放射治療建設(shè)項目評價

1、放射治療項目職業(yè)病危害放射防護評價,,我國放射診療項目發(fā)展現(xiàn)狀,《2009年中國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況簡報》 2009年全國醫(yī)療機構(gòu)放射防護重點監(jiān)督檢查中，共檢查放射診療機構(gòu)47820家，違法情況占19.4%。開展放射診療活動的醫(yī)療機構(gòu)中持有效《放射診療許可證》的比率為69.9%，診療設(shè)備檢測率65.4%。,我省的放射診療發(fā)展現(xiàn)狀,100%60%,放射腫瘤學(xué),遠距放射治療,后裝腔內(nèi),,,γ射線,,,,,,,電子線,中子,重粒子

2、,,,,,,組織間,模技術(shù),術(shù)中,近距離放射治療,X射線,,,,,,概 述,主要的評價依據(jù),(1)《中華人民共和國職業(yè)病防治法》，中華人民共和國主席令，第52號（2011）；(2)《放射診療管理規(guī)定》，中華人民共和國衛(wèi)生部令，第46號（2006）；(3)《建設(shè)項目職業(yè)病危害分類管理辦法》，中華人民共和國衛(wèi)生部令，第49號（2006）；(4)《放射工作人員職業(yè)健康管理辦法》

3、，中華人民共和國衛(wèi)生部令， 第55號（2007）。(5）《放射診療建設(shè)項目衛(wèi)生審查管理規(guī)定》 衛(wèi)監(jiān)督發(fā)〔2012〕25號(1)GB 18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準》；(2)GB16362-1996 《體外射束放射治療中患者的放射衛(wèi)生防護標(biāo)準》；(3) GBZ 126-2011《電子加速器放射治療放射防護要求》；(4)GBZ/T149-2002《醫(yī)學(xué)放射工作人員的衛(wèi)生防護培訓(xùn)規(guī)范》(5)GBZ/T181

4、-2006《建設(shè)項目職業(yè)病危害放射防護評價報告編制規(guī)范》；(6)GBZ/T201.1-2007《放射治療機房的輻射屏蔽規(guī)范---第1部分：一般原則》；(7)GBZ/T220.2-2009《建設(shè)項目職業(yè)病危害放射防護評價規(guī)范---第2部分：放射治療裝置》。,放療機基本構(gòu)成及簡要工作原理,醫(yī)用電子直線加速器,能量在1～50MeV范圍內(nèi)的醫(yī)用電子直線加速器被廣泛應(yīng)用于放射治療。目前，我國擁有1000余臺醫(yī)用電子加速器。醫(yī)用電子直線加速

5、器由電子輪、加速管、束流控制和冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。電子直線加速器是利用微波(超高頻，一般為3000MHz)電場加速，電子在其中作直線運動的加速器。,,由主控制臺的觸發(fā)器將調(diào)制器觸發(fā)，產(chǎn)生系列脈沖加到磁控管陰極及電子槍的陽極，因而磁控管發(fā)生振蕩，產(chǎn)生微波功率，同時電子槍發(fā)射的電子也從軸向進入加速管，在加速管中微波與電子相互作用，使電子從微波電磁場中不斷獲得能量，最后由加速管終端輸出至偏轉(zhuǎn)盒，作為電子線輸出，或者打靶作為X射線輸出。

6、靶的下面是均整器，其下面有平板電離室。平板電離室一方面將電子或X射線在其中的電離電流信號輸送至劑量監(jiān)測儀，以確定治療劑量；另一方面將束流強度變化的信號輸送至束流控制系統(tǒng)，通過前、后駕駛線圈來控制電子的運動軌道和輸出量。,電子槍,脈沖調(diào)制器,主控制臺,前駕駛線圈,波導(dǎo)系統(tǒng),磁控管,束流控制系統(tǒng),劑量檢測儀,偏轉(zhuǎn)盒,可調(diào)準直器,加速管,靶,后駕駛線圈,均整器,平板電離室,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,60Co治療機,60Co治療

7、機一般由以下部分組成：①一個密封的60Co放射源；②一個源容器及防護機頭；③具有開關(guān)的遮線器裝置；④具有定向的線束準直器；⑤支持機頭的治療機架，用以調(diào)節(jié)線束方向；⑥治療床；⑦計時器及運動控制系統(tǒng)；⑧輻射安全聯(lián)鎖裝置。60C0γ射線治療與一般深部X射線(200～400kV）治療相比，具有很多獨特優(yōu)點，諸如穿透力強、保護皮膚、旁向散射小、骨和軟組織有相同吸收劑量等。與醫(yī)用加速器（大于4MeV）相比，具有經(jīng)濟、可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等；缺

