CH626467A5

CH626467A5 -

Info

Publication number: CH626467A5
Application number: CH43076A
Authority: CH
Inventors: Ivan Dr Benes; Wolfgang Dr Mueller-Duysing; Fritz Dr Heinzel
Original assignee: Benes Ivan; Mueller Wolfgang Duysing; Heinzel Fritz
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1976-01-14
Publication date: 1981-11-13
Also published as: NL7700309A; ATA15077A; FR2338553A1; SE7700179L; GB1574444A; AU2129177A; DE2701027A1; FR2338553B1; SE426532B; AT368315B; IT1117661B; JPS6048719B2; US4229300A; JPS5331100A; AU510404B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Entfernung von Radiojod aus Urin gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Seit mehr als 30 Jahren wird das 13II-Radiojod routinemäs-sig mit gutem Erfolg zur Therapie vieler Schilddrüsenerkrankungen verwendet. Zur Radiojodtherapie wird dem Patienten l31I-Jod, seltener auch 12SI-Jod, in Form eines trägerfreien Jodids in Aktivitäten von einigen mCi bis zu 300 mCi auf einmal verabreicht. Je nach der Speicherung des Schilddrüsengewebes, des Schilddrüsen-Primärtumors oder der Fernmetastasen beim Schilddrüsenkarzinom und je nach Jodination, Jodisation und Inkretion wird ein mehr oder weniger grosser Teil des verabreichten Radiojods als anorganisches Jodid oder organisch gebundenes Jod (L-Trijodthyronin, L-Thyroxin, Monojod- und Dijodthirosin oder an plasmatischen Proteinen) auf dem renalen Wege ausgeschieden. Die 131I-Jodaktivitäten, welche über die Speicheldrüsen und Magensekretion ausgesondert werden, werden teilweise im Ileum zurückresorbiert und teilweise mit dem Stuhl ausgeschieden. Die Radiojod-Exkretion durch den Stuhl ist im Vergleich zu den renalen Ausscheidungen sehr klein. Die Radiojod-Exkretion über die Nieren liegt im Bereich 50-70%, bei den Schilddrüsenmetastasen sogar bis zu 83% der verabreichten Aktivität in 48 Stunden. Dagegen liegt die Aus-scheidùng des Radiojods im Stuhl maximal bei 6% der applizierten Aktivität. Nach Skause (1) und unseren eigenen Messungen liegt die totale Radiojodausscheidung über die Nieren, je nach der Schilddrüsensituation, im Bereich zwischen 70 und 90% der applizierten Aktivität.

Die Radiojod-Urinexkretion ist indirekt abhängig von der Jodination und direkt von der Jodisation bzw. Inkretion der Schilddrüse. Von diesen Vorgängen hängt es auch ab, ob das Jod in anorganischer Form oder organisch gebunden über die Harnwege ausgeschieden wird. Bei verminderter Jodspeiche-rung, wie es bei der Therapie von Schilddrüsenkarzinom-Fernmetastasen nach Schilddrüsenelimination vorkommt, ist der Prozentsatz der Radiojodausscheidung sehr hoch und erreicht

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

626467

fast 90% der applizierten Aktivität in 48 Stunden. Das ausgeschiedene Jod liegt als anorganisches Jod vor. Dagegen ist bei den Hyperthyreosen und toxischen Adenomen die Radiojodaufnahme beschleunigt und somit die Exkretion des verabreichten Radiojods wesentlich vermindert. In den ersten 48 Stunden werden nur 17% bis maximal 30% des anorgansichen Jods ausgeschieden. Die weitere Radiojodausscheidung erfolgt verzögert. Auf Grund des höheren und beschleunigten Metabolismus liegt das Radiojod zum Teil auch organisch gebunden im Trijodthyronin, Thyroxin, Mono- und Dijodthyronin, oder in plasmatischen Eiweissstoffen vor.

Mittels Ganzkörpermessungen an Patienten mit Schilddrü-senmalignomen unter Radiojodtherapie haben wir festgestellt, dass in 48 bis spätestens jedoch in 72 Stunden 87 bis 90% der applizierten Aktivität ausgeschieden werden (2): Die totale Ausscheidung beträgt dann in 5 Tagen 98 bis 99,5%.

