Aplikace radiofarmak s využitím automatických injektorů

Súhrn

Úvod: Práce na pracovištích nukleární medicíny představuje pracovní činnosti, při kterých dochází k expozici ionizujícím zářením. Expozice může být ovlivněna nejen druhem aplikovaného radiofarmaka a jeho aktivitou, ale i způsobem aplikace.

Metoda: Práce sleduje a hodnotí výsledky osobní dozimetrie lékařů na pracovišti Oddělení nukleární medicíny Masarykova onkologického ústavu v Brně ovlivněné instrumentací pro aplikaci radiofarmak.

Výsledky: Využití instrumentace k aplikaci radiofarmak umožňuje redukci profesního ozáření aplikujících lékařů o více než 90 % v prstové a celotělové dozimetrii.

Závěr: Na základě našich zkušeností s instrumentací v nukleární medicíně lze tento princip radiační ochrany (RO) označit za velmi účinný nástroj optimalizace RO také při aplikaci radiofarmak. Takto optimalizovanou RO dochází k posílení bezpečnostních prvků ve vztahu k aplikujícím pracovníkům, čímž se vytváří prostor k možnému navyšování provozu a zvyšování dostupnosti péče v oblasti nukleární medicíny ve vztahu k pacientům.

Klíčová slova:

aplikace radiofarmaka – nukleární medicína – automatizace – injektor

Úvod

Příprava radiofarmak, jejich aplikace a výkon ošetřovatelské péče představují nejčastější pracovní činnosti na pracovištích nukleární medicíny, při kterých dochází k profesnímu ozáření. I přes dodržování základních principů RO při práci s radiofarmaky emitujícími pozitrony a jejich aplikací, může být toto ozáření poměrně vysoké ¹ a nabízí se tak prostor pro zamyšlení nad možnostmi využití pokročilých nástrojů optimalizace RO, mezi které instrumentace přípravy a aplikace radiofarmak bezesporu patří. ^2-5

V případě radiofarmaceutického personálu lze očekávat především zvýšené ozáření horních končetin z důvodu povahy práce při zpracovávání radiofarmaka a přípravě aplikačních dávek. ⁶ U lékařů, radiologických asistentů a zdravotních sester lze očekávat zvýšené profesní ozáření horních končetin, ke kterému dochází při aplikaci radiofarmak. Lze však očekávat i zvýšené celotělové profesní ozáření, ke kterému dochází v průběhu aplikace radiofarmaka pacientovi, a také při případném dalším kontaktu s již naaplikovaným pacientem.

Instrumentace v nukleární medicíně a radiofarmacii byla dříve určena spíše technologům v radiofarmaceutické přípravě – farmaceutům, farmaceutickým asistentům a odborným pracovníkům v laboratorních metodách a v přípravě léčivých přípravků. Takto zvolený způsob přípravy aplikačních dávek je využíván na mnoha pracovištích u nás i v zahraničí po dobu více než dvaceti let. Využití instrumentace k aplikaci především radiofarmak emitujících pozitrony je vývojově mladší a posouvá tento pokročilý nástroj RO k dalším profesím – aplikujícím lékařům a nelékařským zdravotnickým pracovníkům – radiologickým asistentům a sestrám. S navyšující se poptávkou po teranostice se instrumentace posouvá i k aplikaci terapeutických radiofarmak, tedy i do těch provozů, které s ohledem na RO pracoviště instrumentaci dříve nevyužívaly a ani nepotřebovaly využívat.

Zvýšená poptávka po instrumentální technologii k přípravě anebo aplikaci radiofarmak je tak pochopitelně následována výrobci těchto technologií. V poslední době se tak na pracovištích nukleární medicíny objevují nová a užitečná zařízení, která ovlivňují kromě způsobu práce napříč všemi profesemi také jejich dozimetrii.

Obsahem tohoto sdělení je jednoduchý přehled této více či méně dostupné technologie. V praktické části se zabýváme výsledky profesního ozáření lékařů, která byla na našem pracovišti touto technologií ovlivněna.

