Comparación de la medición de actividad de 131i con activímetros en medicina nuclear en cuba

Comparison of 131i activity measurements with radionuclide calibrators in nuclear medicine in cuba

Pilar Oropesa Verdecia1, Yecenia Moreno León1, Aerulio Tulio Hernández1, Rolando A. Serra Aguilar1, Idalberto Gaitán Díaz1, Consuelo Varela Corona2, Akira Iwahara3

1Centro de Isótopos (CENTIS)
Ave. Monumental y Carretera «La Rada», Guanabacoa,
La Habana, Cuba
2Centro de Control Estatal de Equipos Médicos (CCEEM), La Habana, Cuba ]]> 3Laboratorio Nacional de Metrología de Radiaciones Ionizantes (LNMRI), Río de Janeiro, Brasil

RESUMEN

Se presentan los resultados de la comparación nacional de la medición de actividad de 131I con activímetros, organizada en Cuba en el 2007. Estos resultados contribuyen a establecer la incertidumbre y la trazabilidad de los valores de actividad de 131I, determinados en los activímetros de las diferentes instituciones participantes: 9 hospitales y dos laboratorios del Centro de Isótopos que participaron directamente en la producción de los radiofármacos. Si consideramos solamente la proporción de resultados satisfactorios, el desempeño evidenciado por los participantes es igual al alcanzado en las comparaciones de este tipo, organizadas del 2002 al 2004 en el país. No obstante, la estimación razonable de la incertidumbre de la actividad de 131I medida en el activímetro, realizada por la mayoría de los participantes en el 2007, muestra un resultado cualitativamente superior con respecto al obtenido en el 2002-2004. Se reportaron los resultados del ejercicio bilateral de medición de 131I entre el Departamento de Metrología de Radionúclidos del Centro de Isótopos y el Laboratorio Nacional de Metrología de las Radiaciones Ionizantes del Instituto de Protección Radiológica y Dosimetría de Brasil. Concebido como complemento de la comparación nacional, este ejercicio bilateral proporciona evidencias adicionales de la comparabilidad de los patrones de medición utilizados para calibrar las disoluciones y muestras de referencia de 131I en el Departamento de Metrología de Radionúclidos del Centro de Isótopos.

ABSTRACT

Results from the national comparison of 131I activity measurements with radionuclide calibrators in Nuclear Medicine, organized in Cuba in 2007, are shown. These results contribute to establish the uncertainty and traceability of the 131I activity values measured with radionuclide calibrators of the participating institutions: 9 hospitals and two laboratories of the Isotope Centre directly involved in radiopharmaceuticals’ production. Concerning the proportion of acceptable results, no improvement was observed in the participants’ performance compared to results shown in such kind of exercises organized in the country during 2002-2004. On the other hand, the reasonable uncertainty estimate of the 131I measurements reported by most of the participants show a qualitatively superior outcome in 2007 compared to the result obtained in the previously organized exercises. Moreover, the outcome of the bilateral comparison for 131I activity measurements between the Radionuclide Metrology Department of the Isotope Centre (CENTIS-DMR) and the National Metrology Laboratory for Ionizing Radiation of the Brazilian Institute of Radiation Protection and Dosimetry (LNMRI-IRD) is also shown. This bilateral exercise provides additional evidences on comparability of the CENTIS-DMR measurement standards used to calibrate 131I reference solutions and samples.

Key words: comparative evaluations, interlaboratory comparisons, ionization chambers, iodine 131, activity levels, radioactivity, data, calibration, radiopharmaceuticals, accuracy

INTRODUCCIÓN

La comparación nacional de la medición de actividad de 131I en activímetros, DMR-01/2007 está dirigida a obtener un incremento en la seguridad y eficacia de la práctica de la medicina nuclear en Cuba, como resultado de la armonización de los procedimientos de las mediciones de los radionucleidos en este campo. La comparación fue organizada y conducida por el Departamento de Metrología de Radionúclidos del Centro de Isótopos (CENTIS-DMR), de conjunto con el Centro de Control Estatal de Equipos Médicos (CCEEM). Los participantes en esta, miden la actividad de los radionucleidos con activímetros para administrar radiofármacos a pacientes, y durante la producción de radiofármacos en Cuba. En el trabajo se exponen los resultados de 9 hospitales y dos laboratorios del Centro de Isótopos (CENTIS). Estos resultados contribuyen a establecer la incertidumbre y la trazabilidad de los valores de actividad de 131I, medidos en los activímetros de las diferentes instituciones participantes, y a detectar y buscar soluciones a los problemas relacionados con esta medición.

