Dosimetry prior to I-131-therapy of benign thyroid disease

The activity to be administered in I-131 therapy of benign thyroid disease is determined by the radiation absorbed dose necessary to cure the disease, the target mass, and the residence time of the I-131 in the target volume. Data from 73 patients with complete sets of uptake measurements 2, 6, 24, 48, and 96 (n = 53) or 120 (n = 20) hours after oral administration of 1 MBq I-131 were used to deduce residence times from subsets of 3, 2, or only 1 measurement for each individual. The values were compared to those obtained with the reference method, i.e. a fit of an uptake function based on a 2-compartment model to all 5 measurements, to quantify the errors introduced by the less demanding assessments. Deviations are less than 10% if the 2- compartment uptake function is fitted to only 3 values measured after 6, 24, and 96-120 h. Use of 2, 24, and 96-120 h data results in errors >20% in individual patients. The effective half-lives as determined from 2 measurements after 24 and 96-120 h correlate well with those deduced from the reference method with larger deviations in individuals with slow iodine kinetics and late maximal uptake. Residence times determined from the 24 h uptake, assuming linear increase during the first day, and the effective half-life limited to maximum 8 days underestimate the actual values systematically in patients with long and short half-lives. These errors can be eliminated by a modification of the calculation method resulting in deviations less than 14% in all but one individual for this procedure. The accuracy of methods based on only one retention value increases with the time of measurement after the administration of I-131. While systematic errors up to a factor of two occur if the 24 h uptake is used for the estimate, deviations are less than 18% for measurements after 120 h. The results suggest that only one late uptake assessment warrants residence time estimates with an acceptable error. Given the high inherent uncertainties in the complete dosimetry procedure, additional measurements must be considered only if a high precision of the absorbed dose assessment is required e.g. for clinical trials.

ZusammenfassungDie zur Therapie benigner Schilddrüsenerkrankungen notwendige I-131-Aktivität ist abhängig von der angestrebten Zieldosis, der zu behandelnden Masse und der Residenzzeit des I-131 im Zielvolumen. Daten von 73 Patienten mit vollständigem Satz von Retentionsmessungen 2, 6, 24, 48 und 96 (n = 53) bzw. 120 (n = 20) Stunden nach oraler Applikation von 1 MBq I-131 wurden verwendet, um Residenzzeiten basierend auf 3, 2 oder nur einer Messung zu berechnen. Diese wurden, um ihre Fehlerpotentiale abzuschätzen, verglichen mit Sollwerten, die sich durch Anpassung der zu erwartenden Retentionsfunktion bei Annahme eines einfachen Modells mit 2 Kompartimenten an alle Messwerte ergaben. Bei Anpassung der Funktion an nur 3 Messwerte nach 6, 24 und 96–120 h lagen die Abweichungen unter 10%. Bei Verwendung des 2-h-statt des 6-h-Wertes traten vereinzelt Abweichungen über 20% auf. Aus den Messungen nach 24 und 96–120 h berechnete Werte für die effektive Halbwertszeit korrelierten gut mit den durch Anpassung des Modells mit 2 Kompartimenten ermittelten, wobei größere Abweichungen bei langsamer Iodkinetik und spätem Maximum der Speicherung beobachtbar waren. Bei Berechnung der Residenzzeit aus der Retention nach 24 h unter Annahme eines linearen Anstiegs am ersten Tag und aus der auf maximal 8 Tage begrenzten Halbwertszeit werden die tatsächlichen Werte bei Patienten mit kurzer oder langer Halbwertszeit systematisch unterschätzt. Diese Fehler lassen sich durch eine Modifikation der Auswertemethode eliminieren, nach der mit einer Ausnahme alle Abweichungen unter 14% lagen. Bei Verfahren, die auf nur einem Retentionswert beruhen, steigt die Genauigkeit mit der Länge des Zeitintervalls zwischen Applikation und Messung. Während bei der Berechnung aus der Retention nach 24 h systematische Fehler bis zu einem Faktor 2 möglich sind, traten bei Messwerten nach 120 h nur Abweichungen unter 18% auf. Die Daten belegen, dass die Residenzzeiten mit ausreichender Genauigkeit durch nur eine späte Messung der Retention abschätzbar sind. Angesichts der inhärenten Unsicherheiten bei der Berechnung der Therapieaktivität sind nur dann zusätzliche Messungen notwendig, wenn eine hohe Genauigkeit wie z.B. bei klinischen Studien gefordert ist.