 

Rad-Inject

Plně automatický injektor Rad-Inject od výrobce Tema Sinergie, Faenza, Itálie (Obr. 1) umožňuje uskutečnit aplikaci radiofarmak emitujících pozitrony s cílem redukovat kontakt aplikujícího personálu s radiofarmakem v injekční stříkačce v průběhu aplikace, ale i naaplikovaným pacientem po aplikaci radiofarmaka. Při instrumentální aplikaci radiofarmaka tak aplikující pracovník nebere stíněnou injekční stříkačku s radiofarmakem do rukou a neaplikuje radiofarmakum manuálně do žilního systému pacienta. Stíněná injekční stříkačka s obsahem radiofarmaka a připojeným injektorem Rad-Inject je umístěna na stíněném aplikačním stojanu, aplikace je odstartována stisknutím tlačítka k aplikaci, čímž dochází ke spuštění časovače, kdy aplikující lékař opouští aplikační místnost. Následně dochází k aplikaci radiofarmaka do kanylou zajištěného žilního systému pacienta. Po aplikaci radiofarmaka aplikační pumpa automaticky nabere malé množství fyziologického roztoku (dle nastavení systému 5–10 ml) a tímto roztokem propláchne injekční stříkačku, čímž naaplikuje i reziduum radiofarmaka do žilního systému pacienta. Při tomto způsobu aplikace radiofarmaka se snižuje kontakt aplikujícího pracovníka s aplikační dávkou radiofarmaka, ale i s pacientem. Je však nutné si uvědomit, že radiofarmakum musí být radiofarmaceutem v prvním kroku připraveno do aplikační dávky, následně umístěno do aplikačního stojanu (radiofarmaceutem nebo radiologickým asistentem) a v posledním kroku musí radiologický asistent pacientskou kanylu po aplikaci radiofarmaka odpojit a zaslepit oboustrannou zátkou. Při těchto činnostech dochází k profesnímu ozáření. Aplikátor Rad-Inject je kompatibilní se systémem µDDS-A (Tema Sinergie, Faenza, Itálie) pro rozplnění radiofarmak v laminárním boxu nebo systémem KARl100 (Tema Sinergie, Faenza, Itálie) pro přípravu aplikační dávky radiofarmaka přímo v aplikační místnosti. Tento způsob aplikace vede ke snížení profesního ozáření aplikujících pracovníků.

Medrad Intego

Medrad Intego (Bayer Medical Care Inc., Indianola, USA) (Obr. 2) je mobilní, stíněný, automatický infuzní systém určený k podání radiofarmak [¹⁸F]FDG a Na[¹⁸F]. Představuje tedy aplikační pumpu, která ze zásobní lahvičky radiofarmaka dávkuje radiofarmakum (aplikační dávku) konkrétnímu pacientovi. Systém využívá specifický spotřební materiál – tzv. zdrojový aplikační set (Source Administration Set – SAS) a tzv. pacientský aplikační set (Patient Administration Set – PAS). SAS je systém hadiček a rezervoáru, na který je napojena lahvička se zásobním roztokem radiofarmaka a vak s fyziologickým roztokem pro ředění radiofarmaka a proplach setu. Aplikace radiofarmaka je ovládána přes dotykový panel zařízení. Pacientovi je podáno radiofarmakum prostřednictvím jednorázového PAS, po aplikaci radiofarmaka je pacientský set propláchnut fyziologickým roztokem s cílem naaplikovat i reziduální aktivitu a propláchnout tak PAS. I při tomto způsobu aplikace radiofarmaka se snižuje kontakt aplikujícího pracovníka s aplikační dávkou radiofarmaka, ale i s pacientem v průběhu aplikace. Tím, že systém nepřipravuje aplikační dávku radiofarmaka, ale rovnou radiofarmakum aplikuje, odpadá manuální kontakt s radiofarmakem v průběhu jeho přípravy. Opět je však nutné odpojit a zaslepit pacientskou kanylu po aplikaci radiofarmaka. Tento způsob aplikace tak vede ke snížení profesního ozáření aplikujících pracovníků. Zkušenosti s Medrad Intego jsou známy z mnoha pracovišť od nás i ze zahraničí. ^4,5,7

