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Radioaktives Jod wird selektiv von funktionierenden Schilddrüsenzellen aufgenommen und zerstört diese. Es wird in Form einer geschmacksneutralen, farblosen Flüssigkeit verabreicht. Die genaue Dosis, die für eine Euthyreose erforderlich ist, lässt sich nur schwer vorhersagen, so dass die verabreichte Menge nur eine Schätzung darstellt. Typische Dosen liegen zwischen 5-15 mCi, je nach Größe der Drüse. Einige Behörden empfehlen eine sehr hohe Dosis, um eine schnelle Hypothyreose auszulösen, die dann mit Thyroxin korrigiert wird. Ein Ansprechen ist 6-8 Wochen lang nicht nachweisbar; während dieser Zeit ist eine Abdeckung mit Carbimazol oder einem Betablocker erforderlich. Carbimazol muss 2-3 Tage nach der Einnahme von radioaktivem Jod eingenommen werden, da es die Jodaufnahme verhindert.
Eine Hyperthyreose verschwindet bei bis zu 60 % der Patienten nach einer einzigen I-131-Dosis. Eine zweite Dosis sollte verabreicht werden, wenn innerhalb von etwa 4 Monaten keine Besserung eintritt. Etwa 8 % pro Jahr entwickeln in den ersten Jahren eine Schilddrüsenunterfunktion; bis zum Alter von 20 Jahren liegt bei 80 % eine dauerhafte Hypothyreose vor.
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