosimeter waren jedoch nur für die Messung der Teilkörper-Personendosis durch Photonen geeignet und zugelassen. Die Dosimeter wurden zudem meist am Grundgelenk des Ringfingers der rechten Hand mit dem TLD an der Außenhand getragen. Infolgedessen lagen die festgestellten Jahresdosen für die Teilkörperexposition der Haut in der gleichen Größenordnung wie die vom BfS an einem Tag gemessenen Werte oder waren sogar deutlich kleiner. Das in der Vergangenheit vielfach praktizierte Tragen ungeeigneter Photonen- Fingerringdosimeter am falschen Ort führte zur erheblichen Unterbewertung der tatsächlichen Dosen und begünstigte vielerorts die Verharmlosung der Exposition durch Betastrahler. Hautdosis bei der Präparation Vor allem bei der Präparation der Antikörper ist das Expositionsrisiko der Hände aufgrund der relativ großen Markierungsaktivität von 1,5 GBq und der zahlreichen z. T. diffizilen Arbeitsschritte sehr hoch. Bereits bei einer Markierung kann die lokale Hautdosis an den Fingerspitzen 100 mSv überschreiten, wenn nicht konsequent Maßnahmen zur Vermeidung von Expositionen getroffen werden. Im Extremfall lag die während einer Markierung gemessene maximale Hautdosis mit 600 mSv sogar über dem Jahresgrenzwert von 500 mSv. Ursachen waren wiederholtes Berühren unabgeschirmter Spritzen und des Reaktionsgefäßes mit den Fingern sowie eine flächenhafte Kontamination. In einem weiteren Fall, bei dem die Spritzen ohneAbschirmung aufgezogen wurden, betrug die lokale Hautdosis 80 mSv. Hautdosis bei der Applikation Bei der Applikation 90Y-markierter Antikörper hängt die Hautdosis des Arztes in erster Linie von der Injektionstechnik und den verwendeten Hilfsmitteln ab. Es wurden sehr unterschiedliche Verfahren praktiziert, die von den Applikationshinweisen des Herstellers z. T. stark abwichen. Die verschiedenen Praktiken spiegeln sich in der Höhe der Hautdosis und deren Verteilung über die Hände wider. Wie bei der Markierung traten in den meisten Fällen die höchsten Dosen an den Spitzen von Daumen und Zeigefinger der linken Hand (bei Rechtshändern) auf.
Empfehlungen zur Verringerung der Strahlenexposition Von herausragender Bedeutung für die Reduzierung von Strahlenexpositionen des Personals ist die konsequente Verwendung der empfohlenen Abschirmungen für Spritzen, Aktivitätsfläschchen und das Reaktionsgefäß (Abb. 1). Beim Entnehmen von Aktivität ist darauf zu achten, dass die Abschirmung durch den mit einer Bohrung versehenen Deckel geschlossen ist. Anschließend sollte die Bohrung mit dem zugehörigen Acrylstopfen verschlossen werden. Analoges gilt für das Reaktionsgefäß. Spritzenabschirmungen sollten grundsätzlich vom Aufziehen bis zur Entsorgung auf den Spritzen verbleiben, auch während der Durchführung von Aktivitätsmessungen (siehe unten). Die Dosisleistung an einer mit 1 GBq 90Y gefüllten unabgeschirmten 5 ml-Spritze beträgt 43500 mSv/h (12 mSv/s, vgl. Tab. 1). Mit Spritzenabschirmungen, wie den in Abb. 2 gezeigten, lässt sich dieser Wert auf wenige mSv/h reduzieren. Auf deren Benutzung darf daher keinesfalls verzichtet werden. Die mit einer Bleieinlage versehene Spritzenabschirmung (Abb. 2a) passt jedoch nicht in den Schacht der Aktivimeter aller Hersteller. Deshalb werden Aktivitätsmessungen vielfach ohne Abschirmung durchgeführt. Dieses Verfahren ist mit unnötigen zusätzlichen Expositionen verbunden und daher aus Sicht des