Iris

Injektor Iris (Comecer, Castel Bolognese, Itálie) (Obr. 3) představuje donedávna na českém trhu nedostupný infuzní systém určený k aplikaci radiofarmak značených fluorem-18, galliem-68 a luteciem-177 (ale i dalšími radionuklidy jako je měd-64, yttrium-90, technecium-99m, jod-123, jod-131 a radium-223). Jedná se (stejně jako Medrad Intego) o mobilní, stíněný, automatický infuzní systém, který využívá specifický spotřební materiál v podobě denního setu a jednorázového aplikačního setu pro pacienta. Stejně jako systém Medrad Intego je i Iris ovládán přes dotykový panel. Aplikační dávka radiofarmaka je před aplikací přeměřena v měřiči aktivity zařízení a následně podána prostřednictvím aplikačního setu. Po aplikaci radiofarmaka je jednorázový pacientský set propláchnut fyziologickým roztokem. Při tomto způsobu aplikace se snižuje manuální kontakt aplikujícího pracovníka nejen s aplikační dávkou radiofarmaka, ale i s pacientem v průběhu aplikace. Tím, že systém Iris aplikuje radiofarmakum přímo ze zásobní lahvičky, opět odpadá i zde kontakt radiofarmaceuta s radiofarmakem v průběhu jeho přípravy. Po aplikaci radiofarmaka je nutné odpojit a zaslepit pacientskou kanylu.

Aster

Aster od Tema Sinergie, Faenza, Itálie (Obr. 4) je nový aplikační systém (dostupnost pravděpodobně v průběhu jara 2024) určený k aplikaci terapeutických radiofarmak v rámci teranostiky. Skládá se z aplikačního stojanu, průhledného stíněného kontejneru z olovnatého skla pro vložení lahvičky se zásobím roztokem radiofarmaka a infuzní pumpy. Systém využívá specifický spotřební materiál – jednorázový pacientský aplikační set. Aplikační dávka radiofarmaka (zásobní lahvička s radiofarmakem) je před aplikací přeměřena v externím měřiči aktivity v laminárním boxu, následně je přemístěna do stíněného kontejneru a společně s ním instalována na aplikační stojan. Aplikace radiofarmaka je realizována přes jednorázový aplikační set prostřednictvím infuzní pumpy. Po aplikaci radiofarmaka jsou zásobní lahvička a jednorázový pacientský set propláchnuty fyziologickým roztokem. Při tomto způsobu aplikace se snižuje manuální kontakt aplikujícího pracovníka s aplikační dávkou radiofarmaka v průběhu jeho aplikace. Dochází však ke kontaktu radiofarmaceuta s aplikační dávkou radiofarmaka v průběhu přeměřování a vkládání do stíněného kontejneru. Po aplikaci radiofarmaka je opět nutné odpojit a zaslepit pacientskou kanylu.

Theranojet®ARA

Theranojet®ARA (Lemer Pax, La Chapelle-sur-Erdre, Francie) (Obr. 5) je další nový mobilní stíněný injekční systém k aplikaci teranostických radiofarmak značených především luteciem-177 (ale i terbiem-161, radiem-223 a aktiniem-225) pro cílenou radionuklidovou terapii. Vzhledem k tomu, že Lemer Pax nemá v České republice zastoupení, je tento systém pro česká pracoviště těžko dostupný. Systém se opět skládá ze stojanu, průhledného stíněného kontejneru z olovnatého skla pro vložení lahvičky se zásobním roztokem radiofarmaka, infuzní pumpy a stínících krytů. Postup aplikace radiofarmaka je identický se systémem Aster.

Materiál a metoda

Jako zdroj dat pro tuto práci byla využita provozní dokumentace Oddělení nukleární medicíny Masarykova onkologického ústavu (ONM MOÚ). Jedná se o záznamy osobní dozimetrie aplikujících pracovníků, v našem případě lékařů, a záznamy analyzující proces aplikace radiofarmak emitujících pozitrony. Pro potřebu naší práce byla tato data anonymizována.

Sledovaným a hodnoceným parametrem této práce jsou průměrné a kolektivní celotělové dávky na tělo a na horní končetiny za období let 2014 až 2023, které byly kalkulovány z jednotlivých osobních dávek každého pracovníka. Tyto roční dávky byly dále hodnoceny a porovnávány s ročními dávkami za předcházející období.