8、點是半影大、半衰期短以及防護等問題。由于60Co治療機具有上述優(yōu)點，仍然是發(fā)展中國家放射治療中的主要設(shè)備，目前我國擁有470余臺60Co治療機。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，醫(yī)用加速器增長很快，相比之下60Co治療機增長緩慢。,γ刀裝置,γ刀裝置一般由輻射裝置、頭盔準直器、治療床和液壓系統(tǒng)、操作控制臺和計算機三維治療計劃系統(tǒng)五大部分組成。多個60Coγ射線源呈半球殼式排列，每個源的射線束通過球殼形中間體上的對應(yīng)準直孔向中心焦點聚焦。放射源

9、的外圍是半球形屏蔽體，向內(nèi)通過帶準直孔的中間體與頭盔準直器一一對準。,我國是γ刀治療大國，擁有150余臺不同型號的γ刀裝置。國內(nèi)近10家γ刀生產(chǎn)廠商，生產(chǎn)頭、體部治療γ刀。國產(chǎn)γ刀每臺使用的60Co γ源的數(shù)量多至40枚，少至1枚（旋轉(zhuǎn)式γ刀）。,后裝治療機,后裝治療機一般由密封放射源、源容器、輸源鋼絲及連結(jié)、施源器、源運動和實施治療的控制系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖裝置等部件組成。后裝近距離治療是通過施源器將放射源直接置入患者的腫瘤部位進行照射，

10、其基本特征是放射源貼近腫瘤組織。目前，我國擁有約400臺后裝機，其中絕大部分是用192lr作為治療源，少量的用252Cf中子源作為治療源。,輻射危害因素,加速器,醫(yī)用電子直線加速器可能產(chǎn)生的輻射危害因素主要包括： (1)加速器產(chǎn)生的電子束和電子打靶產(chǎn)生的X射線治療束，用等中心處（距靶1m) 空氣比釋動能率表示，通常最大劑量率范圍為600～1000 (2400)cGy/min。射線能量：6MV-18MV (2)

11、機頭泄漏輻射，一般小于或等于治療束劑量的0.1%。 (3)患者及室壁的散射輻射。 (4)光核反應(yīng)產(chǎn)生的中子及其感生放射性當(dāng)加速器的標(biāo)稱電壓大于或等于10MV時，主要考慮在X射線工作模式下(x，n)光-核反應(yīng)產(chǎn)生的中子。對常用的醫(yī)用電子加速器，在治療束中距靶1m處中子劑量當(dāng)量的分額通常小于X射線劑量的0.5%。主要的感生放射性核素是中子與加速器結(jié)構(gòu)材料發(fā)生的(n，γ)俘獲反應(yīng)產(chǎn)生的放射性核素。由于加速器治療室具有足夠的

12、屏蔽，這些感生放射性不會對治療室外工作人員產(chǎn)生輻射危害。但停機后很快進入治療室可能受到一定的照射。,60Co γ射線遠距離治療機,(1) 60Coγ射線源產(chǎn)生的初始輻射，活度大于37TBq的60Coγ射線放射源，在等中心1m處空氣比釋動能率通常大于lGy/min。 (2)在治療狀態(tài)下，透過準直器的泄漏輻射在治療束外的空氣比釋動能率通常為距源相同距離處束軸上治療束空氣比釋動能率的0.1%到0.5%。 (3)患者及室壁的散射

13、輻射。 (4)在非治療狀態(tài)（源在貯存位置）下機頭的泄漏輻射。距放射源防護屏蔽裝置表面5cm處的周圍劑量當(dāng)量率（或空氣比釋動能率）不大于0.2mSv/h（或0.2mGy/h）；距放射源防護屏蔽裝置表面1m處不大于0.02mSv/h（或0.02mGy/h）。 (5)載源器表面可能由于放射源物質(zhì)泄漏引起的β污染水平一般低于4B q/cm2。,后裝機,對192lr γ射線后裝治療機，微型單粒192Ir源的裝源活度一般為3.7&#

14、215;l011Bq。I92Ir的半衰期為73.8 d，發(fā)射光子的平均能量為0.37MeV。主要輻射危害因素為l92lr源的初始輻射及其雜散輻射。,γ刀裝置,γ刀裝置應(yīng)用60Coγ射線源，，其半衰期為5.27年，平均能量為1.25MeV。活度范圍2.22×1014～6.66x×1014Bq。頭部治療γ刀裝置的最大準直器規(guī)格一般為Φ50mm．焦點距離約40cm。體部治療γ刀常用最大照射野20cm×20cm，