Strahlenschutzes abzulehnen. Es lässt sich vermeiden, indem eine andere Abschirmung für 10 ml-Therapiespritzen (Abb. 2b, Herst.: Veenstra, Vertrieb: CIS Bio) verwendet und das Aktivimeter damit neu kalibriert wird. Zwar ist bei dieser Abschirmung die Schwächung der Bremsstrahlung wegen der fehlenden Bleieinlage geringer als beim Modell mit Blei. Dennoch ist die Abschirmwirkung ausreichend und die praktischen Vorteile wie bessere Ablesbarkeit des Volumens, leichtere Handhabung, sichere Spritzenfixierung und die problemlose direkte Verbindung mit einem Dreiwegehahn erlauben insgesamt ein schnelleres Arbeiten und damit eine Reduzierung der Exposition. Diese Spritzenabschirmung wird daher nachdrücklich empfohlen. Bereits zum Umsetzen des Rollrandfläschchens mit der angelieferten Aktivität aus der Lieferverpackung in die empfohlene Plexiglasabschirmung sind abstandsvergrößernde Hilfsmittel, z. B. Vialzangen, zu benutzen (Abb. 3). Auch das Öffnen und Desinfizieren des Fläschchens sollte keinesfalls mit den Fingern, sondern mit geeigneten Werkzeugen (Spatel, Pinzette, Zange) erfolgen. Die Benutzung derartiger Hilfsmittel wird ebenfalls empfohlen, wenn aktive Spritzen mit Kanülen, Schlauchverlängerungen u. ä. verbunden bzw. von diesen getrennt werden (Abb. 4 und 5). Gleiches gilt für den Umgang mit kontaminierten bzw. Restaktivität enthaltenden Gefäßen. Das betrifft auch die aktiven Chromatographiestreifen, an denen trotz vergleichsweise geringer Aktivität in unmittelbarer Nähe relativ hohe Dosisleistungen auftreten. Das direkte Berühren mit den Fingern ist daher zu vermeiden.
Die 90Y-Markierungen sollten an einem separaten Arbeitsplatz, z. B. unter einem dafür reservierten Abzug erfolgen. Zum Schutz vor Expositionen der Augen und des Oberkörpers vor β-Direktstrahlung und Kontamination (Spritzer) wird die Benutzung einer zusätzlichen Abschirmung aus Plexiglas (Mindestdicke 6 mm) erforderlich. Zweckmäßig ist eine Box mit seitlichen Öffnungen für die Arme oder eine Handschuhbox aus Plexiglas. Sind häufiger Markierungen durchzuführen, sollte zum Schutz des Oberkörpers vor Bremsstrahlung das Plexiglas im Bereich des Oberkörpers durch Blei ergänzt (siehe Abb. 6) oder durch Bleiglas ersetzt werden. Bei der Präparation und bei der Applikation lässt sich die Strahlenexposition auch durch die Auswahl geeigneter Therapiespritzen beeinflussen. Es wird empfohlen, ausschließlich Perfusorspritzen zu benutzen, auch bei manueller Applikation. Diese Spritzen erleichtern wegen der guten Gleitfähigkeit des Kolbens das Aufziehen und Injizieren der hochviskosen Lösung und verringern so die Kontaktzeit und damit die Hautdosis. Zusätzlich besitzen Perfusorspritzen eine höhere Dichtheit gegen retrograden Aktivitätsaustritt und bieten daher besseren Schutz vor Kontaminationen. Da trotz des Gebrauchs von Latexhandschuhen wiederholt Hautkontaminationen festgestellt wurden, gelten diese als unsicher. Deshalb sollten Vinyl- oder Nitrilhandschuhe getragen werden. Großen Einfluss auf die Hautdosis des Arztes haben die Technik der Applikation des 90Y-markierten Antikörpers sowie deren Dauer. Erfolgt eine manuelle Infusion über mehrere Minuten, so sollte in den Injektionspausen der Abstand zu den Aktivität enthaltenden, wenig abgeschirmten Teilen vergrößert werden. Spritzenabschirmungen sind grundsätzlich im hinteren Bereich anzufassen (Abb. 6 und 8).