Vyhodnocené roční dozimetrické výsledky jsou použitelné k retrospektivnímu zhodnocení systému RO pracoviště a také jako podklady pro kontinuální nastavování systému RO pracoviště. Ke sledování celotělového ozáření jsou využívány dozimetry OSL (In Light Model 2, Landauer, Glenwood, USA). Ke zjištění ozáření horních končetin jsou využívány TL dozimetry (Landauer, Glenwood, USA). Vyhodnocení osobních dozimetrů je realizováno v souladu      s Programem monitorování v měsíční periodicitě.

Dozimetrie je zpracována do tabulek, dozimetrické trendy jsou souhrnně vyneseny v grafu.

Výsledky byly statisticky zhodnoceny pomocí aritmetického průměru, směrodatné odchylky (SD) a mediánu hodnot. Pomocí nepárového dvouvýběrového t-testu byly výsledky statisticky testovány s cílem zhodnotit, zda při porovnání jednotlivých dozimetrických období došlo ke statisticky významné změně.

 

Výsledky

Instrumentace v aplikaci radiofarmaka [¹⁸F]FDG byla na pracovišti zavedena v roce 2016 společně s přípravou tohoto radiofarmaka pomocí zařízení KARl100. Tento způsob aplikace znamenal pokles kolektivních a individuálních dávek v celotělové i prstové dozimetrii aplikujících pracovníků.

V celotělové dozimetrii (Tab. 1) byla sledována stagnace kolektivních dávek profesního ozáření až do roku 2015. K poklesu kolektivních dávek celotělové dozimetrie došlo od okamžiku zavedení instrumentální aplikace radiofarmaka [¹⁸F]FDG v polovině roku 2016. Zatímco v prvním pololetí roku 2016 (tedy před zavedením instrumentální aplikace radiofarmaka) byla v celotělové dozimetrii dosažena kolektivní dávka 1,73 mSv, v následujícím pololetí roku 2016 byla kolektivní hodnota snížena instrumentací na 0,42 mSv. Tento rozdíl byl statisticky významný (p=0,001). Od roku 2017 kolektivní hodnota celotělového ozáření aplikujících pracovníků dále klesala (při porovnání roku 2016 a 2017 lze hovořit o statisticky významném rozdílu – p=0,031) a v roce 2020 byla hodnota kolektivního (a tedy i individuálního) celotělového ozáření aplikujících pracovníků pod úrovní měřitelnosti OSL dozimetru (méně než 0,05 mSv – numericky vyjádřeno jako 0,00 mSv). Individuální maxima celotělové dozimetrie byla udržována do roku 2015 na hodnotě kolem 1,5 mSv/rok, v dalších letech klesla pod hodnotu 1 mSv/rok a v letech 2021 a 2022 dosahují hodnot na hranici měřitelnosti. V roce 2018 byla individuální maximální dávka na tělo 0,09 mSv/rok u jednoho aplikujícího pracovníka, u ostatních aplikujících pracovníků byla na neměřitelných hodnotách. Numericky se tak hodnota individuální maximální dávky na tělo stala i hodnotou kolektivní dávky na tělo (analogická situace byla i v letech 2021 a 2022, zde se však jednalo o hodnotu 0,05 mSv/rok). Od roku 2017 byla průměrná hodnota a hodnota mediánu pod hodnotou měřitelnosti OSL dozimetru.

 

[mSv]	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023	2023 vs. 2014 [%]
kolektivní dávka na tělo	5,60	5,07	2,15	0,21	0,09	0,22	0,00	0,05	0,05	0,38	- 93,2
individuální maximální dávka na tělo	1,74	1,55	0,69	0,05	0,09	0,11	*	0,05	0,05	0,22	- 87,4
průměrná hodnota ± SD	0,80 ± 0,49	0,72 ± 0,49	0,24 ± 0,23	*	*	*	*	*	*	*	**
median	0,89	0,75	0,11	*	*	*	*	*	*	*	**
počty aplikací	4350	4541	4135	4464	4611	4587	5236	5080	5009	4987	+ 14,6
počet pracovníků	7	7	9	9	10	10	11	12	13	14	+ 100,0

Tab. 1 Celotělová dozimetrie aplikujících pracovníků v období 2014–2023.
*Hodnota je numericky pod hodnotou měřitelnosti OSL dozimetru.
** Procentuálně vyjádřená změna je nerelevantní.

