Nutzung von Geräten in nuklearmedizinischen Einrichtungen bei radiologischen Notfallsituationen mit hohen bis sehr hohen Körperaktivitäten im Rahmen des REMPAN-Netzwerkes - Vorhaben 3609S60012

Abstract

Zielsetzung: Die für Inkorporationsüberwachung eingesetzten Messstellen sind für den Nachweis von geringen Körperaktivitäten ausgelegt. In radiologischen Notfallsituationen müssen bei einer größeren Anzahl von Personen in kurzer Zeit hohe Körperaktivitäten bestimmt werden. Daher wird für solche Messungen der Einsatz von in der Nuklearmedizin verwendeten Messgeräten wie z.B. Gamma-Kameras erwogen. Gamma-Kameras und andere Messsonden werden im medizinischen Betrieb für Messungen bei hohen Körperaktivitäten eingesetzt und sind im Allgemeinen für die Diagnostik oder die prä- und posttherapeutische Dosimetrie konzipiert. Ziel dieser Studie ist es, diese Geräte auf ihre prinzipielle Eignung zur Abschätzung von Körperdosen aus Inkorporationen in radiologischen Notfallsituationen und die Möglichkeit zur Identifikation von Radionukliden zu überprüfen und anhand einiger relevanter Radionuklide Vorgaben zu Kalibrierungen, Anpassungen und ggf. erforderlichen Umrüstungen zu machen. Ergebnisse: Die Gamma-Kameras detektieren ohne Kollimator Aktivitäten von 100 Bq bis zu etwa 5 MBq, mit Kollimatoren von etwa 100 kBq bis zur maximal eingesetzten Aktivität von 0,8 GBq linear, so dass sich der Erfassungsbereich der Kameras über einen Bereich von nahezu 7 Größenordnungen erstreckt. Die Empfindlichkeit der Gamma-Kameras ohne Kollimation ist gegenüber der Detektion der Aktivität mit HighEnergy Kollimator etwa um den Faktor 100 erhöht. Nuklidspezifische Photopeaks im Energiebereich zwischen 50 keV und 700 keV sind identifizierbar. Ein Uptake-Meßplatz erfasst Photonen in einem ähnlichen Energiebereich wie die Gamma-Kameras bei Aktivitäten von 0,05 MBq bis 50 MBq linear. Allerdings ist das Gesichtsfeld dieses Messplatzes durch die Kollimation stark begrenzt. Dosisleistungsmesssonden auf Zählrohrbasis bzw. vergleichbare Dosisleistungsmessgeräte können nur in Fällen höhergradiger Inkorporationen und Kontaminationen (Körperaktivitäten > 10 MBq)) eingesetzt werden. Eine energie- und damit nuklidspezifische Datenerfassung ist ebenso wie eine Folgedosisabschätzung auf diesem Wege nicht möglich, so dass diese Geräte in erster Linie zur Vorab-Messung eingesetzt werden könnten. Schlussfolgerungen: Der Einsatz von zählrohrbasierten Messsonden zur Messung von Inkorporationen ist nur eingeschränkt möglich. Gamma-Kameras oder die szintillatorbasierten Messsonden sind ohne größere Umrüstungen zur Detektion sowohl kleinerer als auch großer Körperaktivitäten für Photonen im Energiebereich zwischen 50 und 700 keV einsetzbar. Dann ist allerdings auch eine Identifikation der Nuklide theoretisch möglich. Die Begrenzung der erfassbaren Photonenenergien ist die entscheidende Einschränkung für die Einsetzbarkeit der diagnostischen Geräteausstattung nuklearmedizinischer Einrichtungen in radiologischen Notfallsituationen.

Objective: For monitoring of potentially incorporated radioactive materials normally whole body counters are used which are optimized for measuring low levels of radioactivity. In radiological emergency situations higher incorporated activities have to be estimated in a short time in many persons. Therefore, the use of the equipment in nuclear medicine facilities (e.g. gamma cameras) could be considered. Gamma cameras and other devices applied in nuclear medicine are optimized for measuring high activities; they are generally designed for diagnostics or pre- and posttherapeutic dosimetry. The aim of this study is to test these devices in radiological emergencies for their general suitability for absorbed dose estimates after incorporations. In addition it should be checked if these devices are useful for identification of radionuclides. For the most relevant radionuclides a manual should be developed for calibration, adjustment and any other necessary conversion of the equipment. Results: Gamma cameras are able to detect a wide range of activity linearly (without collimator: 100 Bq to 5 MBq, with collimator: 100 kBq to a maximum of 0.8 GBq) so that nearly 7 orders of magnitude are covered. The sensitivity of gamma cameras without collimation is higher by a factor of about 100 as compared to measurements with a high energy collimator. Photo peaks can be identified in an energy range between 50 keV and 700 keV. The uptake device registers photons linearly in a similar energy range as gamma cameras for an activity range between 0.05 MBq and 50 MBq. The field of view, however, is limited by the collimation. Dose rate meters can only be used in cases of severe incorporation and/or contamination (activity > 10 MBq). An estimate of the photon energies and thus a nuclide specific distinction is not possible as well as a subsequent dose assessment; these devices should primarily be used for a preliminary measurement. Conclusion: The use of dose rate meters for incorporation measurements is limited in radiologic emergencies. Gamma cameras or scintillation based detectors are capable to identify and quantify small and high incorporated activities in the energy range between 50 and 700 keV without major modifications. The limitation of the detectable photon energy is the most critical constraint on the applicability of the diagnostic instrumentation in nuclear medicine facilities in radiological emergency situations.