Radiation protection and personal dosimetry in a core facility for multimodal small animal imaging

Rofo. 2024 Dec 4. doi: 10.1055/a-2462-2419. Online ahead of print.
[Article in English, German]

Abstract

Clinical imaging techniques such as positron emission tomography (PET) in combination with computed tomography (CT) are increasingly being used in biomedical research involving small animal models. The handling of open radioactive substances (radiopharmaceuticals) necessary for PET imaging requires prior official authorization for handling, the application of radiation protection principles, and regular training. The overriding aim of radiation protection is to protect the personnel directly involved, other persons, and the environment from the harmful effects of ionizing radiation.This paper aims to provide an overview of the regulatory requirements of the Radiation Protection Act (StrlSchG), the Radiation Protection Ordinance (StrlSchV), and the associated standards and guidelines. Furthermore, their implementation in practical work in small animal imaging using PET/CT is shown. We will focus on the individual steps of the imaging process, from delivery of the radiopharmaceuticals to waste disposal. This should provide interested researchers with an initial overview of the safe and successful use of the method. In addition, exposure values from the last six years in the literature were analyzed. While personal dosimetric monitoring in clinical PET/CT imaging has been extensively published, there is no published data known to us for personnel for PET/CT research with small animals. The evaluation of the personal dosimetric monitoring of our small animal imaging facility with 7 employees over 4 years revealed an increased personal and finger dose normalized to the injected activity and compared to human PET/CT imaging. Nevertheless, the annual personal dose or annual finger dose in small animal imaging (Hp(10): 1.7 mSv, Hp(0.07): 64 mSv) is lower than for personnel performing human PET/CT imaging at the local University Department of Nuclear Medicine (Hp(10): 3.8 mSv, Hp(0.07): 156 mSv) or published values, and is well below the legally permissible maximum dose of 20 or 500 mSv per year.The increasing use of PET/CT in small animal research can be safely utilized if the radiation protection principles are implemented and continuously trained. · PET/CT imaging in small animals is increasingly used in biomedical research.. · Radiation protection laws and guidelines have to be known and are relevant in animal experiments.. · Compared to published values from human medicine, activity-specific employee doses are increased in the presented imaging facility.. · The legal personal dose in the studied imaging facility is below legal limits.. · Schildt A, Sänger P, Lütgens M et al. Radiation protection and personal dosimetry in a core facility for multimodal small animal imaging. Fortschr Röntgenstr 2024; DOI 10.1055/a-2462-2419.

In der biomedizinischen Forschung mit Kleintieren werden zunehmend klinische Bildgebungsverfahren wie die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) in Kombination mit der Computertomografie (CT) genutzt. Der für die PET-Bildgebung nötige Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen (Radiopharmaka) erfordert sowohl die vorherige behördliche Genehmigung des Umgangs, die Anwendung von Strahlenschutzgrundsätzen als auch regelmäßiges Training. Das übergeordnete Ziel des Strahlenschutzes ist sowohl das direkt tätige Personal als auch sonstige Personen und die Umwelt vor der schädlichen Wirkung ionisierender Strahlung zu schützen.Diese Arbeit zielt darauf ab, einen Überblick über die regulatorischen Anforderungen aus dem Strahlenschutzgesetz (StrlSchG), der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) und den assoziierten Normen und Richtlinien darzustellen. Weiterhin wird deren Umsetzung beim praktischen Arbeiten in der Kleintierbildgebung mittels PET/CT aufgezeigt. Hierbei konzentrieren wir uns auf die einzelnen Arbeitsschritte der Bildgebung vom Empfang der Radiopharmaka bis zur Entsorgung des Abfalls. Dies soll interessierten Forschenden eine erste Übersicht über die sichere und erfolgreiche Nutzung der Methode bieten. Außerdem wurden Expositionswerte der letzten sechs Jahre mit einer Literaturanalyse erschlossen. Während die personendosimetrische Überwachung bei der klinischen PET/CT-Bildgebung umfangreich publiziert wurde, gibt es keine uns bekannten publizierten Daten für das Personal in der präklinischen PET/CT-Forschung mit Kleintieren. Die Auswertung der personendosimetrischen Überwachung unserer Kleintierbildgebungseinrichtung mit 7 Mitarbeitenden über 4 Jahre ergab eine, im Vergleich zur humanen PET/CT-Bildgebung, erhöhte Personen- und Fingerdosis normiert auf die injizierte Aktivität. Dennoch ist die Jahrespersonen- oder Jahresfingerdosis in der Kleintierbildgebung (Hp(10): 1,7 mSv, Hp(0,07): 64 mSv) geringer als in der humanen PET/CT-Bildgebung der lokalen universitären Klinik für Nuklearmedizin (Hp(10): 3,8 mSv, Hp(0,07): 156 mSv), bzw. publizierten Werten und unterschreitet die gesetzlich zulässige maximale Dosis von 20 bzw. 500 mSv pro Jahr weit.Die zunehmende Anwendung von PET/CT in der Kleintierforschung bei Umsetzung und kontinuierlichem Training der Strahlenschutzgrundsätze ist somit sicher nutzbar. · Die PET/CT-Bildgebung bei Kleintieren wird in der biomedizinischen Forschung zunehmend eingesetzt.. · Strahlenschutzgesetze und -richtlinien müssen bekannt sein und auch bei Tierversuchen angewendet werden.. · Im Vergleich zu publizierten Werten der Humanmedizin ist die aktivitätsspezifische Mitarbeiterdosis in der betrachteten Kleintierbildgebungseinrichtung erhöht.. · Die gesetzlichen Personendosis-Grenzwerte werden in der vorgestellten Kleintierbildgebung unterschritten.. · Schildt A, Sänger P, Lütgens M et al. Radiation protection and personal dosimetry in a core facility for multimodal small animal imaging. Fortschr Röntgenstr 2024; DOI 10.1055/a-2462-2419.