Wird eine Infusion mittels Spritzenpumpe (Perfusor) und Perfusorschläuchen durchgeführt (Abb. 7), ist die Einhaltung eines Sicherheitsabstandes besonders wichtig. In der Nähe der Schläuche und ggf. zusätzlicher Sterilfilter treten sehr hohe Dosisleistungen auf, die zu erheblichen Strahlenexpositionen führen können. An der Oberfläche einer 10 cm-Infusionsverlängerung wurde z. B. ein Wert von etwa 3,4 Gy/h (≈ 1mSv/s) errechnet, wenn 1 GBq in 10 ml Lösung appliziert werden. Das direkte Berühren von Schläuchen u. ä. mit den Fingern ist also zu vermeiden. Auch das Verbinden bzw. Trennen von Infusionshilfsmitteln, die Aktivität enthalten, sollte nicht mit den Fingern sondern mit Hilfe von Werkzeugen erfolgen (Abb. 4 und 5). Mit zunehmender Anzahl von Verbindungsstellen steigt zudem die Wahrscheinlichkeit von Undichtheiten und damit das Kontaminationsrisiko. Schließlich lassen sich Spritzen mittels Perfusor in der Regel nur ohne Abschirmung applizieren. Aus Sicht des Strahlenschutzes ist daher die Applikation radioaktiver Lösungen mit einer Spritzenpumpe nicht vorteilhaft und es sind Techniken der direkten Injektion zu bevorzugen. Möglichkeiten der direkten i. v. Injektion ohne Infusionsverlängerung zeigen die Abb. 8 und 9. Bei der Applikation mittels Dreiwegehahn können Hautdosen von einigen mSv auftreten, besonders wenn alternierend 90Y- und NaCl-Lösung injiziert werden und der Hahn mehrfach mit den Fingern bedient wird. Auch für diese Manipulationen sollten deshalb Abstandshalter benutzt werden. Zweckmäßig ist ein Stab mit formschlüssiger Verbindung zum Dreiwegehahn, der bislang jedoch kommerziell nicht erhältlich ist.Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Kontaktzeiten mit der 90Y-Lösung und damit der Strahlenexposition besteht in der Optimierung der Arbeitsorganisation und der Vorbereitung des Arbeitsplatzes in Verbindung mit einem ausreichenden (inaktiven) Training der Arbeitsschritte.
Überwachungsmaßnahmen Vor dem Verlassen eines Kontrollbereiches, in dem mit offenen radioaktiven Stoffen umgegangen wird, sind an Personen und beweglichen Gegenständen Kontaminationskontrollen durchzuführen [4]. Insbesondere die Hände sowie Gegenstände, die aus dem Kontrollbereich mitgeführt werden sollen, sind durch Messungen zu überprüfen (siehe auch [5]). Zur Kontrolle der Einhaltung des Grenzwertes für die Teilkörperdosis sind geeignete Personendosimeter zu tragen. Für die gemischten Strahlungsfelder bei der Radioimmuntherapie sind Beta-Photonen- Fingerringdosimeter bei den zuständigen amtlichen Personendosismessstellen anzufordern. Der optimale Trageort des Dosimeters hängt von den Expositionsbedingungen ab und ist entsprechend dem individuellen Arbeitsverhalten festzulegen. Das übliche Tragen am Grundgelenk des Mittel- oder Ringfingers mit nach außen gerichtetem Detektor führt oft zu einer erheblichen Unterbewertung der tatsächlichen Hautdosis. Das Dosimeter ist möglichst an dem Fingerglied oder -gelenk des Fingers zu befestigen, der bei den expositionsrelevanten Arbeitsschritten den geringsten Abstand zur Quelle hat. Bei der Markierung des Antikörpers, der Präparation der Therapiespritzen und bei der Injektion ist in der Regel das erste Gelenk des Zeigefingers oder des Daumens der linken Hand (bei Rechtshändern) ein geeigneter Trageort (Abb. 5). Der Detektor sollte immer auf der der Strahlenquelle zugewandten Seite getragen werden.
Zusammenfassung
Literatur
Frau Barth, Tel.: 01 888 333 4511, Fax: 01 888 333 4515, e-mail: IBarth@bfs.de Herr Rimpler Tel.: 01 888 333 4516, Fax: 01 888 333 4515, e-mail: ARimpler@bfs.de  Merkblatt im PDF-Format
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