Bei Patienten mit Schilddrüsenmalignomen müssen zur Therapie sehr hohe Aktivitäten von durchschnittlich 100 bis 200 mCi auf einmal verabreicht werden. Das bedeutet, dass in den ersten 2 bis 3 Tagen aus dem Patientenkörper auf dem renalen Wege zwischen 80 bis 180 mCi an ,31I-Jod eliminiert werden. Solche Harnaktivitäten liegen wesentlich über den Werten, die nach der Strahlenschutzverordnung in die öffentliche Kanalisation abgegeben werden dürfen. Es bestehen nur sehr wenige nuklearmedizinische Kliniken mit speziellen Toiletten mit eigenen isolierten, für die Sammlung von Radionukliden geeigneten und überwachten Abfluss-Systemen und Abklingtank. Die einzige andere legale Möglichkeit liegt in der Sammlung der einzelnen Portionen hoch radioaktiver Exkrete und ihrer Lagerung in einem Abklingraum mindestens über 10 Halbwertszeiten (= 80 Tage). Dabei besteht immer eine ernsthafte Gefahr für das Pflegepersonal von seiten der Strahlenbelastung. Ausserdem sind bei diesem Verfahren Kontaminationen von Personen, Räumen und Apparaturen nur sehr schwer zu vermeiden, neben einer umständlichen Arbeit mit menschli- • chen Exkreten. Die Lagerung der hochaktiven Exkrete bringt ausserdem Konservierungsprobleme zur Verhütung von Gärungsprozessen mit sich. Vielerorts wird die Sammlung und Aufbewahrung der radioaktiven Exkrete vollkommen übergangen, und den Patienten wird erlaubt, normale Toiletten zu benutzen. Dadurch werden auf Grund der medizinischen Anwendung täglich Hunderte mCi von 13'I-Jod-Aktivitäten in die Abwässer abgegeben.

Um die unangenehme Manipulation und Lagerung des hochaktiven Urins zu vermeiden, wurde ein Verfahren entwickelt, das auf der Bindung des Radiojods an einen Ionenaustauscher (Sephadex A-25) beruht (3). Diese auf den ersten Blick einfach und plausibel erscheinende Methode weist jedoch bei der praktischen Durchführung einige nicht akzeptable Nachteile auf:

1. Der Ionenaustauscher verliert ziemlich bald die Fähigkeit, das l3II-Jodid auszutauschen; die Ionenaustauscher-Portionen müssen also oft gewechselt werden.

2. Die Ionenaustauscher-Säule wird selbst bei Verwendung eines grobkörnigen Ionenaustauschers durch die im Harn bestehenden anorganischen und organischen Stoffe und Mikro-partikel verstopft, so dass der Harn bald nur noch tropfenweise durch die Säule fliesst.

3. Wegen der Anreicherung der Trennsäule mit hoch radioaktivem ,3lI-Jod ist die Regeneration eines Ionenaustauschers nicht sinnvoll. Somit ist dieses Verfahren wegen des relativ hohen Preises des Ionenaustauschers ziemlich kostspielig und wegen des öfteren Patronenwechsels (3 bis 4 pro Patient bei einem mittleren Urinvolumen von 200 ml) auch recht aufwendig.

4. Es wird selektiv nur Jod in anorganischer Form, zum Beispiel als Jodid oder Jodat abgefanen. Das organisch gebundene Jod kann mit diesem System nicht abgetrennt werden. Das bedeutet, dass schon von 4 Tagen an mehr als 15% des Radiojods durch die Ionenaustauscher-Kolonne hindurchfliesst.

Alle bekannten Verfahren zur Entfernung des Radiojods vom Urin sind umständlich, bilden eine potentielle Gefahr für zusätzliche Strahlenbelastung des Pflegepersonals oder weisen niedrigere und unsichere Ausbeute auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches in einfacher und kontinuierlicher Weise ohne Kontamination von Personen, Räumen und Apparaturen ausgeführt werden kann, welches ferner eine zuverlässige und hohe Ausbeute aufweist und welches eine feste, kompakte und entsprechend kleinvolumige, radioaktive Substanz liefert, die leicht und ohne Gefahr bis zum Abklingen der Radioaktivität strahlungssicher gelagert werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, mittels welcher das genannte Verfahren ohne manuelle Einwirkung automatisch ausgeführt werden kann.