También se muestran los resultados del ejercicio bilateral de medición de 131I entre el CENTIS-DMR y el Laboratorio Nacional de Metrología de las Radiaciones Ionizantes del Instituto de Radioprotección y Dosimetría (LNMRI-IRD) de Brasil. Concebido como complemento de la comparación DMR-01/2007, este ejercicio bilateral proporciona evidencias adicionales de la comparabilidad de los instrumentos y métodos utilizados para calibrar las disoluciones y muestras de referencia de 131I en CENTIS-DMR.

Disolución de 131I utilizada

Para la comparación nacional y el ejercicio bilateral, en el CENTIS-DMR se prepararon 52 mL de disolución acuosa de 131I (Na131I en 0,9% de NaCl, 0,25% de Na2S2O3 x 5H2O, 0,26% de KI, 0,1% de NaH2PO4 y 0,44% de (NH4)2HPO4). La concentración de actividad de esta disolución fue aproximadamente igual a 78 MBq de 131I por mL de disolución, para la fecha de referencia, tref, igual a 9/05/2007 16:00 UTC (tiempo coordinado universal). No se detectaron impurezas radiactivas de otros emisores gamma, por encima del nivel de detección alcanzado en la medición efectuada en un espectrómetro gamma con detector de germanio hiperpuro (HPGe), en el CENTIS-DMR. En particular, los estimados de actividad de 126I y de 75Se, resultaron inferiores a 0,2% de la actividad de 131I, para la fecha de referencia, tref .

A continuación se pesaron por el método del picnómetro [4] 4 g de la disolución de 131I preparada y se colocaron en un frasco de vidrio estándar 10R [5]. La pesada se efectuó en una balanza SARTORIUSTM1 modelo MC 210 S. Las mediciones realizadas en esta balanza son trazables al patrón de referencia nacional de la magnitud masa, conservado en el Instituto Nacional de Investigaciones en Metrología (INIMET), que es el Instituto Nacional de Metrología cubano para dicha magnitud. Posteriormente, este frasco 10R se envió al LNMRI-IRD. La otra parte de la disolución de 131I se conservó en el CENTIS-DMR para medir la actividad del radionucleido en este laboratorio y preparar las muestras radiactivas usadas durante la comparación nacional DMR-01/2007.

Ejercicio bilateral de medición de 131I entre el CENTIS-DMR y el LNMRI-IRD

Durante el ejercicio bilateral, el Instituto brasileño se desempeñó como piloto. Las dos instituciones debían medir la actividad de 131I por unidad de masa de la disolución radiactiva, durante los meses de mayo y junio de 2007. En el LNMRI-IRD, con este propósito, se utilizaron las cámaras de ionización secundarias CENTRONICTM IG11 y CENTRONICTM IG12. A finales de 1999, estas cámaras se calibraron con patrones preparados utilizando una disolución de 131I, cuya actividad se estableció en ese laboratorio a partir de la medición por el método de coincidencias 4pb-g. Una alícuota de la disolución de 131I utilizada para calibrar las cámaras de ionización secundarias, se envió al Sistema Internacional de Referencia (SIR) del Buró Internacional de Pesos y Medidas, BIPM.RI(II)-K1.I-131 [6].

En el CENTIS-DMR, la actividad de 131I por unidad de masa de la disolución radiactiva se estableció mediante el método CIEMAT-NIST de recuento por centelleo líquido [7,8]. Para evaluar el desempeño del CENTIS-DMR, se calculó el estadístico E12 de acuerdo con la ecuación [9]: ]]>

( 1)

siendo x1 , U1 la actividad de 131I por unidad de masa de la disolución y su incertidumbre expandida (k = 2) respectivamente, reportadas por el CENTIS-DMR para la fecha de referencia tref; mientras que x2 , U2 son los correspondientes valores obtenidos en el LNMRI-IRD. El período de desintegración del 131I, empleado para corregir los resultados según la desintegración radiactiva, tanto en este ejercicio bilateral como durante la comparación nacional, fue de 8,0233 d [10]. Los resultados x1 y x2 se consideran equivalentes, si el valor absoluto de E12 no es mayor que 1.
Además, siguiendo el convencionalismo usado en la Sección II del Comité Consultivo de Radiaciones Ionizantes, CCRI(II), se calculó el grado de equivalencia, D12, entre los dos laboratorios nacionales [11]:

D12 = x1 – x2 (2)
La incertidumbre expandida U12 (k = 2), del valor D12 estimado, está dada por [10]:

(3)

En la tabla 1, se presentan los valores x1 y x2, obtenidos durante la comparación bilateral, así como sus correspondientes incertidumbres expandidas, U1 y U2. Los balances de incertidumbre reportados por el LNMRI-IRD y el CENTIS-DMRl, se muestran en las tablas 2 y 3. También se presentan en la tabla 1 los estimados calculados para el estadístico E12, el grado de equivalencia D12 y su incertidumbre expandida, U12. Como se observó, no existen diferencias estadísticamente significativas entre los resultados reportados para la actividad de 131I por los dos Institutos Nacionales de Metrología. En consecuencia, se considera que las mediciones de ese radionucleido, realizadas en el CENTIS-DMR y el LNMRI-IRD, son equivalentes dentro de los límites de las incertidumbres declaradas.