 

[mSv]	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023	2023 vs. 2014 [%]
kolektivní dávka na prsty	104,9	81,2	25,1	11,8	7,3	9,0	11,7	3,4	3,0	5,4	- 94,9
individuální maximální dávka na prsty	22,9	19,1	4,6	4,1	3,2	2,1	4,3	1,0	1,1	1,4	- 93,9
průměrná hodnota ± SD	15,0 ± 5,1	11,6 ± 3,6	2,8 ± 1,7	1,3 ± 1,1	0,7 ± 0,9	0,9 ± 0,7	1,1 ± 1,2	0,3 ± 0,3	0,2 ± 0,3	0,4 ± 0,5	- 98,7
median	12,0	11,8	3,3	1,2	0,4	0,7	0,6	0,1	*	0,2	- 98,3
počty aplikací	4350	4541	4135	4464	4611	4587	5236	5080	5009	4987	+ 14,6
počet pracovníků	7	7	9	9	10	10	11	12	13	14	+ 100,0

Tab. 2 Prstová dozimetrie aplikujících pracovníků v období 2014–2023.
*Hodnota je numericky pod hodnotou měřitelnosti TL dozimetru.

 

 

Ve výsledcích prstové dozimetrie (Tab. 2) sledované skupiny aplikujících pracovníků je patrný pokles z hodnoty kolektivní dávky 104,9 mSv/rok v roce 2014 na hodnotu 81,2 mSv/rok v roce 2015. Za zmínku jistě stojí výrazný pokles v prstové dozimetrii v roce 2016 způsobený využitím instrumentace při aplikaci radiofarmak emitujících pozitrony. Tento rozdíl byl statisticky významný (p=0,001). V první polovině roku 2016 (před zavedením aplikace [¹⁸F]FDG pomocí Rad-Inject) byla kolektivní hodnota prstové dozimetrie 22,9 mSv, v následujícím pololetí po zavedení instrumentace byla kolektivní hodnota prstové dozimetrie aplikujících pracovníků pouze 2,2 mSv (redukce o 90 %).

Od roku 2017 kolektivní hodnota ozáření prstů aplikujících pracovníků dále klesala (při porovnání roku 2016 a 2017 lze hovořit opět o statisticky významném rozdílu – p=0,015). Hodnota individuálního maxima prstové dozimetrie byla stlačena až na hodnotu 1 mSv/rok (v roce 2021), v následujících letech hodnota individuálního maxima opět narůstá na hodnoty 1,1 mSv/rok v roce 2022 a 1,4 mSv/rok v roce 2023, zdaleka však nedosahuje hodnot před zavedením instrumentální aplikace.

Vývoj průměrné dávky na prsty včetně SD v čase je zachycen v grafu – Graf 1, narušení poklesu hodnot bylo sledováno v roce 2019 a 2020.

Diskuze

Automatizovaná příprava radiofarmak, která využívá různá automatická nebo poloautomatická zařízení pro přípravu jednotlivých aplikačních dávek, je používána především při práci s radiofarmaky emitujících pozitrony již bezmála dvě desetiletí. Není však jedinou možností optimalizace RO personálu na pracovištích nukleární medicíny.

K profesnímu ozáření dochází při manipulaci s radiofarmaky napříč všemi profesemi, které jsou zapojeny do komplexu činností, které zabezpečují diagnosticko-terapeutickou péči v nukleární medicíně.

K optimalizaci RO aplikujících pracovníků mohou být pracoviště vybavena různými injektory, automatickými aplikátory a aplikačními pumpami radiofarmak. Tato zařízení redukují kontakt aplikujícího pracovníka s radiofarmakem v injekční stříkačce při manuální aplikaci (redukce profesního ozáření horních končetin), ale způsobem aplikace také redukují celotělový kontakt s aplikovaným pacientem v průběhu a po aplikaci radiofarmaka (redukce profesního celotělového ozáření).

Zkušenosti s instrumentovanou aplikací radiofarmak emitujících pozitrony z jiných pracovišť jsou rovněž dostupné. Porovnání výsledků redukce profesního ozáření v publikacích s výsledky z našeho pracoviště je vzhledem k používání odlišných zařízení k aplikaci, ale i vzhledem k odlišným profesím aplikujícím radiofarmaka, problematické.