Erfindungsgemäss weist das Verfahren der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf. Die Merkmale der erfin-dungsgemässen Einrichtung sind im Patentanspruch 6 angeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand einer in der einzigen Figur der beigelegten Zeichnung schematisch dargestellten Einrichtung zur Entfernung von Radiojod aus dem Urin eines Patienten und zur Ableitung des vom Radiojod befreiten Urins in die Kanalisation erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung umfasst einen in eine herkömmliche Klosettschüssel 1 eingelegten Einsatz 2 auf, der selbst schüsseiförmig ist und dazu dient, bei der bei Patienten verbreiteten Inkontinenz urinae et alvi den Urin vom Stuhl zu trennen und ein Ablaufen des radioaktiven Urins in die Kanalisation zu verhindern. Aus dem Einsatz 2 wird der radioaktive Urin über eine bis auf den Boden des Einsatzes 2 reichende Rohrleitung 3 mit Vakuum in eine Reaktionskammer 4 gepumpt. Die Reaktionskammer 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei elektrisch gesteuerten, je einen Behälter für eine Reaktionslösung umfassenden Dosiervorrichtungen 5 und 6 versehen, von welchen die eine zur Zugabe einer Trägersubstanz (zum Beispiel Kalium- oder Natriumjo-did, Silberjodid oder Silberchlorid) zum Urin und die andere zur Zugabe eines Silber- oder Quecksilbersalzes (zum Beispiel Silbernitrat, Silberacetat, Silberfluorid, Quecksilberchlorid) zum Urin dient. Durch eine Pumpe 7 mit zwei Funktionen, nämlich eine kombinierte Umwälz- und Druckpumpe, wird der Urin mit den zugegebenen Substanzen, das heisst zuerst mit der Träger-substanz und dann mit dem Silber- oder Quecksilbersalz durch Rühren gemischt. Dabei entsteht aus dem Radiojod, der Trägersubstanz und den Silber- oder Quecksilbersalzen sowie anderen im Urin anwesenden Anionen (Phosphaten, Sulfaten, Chloriden) ein unlöslicher Niederschlag.

Nach Ablauf der eingestellten Reaktionszeit wird die Umwälzpumpe 7 automatisch zur Druckpumpe umgeschaltet. Dadurch wird die Suspension des radioaktiven Niederschlages im Urin zu einer Filtrationseinheit 8 gepumpt. In der Filtrationseinheit 8, welche mit einem kompakten Filter 9 von grosser Oberfläche (Porenweite bis 0,5 Mikron) versehen ist, wird der radioaktive Niederschlag vom inaktiven bzw. sehr schwach radioaktiven Urin getrennt. Der radioaktive Niederschlag bleibt in den äusseren Schichten des Filters und kann jederzeit mit dem Filter oder auch ohne Filter entfernt werden. Die Reaktionskammer 4 und die Filtrationseinheit 8 sind mit einem Bleimantel 10 zur Abschirmung der radioaktiven Strahlung versehen.

Der inaktive Urin wird in einem Auffangbehälter 11 gesammelt. Seine Restradioaktivität wird mit einem Kontrollmonitor

5

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

626467

12 automatisch gemessen. Wenn die Radioaktivität des Harns im zulässigen Bereich liegt, wird der Harn mittels eines elektromagnetischen Ventils 13 in die Kanalisation geleitet. Wenn der Harn aufgrund irgendeines apparativen Versagens zu stark radioaktiv wird, löst der Kontrollmonitor Alarm aus, und das Abflussventil 13 bleibt blockiert, Durch diese Kontrolle sollen radioaktive Kontaminationen des Abflusses vermieden werden.

Zwischen dem Auffangbehälter 11 für den inaktiven Urin und der Reaktionskammer 4 kann eine direkte Rohrverbindungsleitung vorhanden sein, deren Durchgang mechanisch steuerbar ist und es ermöglicht, im Fall einer radioaktiven Kontamination den im Auffangbehälter 11 sich befindlichen Urin, zum Beispiel bei einer Undichtigkeit des Filters 9, den Auffangbehälter 11 zu entleeren und hierbei den in diesem Fall radioaktiven Urin in die Reaktionskammer 4 zurückfliessen zu lassen.

Zwischen der Filtrationseinheit 8 und der Reaktionskammer 4 kann eine weitere, nicht dargestellte Verbindung in Form eines dünnen Röhrchens bestehen. Dieses dient dazu, den Urin aus der Filtrationseinheit abzusaugen und zurück in die Reaktionskammer zu leiten, wenn der Filter 9 der Filtrationseinheit 8 ausgewechselt wird.