Comparación nacional DMR-01/2007

Las instituciones participantes en esta comparación, que reportaron resultados al CENTIS-DMR, aparecen en la tabla 4. Las muestras de referencia de 131I enviadas a estas se prepararon en una geometría de frasco de vidrio estándar 10R, a partir de la disolución de 131I medida durante el ejercicio bilateral entre el CENTIS-DMR y el LNMRI-IRD. La masa, mi de esta disolución depositada en cada frasco aparece en la tabla 5 y se determinó por pesada diferencial, en una balanza SHUANGQUANTM modelo MP120-1 (China). Esta balanza también se calibró con anterioridad por el INIMET. La actividad nominal de 131I en las muestras fue, generalmente, de 185 MBq para la fecha de referencia tref, antes mencionada.

En la muestra i, la actividad de referencia de 131I, Xref, para la fecha tref, se tomó igual al producto de mi y del valor x1 que aparece en la tabla 1. Consecuentemente, la incertidumbre típica combinada uc(Xref), del valor de referencia Xref, se calcula como la raíz cuadrada de la suma de las varianzas de x1 y de la masa mi. En la tabla 5 se presentan los valores Xref y uc(Xref), estimados para las muestras de la comparación nacional, así como la institución participante debidamente codificada a la cual se envió la muestra dada.
Según el protocolo de la comparación, el participante mide directamente en el activímetro el frasco 10R sellado, que contiene la disolución radiactiva de referencia de 131I. Para determinar la actividad del radionucleido y la incertidumbre de ese valor de actividad, se deben aplicar los procedimientos establecidos con ese fin en la institución dada. El resultado es reportado al CENTIS-DMR, que posteriormente lo envía al OIEA debidamente codificado.

Las mediciones de las muestras de 131I en los activímetros de las instituciones participantes, se realizaron entre el 7 y el 17 de mayo de 2007. La estabilidad de las muestras se controló durante ese periodo, mediante la medición repetida de cinco de ellas en el activímetro secundario del CENTIS-DMR. Cada una de las cinco muestras monitoreadas se midieron inicialmente en el activímetro antes de enviarse al hospital (el 4 de mayo de 2007) obteniéndose el valor Aini. Una segunda medición de la muestra en el instrumento se efectuó al recibirse nuevamente en el CENTIS-DMR (el 21 de mayo de 2007) obteniéndose el valor Apos. Para evaluar la estabilidad de la muestra se emplearon los residuos normalizados z, estimados según la siguiente ecuación:

z = (Apos- Aini) / uc(A) (4)

donde uc(A) es la incertidumbre típica combinada de la medición realizada en el activímetro secundario, excluyendo la contribución de la componente relacionada con el coeficiente de calibración instalado para el radionucleido. Esta componente no resulta significativa para el propósito dado, ya que no aporta variabilidad al resultado de medición. En este caso, uc(A) se toma igual a 0,009 Aini. Asimismo, en la Ec. (4) Aini y Apos están corregidos por la desintegración radiactiva del 131I para la fecha 4/05/2007 18:00 UTC.

Resultados de la comparación nacional

Los resultados de esta comparación se expresan mediante dos estadísticos de desempeño. El primero, recomendado por su simplicidad en el protocolo elaborado en los marcos del Proyecto Coordinado de Investigación del OIEA, es igual a la relación:

R = Xmed / Xref (5)

siendo Xmed el valor de actividad de 131I determinado en la muestra por el participante, corregido para el tiempo de referencia, tref.
El segundo estadístico es el tradicionalmente usado en las comparaciones cubanas para medir la actividad de radionucleidos en los activímetros, organizadas en años precedentes [12-14]:

z0 = (Xmed - Xref) / s , (6)
donde s se toma igual a 0,033 Xref, partiendo del 10% establecido en [1-3] para la incertidumbre expandida (k=3) de la actividad administrada al paciente. Este estadístico tiene la ventaja de que su distribución debe ser normal con valor medio 0 y varianza igual a 1, en la ausencia de valores extremos entre los datos analizados.
Partiendo del criterio del 10% antes citado, se considera satisfactorio el desempeño del participante teniendo en cuenta el parámetro R siguiente:

0,9 ≤ R ≤ 1,10 (7) ]]> De lo contrario, el desempeño se considera no satisfactorio.