15、焦點距離約50cm。主要輻射危害因素為： (1)60Coγ射線源產(chǎn)生的初始輻射，焦點處治療束空氣比釋動能率一般大于1.5Gy/min。 (2)治療狀態(tài)下患者及周圍物體的散射輻射。 (3)在非治療狀態(tài)下源裝置的泄漏輻射。,放射防護措施,工作場所分區(qū) 安全防護裝置 機房屏蔽 屏蔽設(shè)計驗證計算舉例,工作場所分區(qū),控制區(qū)監(jiān)督區(qū),(1)外照射治療的照射室； (2)遙控后裝治療室； (3)所有放射源

16、貯存室和放射源操作室。 對外照射治療，常提出機房控制室是控制區(qū)還是監(jiān)督區(qū)的問題。 在區(qū)域邊界或適當(dāng)位置處，應(yīng)設(shè)有符合相關(guān)標(biāo)準要求的電離輻射警示標(biāo)志,安全防護裝置,包括：聯(lián)鎖裝置、警告裝置和觀察裝置 聯(lián)鎖裝置：包括門機聯(lián)鎖、兩道獨立的劑量聯(lián)鎖和緊急停機（回源）按健等。固定式輻射劑量監(jiān)測報警儀運行警示裝置、監(jiān)視器與對講設(shè)備,機房屏蔽,在預(yù)評價報告書中一般應(yīng)對建設(shè)單位提供的機房屏蔽設(shè)計方案進行驗證計算，并提出評價意

17、見；也可以采用類比方法進行評價。在控制效果評價中應(yīng)對屏蔽效果進行檢測和評價。,影響外照射大小的三個重要參數(shù)是時間、距離和屏蔽。這三個參數(shù)均包含在屏蔽設(shè)計中,屏蔽設(shè)計三個基本步驟,建立居留區(qū)計算點處有效劑量的設(shè)計值 估算在無屏蔽情況下計算點處的有效劑量 計算減弱倍數(shù)和屏蔽厚度,建立居留區(qū)計算點處有效劑量的設(shè)計值,在國際原子能機構(gòu)(IAEA)出版物中，推薦的有效劑量典型設(shè)計值為：對職業(yè)人員為10mSv/a或0.2 mSv/week：對

18、公眾為0.5mSv/a或0.01 mSv／week。值得注意的是，當(dāng)把這些典型設(shè)計值用于屏蔽計算時，在居留區(qū)內(nèi)人員的實際個人劑量值將是有效劑量設(shè)計值的1/10到1/30，這是由于： ●患者對入射束的減弱通常未被考慮： ●假定了最大可能的泄漏輻射； ●假定工作人員總是在最大受照位置： ●對雙模式加速器，總是假定加速器工作在x射線模式； ●對雙能量X射線加速器，總是假定其工作在較高能量。,,在我國《

19、放射治療機房的輻射屏蔽規(guī)范第1部分：一般原則》 (GBZ／T201.1—2007中，推薦的有效劑量參考控制水平值為：對職業(yè)人員為5mSv/a；或 0.1mSv/week；對公眾為0.25mSv/a或0.005 mSv/week。機房屏蔽設(shè)計中，通常假定周工作負荷在一年中是均勻分布的，因此，只要滿足周劑量限值（年限值的1/50）的要求，就可以滿足年劑量限值的要求。若將年劑量限值分配到更小的時間間隔（如每小時），對放療機房屏蔽設(shè)計而言，一

20、般將加大對機房屏蔽的要求。,估算在無屏蔽情況下計算點處的有效劑量,a)初始輻射（直接來自機器準直器出口） H未屏蔽= WUT d0 2/d2 (1)式中： H未屏蔽—屏蔽條件下，計算點處的劑量，單位為μSv/week; do—源到等中心距離（加速器的源軸距SAD），對加速器通常為lm; W一周工作負荷； U—利用因子： T—居留

21、因子； d—源到計算點距離。,,b)患者散射輻射（初始輻射直接投射到患者） H未屏蔽= αWT(F/Fo) (do/d1)2 (do／d2)2 (2)式中：α—距散射體（患者）1m處散射輻射與距源1m處初始輻射的比率，并歸一到患者受照表面積為400cm2； Fo一平均照射野面積(400 cm2)； F一患者實際受照面積，單位為cm2； do一源到等中心距離，對加