Die Reaktionskammer 4 kann mit weiteren Dosiervorrichtungen bzw. gesteuerten Behältern gemäss den Dosiervorrichtungen 5,6 versehen sein, um zusätzlich ein Oxydationsmittel bzw. Reduktionsmittel zuzugeben, damit organisch gebundenes Radiojod durch eine solche Zugabe freigesetzt und auch als anorganische Jodid, Jodat oder in anderer Form mit Silbersalzen ausgefällt wird.

Damit die Dosierung und Abgabe der Reaktionslösungen durch die Dosiervorrichtungen 5,6 in die Reaktionskammer 4 sowie die Umschaltung der Pumpe 7 vom Umwälz- in den Druckbetrieb bzw. umgekehrt automatisch in programmierter Reihenfolge und in programmierten Zeitabständen erfolgt, sind die Dosiervorrichtungen 5,6 und die Pumpe 7 durch eine elektronische Schalteinrichtung 14 gesteuert.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist die nachstehenden Vorteile auf:

1. Durch das Verfahren wird das Radiojod automatisch aus dem radioaktiven Harn entfernt.

2. Durch die Entfernung des Radiojod aus dem Patientenurin wird eine radioaktive Kontamination der Abwässer vermieden.

3. Die automatische Entfernung des Radiojods aus dem Patientenurin verursacht keine Strahlenbelastung des Personals und keine Kontamination von Räumen und Apparaten.

4. Das automatische Jod-Urin-Trennverfahren erspart die bisher erforderliche Sammlung und Aufbewahrung des Urins in speziellen Räumen.

5. Zum Abklingen werden statt flüssigem Urin nur feste Substanzen aufbewahrt; dadurch wird auch die Kontaminationsgefahr reduziert.

6. Zum Abklingen werden statt grosser flüssiger Urinvolumina nur kleine Mengen der radioaktiven Substanz in fester Form aufbewahrt.

Die nachstehenden Beispiele erläutern das erfindungsgemässe Verfahren.

Beispiel 1

In die Reaktionskammer (2) wird aus einem Behälter (3) mit Reaktionslösung etwa 1 ml lOprozentige Kaliumjodidlösung automatisch dosiert. Nach etwa 30 Sekunden Rühren mit der Pumpe (4) wird 1 ml 15prozentige Silberacetatlösung zugegeben und weiter etwa 1 Minute gerührt. Nach dieser Reaktionszeit wird die Suspension automatisch durch die elektronische Steuerung auf die Filtrationseinheit gepumpt.

Beispiel 2

Gemäss Beispiel 1 wird nach der Zugabe der Kaliumjodidlösung automatisch eine wässerige Silberchlorid-Mikrosuspen-sion (1 g in 2 ml Wasser) zugegeben und gerührt. Nach 1 Minute wird zusätzlich noch 1 ml lOprozentige Silbernitratlösung automatisch zugegeben. Nach einer weiteren Minute wird die radioaktive Silberjodid-Suspension mit der Silberchlorid-Suspension in die Filtrationseinheit gepumpt.

Beispiel 3

Gemäss Beispiel 1 wird nach der Zugabe der Trägersubstanz 1 ml lOprozentige Silberfluoridlösung zum Ausfällen der Radiojods automatisch zugegeben.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

