Développement d’un appareil de mesure primaire portable pour la mesure d’activité de médicaments radio-pharmaceutiques

Résumé et principaux résultats

Les médicaments radio-pharmaceutiques utilisés en médecine nucléaire pour la thérapie ou le diagnostic (imagerie moléculaire, TEPscan, scintigraphie) sont caractérisés en termes d'activité volumique avant injection au patient. Les processus de mesure actuels nécessitent l'étalonnage en dose par comparaison à des étalons de transfert traçables aux étalons nationaux. Pour les radionucléides de très courte période radioactive (demi-vie de quelques minutes), la traçabilité métrologique ne peut être assurée que par l'étalonnage sur site par comparaison à des étalons primaires. Cependant, jusqu'à présent, il n'existe pas de système primaire pour la mesure directe de telles solutions fortement radioactives. Dans ce cadre, le LNE-CETIAT et le LNE-LNHB ont développé un prototype de système de mesure primaire portable dédié à ces applications. En particulier, les travaux du LNE-CETIAT ont porté sur le développement et la validation du système de prélèvement et mesure d'un micro-volume de solution radioactive. Le système développé est constitué d'un capillaire et d'un pousse-seringue pour le prélèvement d'un échantillon dans le flacon de solution radio-pharmaceutique, d'un système de mesure optique du volume, et de tables de positionnement permettant le déplacement à distance des différents éléments, assurant ainsi la sécurité de l'opérateur vis-à-vis des rayonnements ionisants émis par la solution hautement radioactive. Afin d'atteindre la meilleure exactitude possible, la mesure du volume prélevé par acquisition et traitement d'image nécessite des corrections idoines. Entre autre, le logiciel de traitement d'image prend en compte les diamètres internes et externes du capillaire de prélèvement et la forme des ménisques définissant le volume. Les essais de validations par comparaison à la méthode gravimétrique employée sur le banc référence nationale en micro-débitmétrie liquide (LNE-CETIAT) ont permis de vérifier la validité du système développé. Enfin, le bilan d'incertitude détaillé présente une incertitude relative élargie de 2 % (k=2) pour un volume prélevé nominal de 1 µl. En perspective, l'automatisation du processus de prélèvement et mesure permet d'envisager une utilisation portable, rapide et relativement aisée par les utilisateurs finaux. En outre, les développements réalisés par le LNE-CETIAT vont permettre d'étendre la référence nationale (et sa portée d'accréditation COFRAC associée) aux nano-débits de liquide (>1 nl.min-1) dans le cadre du projet de recherche européen "Metrology for Drug Delivery 2" (programme EURAMET EMPIR).

Title: Development of a portable primary measurement system for radiopharmaceuticals volume activity
Abstract: The radio-pharmaceutical drugs used in nuclear medicine for therapy or diagnosis (molecular imaging, PETscan, scintigraphy) are characterized in terms of volume activity before injection to the patient. Current measurement processes require dose calibration by comparison to transfer standards traceable to national standards. For radionuclides with a very short radioactive period (half-life of a few minutes), metrological traceability can only be ensured by on-site calibration by comparison with primary standards. However, until now, there is no primary system for the direct measurement of such highly radioactive solutions. In this context, LNE-CETIAT and LNE-LNHB have developed a prototype of a portable primary measurement system dedicated to these applications. In particular, the work of LNE-CETIAT focused on the development and validation of the system for sampling and measuring a micro-volume of radioactive solution. The system developed consists of a capillary and a sampling system for the collection of a sample in the bottle of radio-pharmaceutical solution, an optical volume measurement system, and positioning tables allowing movement at a distance from the various elements, thus ensuring the operator's safety from ionizing radiation emitted by the highly radioactive solution. In order to achieve the best possible accuracy, measuring the volume sampled by image acquisition and processing requires appropriate corrections. Among other things, the image processing software takes into account the internal and external diameters of the sampling capillary and the shape of the menisci defining the volume. The validation tests by comparison with the gravimetric method used on the national bench bench in liquid micro-flowmeter (LNE-CETIAT) allowed to verify the validity of the developed system. Finally, the detailed uncertainty assessment presents an expanded relative uncertainty of 2% (k = 2) for a nominal sample volume of 1 µl. In perspective, the automation of the sampling and measurement process makes it possible to envisage portable, rapid and relatively easy use by end users. In addition, the developments carried out by LNE-CETIAT will make it possible to extend the national reference (and its associated COFRAC accreditation scope) to nano-flow rates of liquid (> 1 nl.min-1) within the framework of the project European research "Metrology for Drug Delivery 2" (EURAMET EMPIR program).