22、速器為1m； d1一源到患者散射體的距離，近似等于源到等中心距離，單位為m； d2一患者散射體到計算點距離，近似為等中心到計算點距離，單位為m；,,泄漏輻射（對加速器僅在出束時存在）H未屏蔽=WTηdo2/d2 (3)式中：η—泄漏輻射占初始輻射的比率； do一源到等中心距離，對加速器通常為1m; d—等中心到到計算點距離（對所有可能機架角的平均距離）；,計算減

23、弱倍數(shù)和屏蔽厚度,屏蔽厚度的計算方法：一是計算穿透因子（減弱倍數(shù)的倒數(shù)），通過查圖表求得屏蔽厚度；二是使用什值層厚度（TVL）求得屏蔽厚度。本文采用后一種方法，這種方法可簡化計算，特別是如果整體屏蔽體是由兩種以上物質(zhì)組時，只需使各種物質(zhì)的TVL數(shù)目之和等于所需要的總的TVL數(shù)。,,X=TVL lg H未屏蔽/H控制 (4)式中：X—所需的屏蔽厚度，單位cm; TVL—什值層厚度，單位cm;

24、 H未屏蔽/H控制一屏蔽減弱倍數(shù)； H未屏蔽—未屏蔽條件下計算點處的劑量，單位為μSv/week; H控制-計算點處劑量設(shè)計控制值，單位為μSv/week。,,由于在屏蔽體表面附近存在一個衰減建成區(qū)，引入第一什值層TVL1加以修正，因此，總屏蔽厚度X由下式計算， X=TVL1+ (NTVL—1）TVLe式中：NTVL —總什值層數(shù)，NTVL= lg H未屏蔽/H控制； TVLe一平衡什值層厚度。,

25、屏蔽設(shè)計驗證計算舉例（以加速器為例）,一般考慮,在屏蔽驗證計算中，對雙模式加速器（產(chǎn)生電子束和X射線），僅對最高能量X射線進行屏蔽計算。20 MeV電子在普通混凝土中的最大射程僅為5.2cm，防護X射線所需的屏蔽厚度能滿足對電子束的屏蔽要求。 當(dāng)加速器—電壓大于或等于10MV時，光子與機頭屏蔽物質(zhì)（如鉛）發(fā)生光核反應(yīng)，產(chǎn)生中子。鉛、鎢和其它高原子序數(shù)(Z)是有效的光子屏蔽物質(zhì)，但不能有效地屏蔽中子。在機房內(nèi)任一點的中子注量由直

26、接中子、散射中子和熱中子組成。對10～25MV的加速器，直接中子的平均能量很少超過1 MeV，機房散射中子的平均能量約為0.24 MeV，除去熱中子以外的中子平均能量約為0.34 MeV。高含氫物質(zhì)能有效減弱快中子，混凝土有較高的氫成分，0.34 MeV中子在混凝土中的TVL約為2lcm，而高能X射線( 10～25MV)，在混凝土中的TVL約為40～50cm。因此，如果對光子屏蔽是適當(dāng)?shù)?，那么對中子也是適當(dāng)?shù)?。但是，如果使用重金屬或?/p>

27、原子序數(shù)(z)物質(zhì)用于機房屏蔽，例如鉛或鐵用于組合屏蔽，應(yīng)在金屬夾層中添加中子慢化物質(zhì)。,屏蔽驗證計算,某單位擬購置西門子公司生產(chǎn)的PRIMUS型加速器，X射線最大能量為15MeV。,主屏蔽墻A,初始輻射（治療束）周工作負荷W=1000Gy/week=1.0×109μGy/week , 由圖1可知，加速器等中心(s)到A墻外30cm處最近距離，d'=4.0m+3m+0.3m=7.3m，而靶到A墻外最近距離，d=7.3

28、m+do( SAD) =7.3m+l.0m=8.3m。墻外為人行道（公眾可及區(qū)），周劑量控制值H控制=5μSv/week (0.25mSv/50week)。U= 1/4,T= 1/8。將上述參數(shù)代入方程（1）和 (4)。,,H未屏蔽= WUTd0 2/d2 =l.0×109×l/4×l/8×12÷8.32 =4.54x105 X= TVL l

29、g H未屏蔽/H控制 = TVL lg[4.54×105 ÷5] =TVL lg (9.08×104) = 4.96TVL,高能X射線在混凝土（2.35g/cm3）和鉛中的TVL值,,15MV加速器產(chǎn)生的初始X射線束在普通混凝土中的TVL1值為44cm， TVLe為4lcm，該建設(shè)項目將采用普通混凝土作屏蔽材料，墻體厚度X=44+4l× (4.96-1) =206（cm),

