Dosimetrie eines Blutbestrahlungsgerätes

Zusammenfassung

Hintergrund

Blut und Blutpräparate werden in der Tumorchirurgie zur Verhinderung der Graft-versus-host-Erkrankung (GVHD) bei immunsupprimierten Patienten und zur Tumorzellelimination bei der intraoperativen Autotransfusion eingesetzt. Für diese Bestrahlungen werden in verstärktem Maße spezielle Gamma-Blutbestrahlungsgeräge verwendet. Der Hersteller liefert für diese Geräte einen Dosisleistungs-Kalibrierwert, meist für den vollständig gefüllten Behälter. Da aber verschiedene Nutzer unterschiedliche Mengen handhaben, ist es nötig, den Einfluß der Füllmenge auf die Absolutdosis in einem Referenzpunkt und die Dosisverteilung im Bestrahylungsvolumen zu untersuchen.

Material und Methoden

An einem mit zwei¹³⁷Cs-Quellen bestückten Blutbestrahlungsgerät IBL 437C der Firma CIS Diagnostik wurde die Dosisleistung in der Mitte des leeren Behälters mit Fricke-Lösungs-Ampullen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gemessen. Mit Hilfe von thermolumineszenzdosimetrischen Vergeleichsmessungen (TLD) wurden Anschlußmessungen für verschiedene Befüllungszustände des Bestrahlungsbehälters durchgeführt. So wurde die Dosimetrie eines realistisch befüllten, des komplett gefüllten und des leeren Behälters untersucht. Für die Bestrahlung von Blutbeuteln ist die Kenntnis der Dosisverteilung im bestrahlten Volumen wichtig. Diese Verteilungen konnten im leeren und im mit zewi Blutbeuteln gefüllten Behälter mittels TLD bestimmt und als Dosis-Volumen-Histogramme (DVH) dargestellt werden. Für den vollständing gefüllten Behälter wurde das MR-Fricke-Gel-Verfahren zur Messung des DVH herangezogen.

Ergebnisse

Die TLD-Messung im Zentrum des vollen Behälters lieferte im Vergleich zum Herstellerzertifikat einen um 4,8% erhöhten Dosisleistungswert. Aus den Fricke-Lösungs-Messungen in Luft in Kombination mit TLD-An-schlußmessungen konnten Werte für die Bandbreite der Dosierung bei verschiedenen Füllungszuständen gewonnen werden. So ergaben sich für die Grenzwerte leerer und vollständig mit Wasser gefüllter Behälter Über-bzw. Unterdosierungen im Behälterzentrum von 117,5% bzw. 94% im Vergleich zu dem mit realistischer Füllung (zwei Beutel) ermittelten Ergebnis. Axiale Dosisverteilungen und DVH wurden für die drei Füllzustände ermittelt.

Schlußfolgerung en

Wir empfehlen, vor Inbetriebnahme eines Blutbestrahlungsgerätes eine für die jeweilige Befüllungssituation gültige Dosisleistungsmessung zur Bestimmung der Bestrahlungszeiten durchzuführen. Die in dieser Arbeit für eine realistische Füllung und die Grenzwerte leerer bzw. voller Behälter angebenen DVH erlauben dann eine Abschätzung der Dosisvarianz im bestrahlten Blutvolumen.

Abstract

Background

Blood and blood products are irradiated to avoid the graft-versus-host disease (GVHD) in immunsuppressed patients and to destroy tumor cells during the intra-operative autotransfusion in tumor sugery. For that purpose more and more dedicated gamma irradiators are used. In most cases the equipment is supplied with a dose calibration factor for a totally filled irradiation canister. As users handle different blood product volumes, it is necessary to investigate the influence of the irradiated blood volume on the absolute dose in a reference point and the dose distribution in the irradiation volume.

Material and Methods

The dose rate in the center of an empty irradiation canister of an IBL 437C blood irradiator (CIS Diagnostik) was investigated by means of Fricke solution dosimeters from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Using thermoluminescence dosimetry (TLD) this value could be transferred to a situation with an empty or completely filled respectively with 2 blood samples (270 ml each) filled canister. Also essential for the irradiation of blood is the knowledge of the dose distribution in the irradiated volume. The distributions in the empty and the realistic filled canister were measured by positioning the TLD on the plexiglas holder in a regular pattern. The case of a completely filled container was investigated by means of the MR Fricke gel dosimetry. All distributions are presented as dose-volume-histograms (DVH).

Results

The TLD-measurement in the center of the completely filled canister yielded a 4.8% higher dose rate value as compared to the suppliers certificate. From the investigations using the Frickes solution dosimeters in air combined with TLD-measurements values for the complete bandwidth of different container fillings could be derived. So the dose rate in the centre of the canister in the boundary conditions empty and full canister as compared to the values for the realistic filling condition (2 bags) are 117.5% and 94% respectively. Axial dose distributions and DVH have been determined for the 3 filling conditions.

Conclusions

We recommend a dose calibration measurement of a blood irradiator to determine the irradiation times for the chosen filling condition, which is typical for the hospital. The DVH presented in this work can be used to derive a value for the dose variance within the irradiated blood.