Publikace autorů Covens P. et al. z roku 2010 se zabývá kromě přípravy radiofarmaka [¹⁸F]FDG také jeho aplikací pomocí zařízení Posijet. ⁸ Použitím tohoto zařízení při aplikaci [¹⁸F]FDG je dosaženo 50% redukce profesního ozáření na tělo. Autorský kolektiv Schleipman A. R. et al. v práci z roku 2012 využívá jako nástroj optimalizace RO aplikátor Medrad Intego. ⁴ Při instrumentální aplikaci radiofarmaka dosahují 90% redukce profesního ozáření na prsty a na tělo. Profesní ozáření je vztaženo k jednotkovému množství aktivity aplikovaného radiofarmaka. Také Lecchi M. et al. v publikaci z roku 2012 popisuje redukci profesního ozáření pomocí aplikátoru Medrad Intego. ⁵ Instrumentální způsob aplikace radiofarmaka redukoval profesní ozáření na prsty o 94 %, celotělová profesní ozáření byla redukována o 38 %. Pro porovnání s naším pracovištěm práce neuvádí kolektivní ani individuální dávky na prsty a na tělo, tyto dávky opět vztahuje k jednotkovému množství aplikovaného radiofarmaka.

Ferretti A. et al. v práci z roku 2020 porovnává manuální aplikaci radiofarmaka [¹⁸F]FDG s instrumentální aplikací pomocí Rad-Inject. ⁹ Použitím Rad-Inject popisují redukci profesního ozáření na prsty o 96 % a 77% redukci profesního ozáření na tělo.

Vzhledem k tomu, že v MOÚ využívá každý aplikující pracovník pouze jeden OSL a TL dozimetr pro přípravu radiofarmak k diagnostice, emitujících gama záření a pozitrony, k terapii, mohou být výsledky prstové i celotělové dozimetrie částečně ovlivněny i těmito nePETovými aplikacemi.

I přes maximální snahu našeho pracoviště využívat automatizaci při aplikaci radiofarmak emitujících pozitrony, bude i nadále využívána i jejich manuální aplikace. Tento způsob aplikace tak má jistě podíl na zhoršení celkových dozimetrických výsledků ovlivněných instrumentací. Manuální aplikace je na pracovišti MOÚ využívána k aplikaci radiofarmak značených galliem-68 ([⁶⁸Ga]DOTATOC a [⁶⁸Ga]PSMA-11), uhlíkem-11 ([¹¹C]methionin) a fluorem-18 ([¹⁸F]flutemetamol, [¹⁸F]fluciklovin, [¹⁸F]FMISO). Porovnání množství aplikací manuálně a instrumentálně je zachycen v grafu – Graf 2.

 

Závěr

Instrumentovaná aplikace radiofarmak emitujících pozitrony umožnila redukci dozimetrických hodnot aplikujícího personálu. Na pracovišti ONM MOÚ byl tento způsob aplikace zaveden v průběhu roku 2016 a umožnil pokles nejen v prstové, ale i celotělové dozimetrii aplikujících pracovníků. V prstové dozimetrii klesala hodnota individuálního maxima z 19,1 mSv/rok v roce 2015 přes 4,6 mSv/rok v roce 2016 až na hodnotu 1,4 mSv v roce 2023 (redukce o 94 %). Kolektivní dávky v prstové dozimetrii byly u aplikujících pracovníků sníženy o 95 % z kolektivní hodnoty 81,2 mSv/rok v roce 2015 (před zavedením instrumentální aplikace) až na kolektivní hodnotu 5,4 mSv/rok v roce 2023.

V celotělové dozimetrii aplikujících pracovníků byl zaznamenán pokles hodnoty individuálního maxima z 1,55 mSv/rok v roce 2015 přes 0,69 mSv/rok v roce 2016 až na současnou hodnotu ve výši 0,22 mSv/rok v roce 2023 (redukce o 87 %). Při kalkulaci kolektivních dávek celotělové dozimetrie aplikujících pracovníků došlo vlivem instrumentace k redukci z 5,07 mSv/rok v roce 2015 na současnou kolektivní hodnotu 0,38 mSv/rok (redukce o 93 %).

 

Práce byla podpořena: MZ ČR – RVO (MOÚ, 00209805, institucionální podpora MOÚ).