En el estadístico z0, la condición equivalente a la expresada en la Ec. (7) es:

|z0| ≤ 3 (8)
Los resultados de la actividad de 131I, Xmed , y su incertidumbre típica u(Xmed), medidos en las muestras de referencia por los participantes en la comparación nacional, se presentan en la tabla 7. En ella también aparecen los valores correspondientes de R y z0 calculados. Como se aprecia, 11 del total de 12 resultados reportados muestran un desempeño satisfactorio de los participantes. La medición no satisfactoria de la actividad de 131I, realizada en la institución designada con el código 10, permitió identificar el funcionamiento deficiente del instrumento. En particular, se detectaron desviaciones de la linealidad de la escala de medición del instrumento hasta un 15%, lo que no se satisface el requisito del ± 5% establecido para el parámetro en [15].

A partir de los resultados de esta comparación nacional, el estimado de la proporción, p1, de mediciones de la actividad de radionucleidos en activímetros que cumplen con el requisito de exactitud del ± 10%, realizadas en el 2007 en la medicina nuclear cubana, se toma igual a 92%. En el periodo 2002-2004, el número de resultados reportados en comparaciones similares fue N = 145 y el estimado obtenido para el valor medio de la distribución muestral de las proporciones de mediciones satisfactorias de radionucleidos en los activímetros fue p = 89% [16]. Si se calcula el intervalo de confianza del 99%, U, para p, según la expresión [17]:

U= (9)

]]> se observa que dentro de este están comprendidos los valores entre 81% y 94% y, en consecuencia, el estimado p1 obtenido en el 2007. Entonces, se concluye que el desempeño de los participantes es igual en ambos periodos: 2002-2004 y 2007.

Por otra parte, la estimación razonable de la incertidumbre de la medición reportada por 8 de los 11 participantes de la comparación nacional es un resultado cualitativamente superior. En las comparaciones organizadas entre 2000 y 2004, ninguno de los participantes pudo realizar la evaluación de la incertidumbre de la medición en el activímetro. Este cambio cualitativo es resultado de los cursos de capacitación sobre las prácticas de calidad en las mediciones con activímetros, impartidos por el CENTIS-DMR en el 2005 y 2006 para el personal de los hospitales.

CONCLUSIONES

Del total de 12 participantes, 11 demostraron un desempeño satisfactorio durante la determinación de la actividad de 131I en los activímetros, empleando la geometría usada rutinariamente para las mediciones. En consecuencia, la proporción de mediciones satisfactorias en los activímetros, obtenida en el 2007, no muestra mejora con respecto al 89% evidenciado en el periodo 2002-2004. Lo anterior confirma que mejorar el estado actual, requiere implementar elementos esenciales de los sistemas de gestión de la calidad, para lo cual se necesita de cierto tiempo.

La estimación razonable de la incertidumbre del resultado de la medición de la actividad de 131I en el activímetro, realizada por la mayoría de los participantes en la comparación, es un desempeño cualitativamente superior, con respecto al evidenciado por los departamentos de Medicina Nuclear en el periodo 2000-2004. Este cambio cualitativo es resultado de cursos de capacitación en la temática, impartidos para el personal de los hospitales en 2005 y 2006.
La comparación realizada demuestra la utilidad de este tipo de ejercicios para establecer y demostrar la incertidumbre y trazabilidad de los resultados de las determinaciones de actividad realizadas en medicina nuclear en el país y sirve de base para la toma de acciones correctivas y preventivas que mejoren la calidad del servicio prestado a los pacientes.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen la valiosa colaboración de las instituciones participantes y de los siguientes especialistas, los cuales contribuyeron significativamente con su tiempo e instalaciones a la ejecución de la comparación nacional:
- Dr. L.O. Marrero. Complejo Científico Ortopédico Internacional «Frank País».
- E. Mustelier. Complejo Científico Ortopédico Internacional «Frank País». ]]> - A. Palau. Hospital Clínico Quirúrgico «Hermanos Ameijeiras».
- J. J. Hernández. Hospital Provincial Docente de Oncología «María Curie».
- A. Perera. Centro de Investigaciones Clínicas.
- M. Guerrero. Centro de Investigaciones Médico- Quirúrgicas.
- B. Oliver. Instituto Nacional de Oncología y Radiobiología.
- A. Miranda. Hospital Universitario «Celia Sánchez Manduley».
- L. A. López. Hospital Universitario «Celia Sánchez Manduley».
- M. Zamora. Departamento de Inspección y Ensayo. Centro de Isótopos.
- A. Cruz. Departamento de Radiofarmacia. Centro de Isótopos.
- A. Rivero. Instituto de Nefrología «Abelardo Buch». ]]> - Instituto de Cardiología y Cirugía Cardiovascular.

Se reconoce el apoyo financiero, recibido del Organismo Internacional de Energía Atómica para la realización de la comparación nacional, en los marcos del Proyecto Coordinado de Investigación código E2.10.05 «Harmonization of quality practices for nuclear medicine radioactivity measurements».

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Recibido: 25 de febrero de 2008
Aceptado: 26 de marzo de 2008

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