Design and practical evaluation of a shielded application system for intravenously administered radionuclide therapies

Abstract

Aim Intravenous radionuclide therapies are gaining importance. With the increased frequency of these therapies, safe application procedures in combination with effective radiation protection are needed. We present a shielded system which can be universally used for the application of liquid radiopharmaceuticals.

Materials and methods The application system consists of a cuboidal box made of lead with stainless steel coating, an inner layer of polymethyl methacrylate (PMMA), a disposable line/bottle system, and a medical infusion pump. No proprietary disposable parts are used. The system was tested and validated ex-vivo, and evaluated for Lu-177 peptide receptor radionuclide and for radioligand therapies (PRRT, RLT).

Results Construction of the application system was performed in accordance with the physical characteristics of the used isotopes. 10 validation procedures with 1 GBq Tc-99m-pertechnetate confirmed functionality. 38 PRRT and 13 RLT procedures were performed successfully and completely. At least 98 % of the prescribed activities were infused. No leakage of radioactivity occurred. Dose rate measurements showed that the radiation in the box is shielded completely, and that exposure arises only from the infusion line outside the box and from the patient.

Conclusion The presented application system for intravenous radionuclide therapies is feasible, safe, and cost-efficient. It has been shown that Lu-177-PRRT and -RLT can be performed without complications while ensuring nearly complete infusion of the prescribed radiopharmaceutical dose. Radiation exposure of the applying physician and other staff is low. The construction of the shielding box ensures complete shielding of all radionuclides currently used for radiomolecular therapies.

Zusamenfassung

Ziel Intravenöse Radionuklidtherapien gewinnen an Bedeutung. Mit der zunehmenden Häufigkeit dieser Therapien sind sichere Applikationsverfahren in Kombination mit einem wirksamen Strahlenschutz erforderlich. Wir präsentieren ein abgeschirmtes System, das universell für flüssige Radiopharmazeutika eingesetzt werden kann.

Material und Methoden Das Applikationssystem besteht aus einer quaderförmigen Box aus einer Bleilegierung mit Edelstahlbeschichtung, einer inneren Schicht aus Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas), einem Einweg-Schlauch-/Flaschensystem und einer Infusionspumpe ohne proprietäre Einwegteile. Das System wurde ex vivo getestet und validiert. Der praktische Einsatz erfolgte bei Lu-177-Peptid-Radiorezeptor- und bei Radioliganden-Therapien (PRRT, RLT).

Ergebnisse Das Applikationssystem wurde unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften der verwendeten Isotope konstruiert. 10 Validierungsprozeduren mit je 1GBq Tc-99m-Pertechnetat bestätigten die Funktionalität. 38 PRRT und 13 RLT wurden erfolgreich durchgeführt. Mindestens 98 % der Ausgangsaktivität wurden infundiert. Es trat keine Leckage von Radioaktivität auf. Radioaktive Strahlung aus dem Inneren der Box wird vollständig abgeschirmt. Eine Strahlenexposition geht nur von der Infusionsleitung außerhalb der Box und vom Patienten aus.

Schlussfolgerung Das vorgestellte Applikationssystem ist funktionell, sicher und kostengünstig. Lu-177-PRRT und -RLT konnten ohne Komplikationen mit nahezu vollständiger Infusion der therapeutischen Aktivität durchgeführt werden. Die Strahlenexposition des applizierenden Arztes und des übrigen Personals ist gering. Die Konstruktion der Abschirmbox gewährleistet eine vollständige Abschirmung aller derzeit für radiomolekulare Therapien verwendeten Radionuklide.

Key words

radionuclide therapies - shielded application system - PRRT - RLT - infusion pump

Schlüsselwörter

Radionuklidtherapie - abgeschirmtes Applikationssystem - PRRT - RLT - Infusionspumpe

Publication History

Received: 24 December 2019

Accepted: 03 March 2020

Article published online:
19 March 2020

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