626467

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur automatischen Entfernung von Radiojod aus Urin durch Bildung eines unlöslichen Niederschlags mit Radiojod in Gegenwart einer Trägersubstanz und eines Silberoder Quecksilbersalzes und durch Trennung des Niederschlag vom Urin mittels Filtrierung, dadurch gekennzeichnet, dass in aufeinanderfolgenden Schritten der das Radiojod enthaltende Urin vom Stuhl getrennt und in einer Reaktionskammer gesammelt wird, dass der gesammelten Urinmenge je eine dosierte Menge mindestens einer ersten, die Trägersubstanz für das Radiojod enthaltenden Reaktionslösung und einer zweiten, das Silber- oder Quecksilbersalz enthaltenden Reaktionslösung zugeführt wird, und die zugeführten Reaktionslösungen jeweils in der Reaktionskammer mit dem Urin während einer bestimmten Zeit vermischt werden, um im Urin einen unlöslichen, readioaktiven Niederschlag zu bilden, dass der den radioaktiven Niederschlag enthaltende Urin filtriert wird, um den Niederschlag vom Urin zu trennen, und dass der vom radioaktiven Niederschlag mindestens annähernd befreite Urin zwecks Ableitung in eine Kanalisation aufgefangen wird, wobei die genannten Schritte in einem automatischen Ablauf gemäss einem vorgegebenen Programm durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Urin bei seiner Abgabe durch einen Patienten in einem von der Kanalisation abgeschlossenen Behälter gesammelt wird, und dass aus diesem Behälter der Urin getrennt vom Stuhl abgesaugt und in die Reaktionskammer geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Urin in der Reaktionskammer zusätzlich eine dosierte Menge eines Oxydationsmittels zugeführt wird, um organisch gebundenes Radiojod freizusetzen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Urin in der Reaktionskammer zusätzlich eine dosierte Menge eines Reduktionsmittels zuführt wird, um organisch gebundenes Radiojod freizusetzen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der filtrierte Urin gesammelt wird, die Radioaktivität des gesammelten Urins gemessen wird und der gesammelte Urin entweder in die Kanalisation abgeleitet wird, wenn die gemessene Radioaktivität unterhalb eines bestimmten, zulässigen Grenzwertes liegt, oder in die Reaktionskammer zurückgeleitet wird, wenn die gemessene Radioaktivität oberhalb dieses Grenzwertes liegt.
6. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme des Urins in eine Klosettschüssel einlegbaren, schüsseiförmigen Einsatz (2), in dessen Bodennähe eine Ansaugleitung (3) mündet, durch eine mit der Ansaugleitung (3) verbundene Reaktionskammer (4), welcher mindestens zwei elektrisch steuerbare Behälter (5,6) für die Reaktionslösungen zugeordnet sind, und welche mit einer Mischvorrichtung (7) zum Mischen der Reaktionslösungen mit dem Urin sowie einer Druckpumpe (7) zur Förderung des in der Reaktionskammer (4) sich befindlichen Gemisches in eine Ausgangsleitung versehen ist, durch eine an die Ausgangsleitung der Reaktionskammer (4) lösbar angeschlossene Filtrationseinheit (8), deren Ausgangsleitung in einen einen Auslass aufweisenden Auffangbehälter (11) mündet, dessen Auslass über ein Ablassventil (13) mit der Kanalisation verbindbar ist, und durch eine programmierbare, elektrische Steuereinrichtung (14), deren Steuerausgänge mit der Mischvorrichtung (7), der Druckpumpe (7) und den steuerbaren Behältern (5,6) der Reaktionskammer (4) in Verbindung stehen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer (4) als Mischvorrichtung und Druckpumpe eine kombinierte, elektrisch als Umwälzpumpe und Druckpumpe umschaltbare Vorrichtung (7) angeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinheit (8) einen kompakten, auswechselbaren Filter (9) mit einer Porenweite bis zu 0,5 Mikron enthält.
9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinheit (8) über eine zweite Leitung mit der Reaktionskammer (4) verbunden ist, um die in der Filtrationseinheit (8) sich befindliche Flüssigkeit vor dem Auswechseln ihre Filters (9) in die Reaktionskammer (4) absaugen zu können.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer (4) und die Filtrationseinheit (8) mit einer Bleiabschirmung (10) zur Absorption radioaktiver Strahlung versehen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Auffangbehälter (11)ein Kontrollmonitor (12) angeordnet ist, welcher das Ablassventil (13) des Auffangbehäl-ters (11), zum Beispiel ein Magnetventil, steuert, und welcher derart ausgebildet ist, dass er das Ablassventil nach Massgabe des Flüssigkeitsstandes im Auffangbehälter (11) und der gemessenen Radioaktivität das Ablassventil (13) öffnet, jedoch beim Ansteigen der gemessenen Aktivität über einen bestimmten zulässigen Wert einen Alarm auslöst und das Ablassventil (13) schliesst.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Auffangbehälter (11) und der Reaktionskammer (4) eine direkte, mechanisch steuerbare Rückflussleitung angeordnet ist, um bei einer radioaktiven Kontamination des im Auffangbehälters (11) sich befindlichen Urins diesen in die Reaktionskammer zurückfliessen zu lassen.