30、泄漏輻射,泄輻射的屏蔽計算應(yīng)考慮強調(diào)強因子。對調(diào)強治療（IMRT)，調(diào)強因子定義為：調(diào)強放射冶療每單位處方吸收劑量所需要的加速器平均監(jiān)督單位(MUIMRT)數(shù)與常規(guī)放射治療每單位處方吸收劑量的加速器監(jiān)督單位( MUconv)數(shù)的比值。這個比值一般在2～10范圍內(nèi)。,W=5×l.0×109μSv/week（假定調(diào)強因子為5，實際情況下應(yīng)考慮調(diào)強治療和非調(diào)強治療的工作負荷比例）； U=1; T=1/8

31、; η= 1×I0-3; do=lm; d=4.0m+3.0m+0.3m =7.3m; H控制= 5μSv/week;,,將上述參數(shù)代入方程(3) 和 (4)，X=TVL lg H未屏蔽/H控制=TVL lg [(5×l.0×109×l/8×l×l×l0-3×12÷7.32)÷5] =TV/lg (2.

32、34×103)=3.37TVL,附表2 高能X射線的泄漏輻射在混凝土（中的TVL),,15MV加速器產(chǎn)生的泄漏X射線束在普通混凝土中的TVL1值為36cm， TVLe為33cm（見附表2）。若使用普通混凝土作屏蔽材料，墻體厚度X=36+33×(3.37-1) =114（cm),患者受照表面輻射,α= 1.54×l0-2（散射角為100，內(nèi)插值，見附表3：00-100之間也存在散射，但沒有可利用的散射

33、系數(shù)）； W= 1.0× 109μSv/week; T=1/8; U=I/4； F=40cm×40cm= 1600cm2； do=lm; d1=lm; d= 4.0m+3.0m+0.3m=7.3m; H控制= 5μSv/week。,,H未屏蔽=αWT (F/400) d02 d0 2/dl 2d22= (1.54xl0-2×1.0×

34、109×l/8×l/4×1600/400×12x12)／(12x7.32) =3.61×104μSv/week X = TVLlg(H未屏蔽/H控制) =TVL/lg (3.6lx104/5) =3.86TVL,,對于15MV加速器，患者的散射輻射在普通混凝土中的TVL為42cm(見附表4，因表中無100，故取150數(shù)據(jù))，因此，屏蔽厚度X=42

35、5;3.86=162cm。,附表4 不同散射角下患者散射輻射在混凝土中的TVL值（cm）,表中綜合厚度是按照下述原則確定：當(dāng)計算給出的各類輻射所需的屏蔽厚度中鄰近兩個較大厚度相差一個1/10值厚度或更大時，一般應(yīng)采用其中較厚的屏蔽厚度；若相差不到一個1/10值厚度，則應(yīng)當(dāng)采用其中較厚的屏蔽并增強一個半值厚度，即增加厚度為0.302TVL。,,初始束屏蔽墻寬度估算： 作為一般原則，初始束屏蔽墻寬度為投射到所考慮墻面

36、的最大射野（方野或矩形野）的對角線長度，并在兩側(cè)至少各加30cm（見圖2）。在等中心處最大射野為40cm×40cm，投射到屏蔽墻面的方野邊長，d=40cm(6.3m/1m)=252cm=2.52m。對角線長，d=(2.522+2.522)1/2=3.6m。因此，屏蔽墻寬度dw=3.6+0.3×2=4.2m。,,,,,輻射檢測的特殊問題,1 加速器脈沖場,輻射劑量監(jiān)測中應(yīng)注意的特殊問題之一是對加速器的脈沖場的監(jiān)測

37、，醫(yī)用加速器是以脈沖方式工作的，脈沖寬度通常為幾微秒，腫沖重復(fù)頻率為每秒幾百個脈沖。例如，加速器出劑量率為4Gy/min，腫沖重復(fù)頻率為PRF為400次/s，那么每個腫沖的劑量為0.17mGy。若腫沖寬度為5μs，那么劑量率為34Gy/s。有些儀器不能正確給出加速器輻射源按時間平均的劑量率，甚至失效，特別是脈沖計數(shù)儀器（G-M和閃爍型計數(shù)器）。G-M型計數(shù)器具有相對較大的死時間（可達數(shù)百微秒），受加速器束流占空比（加速器提供有用束流時

38、間的百分比）影響很大，即受束流脈沖寬度和頻率影響很大，不適合用于測量加速器產(chǎn)生的脈沖場。閃爍型計數(shù)器用于測量加速器產(chǎn)生的脈沖場時容易出現(xiàn)飽和。因此這兩種類型的探測器會低估脈沖輻射的劑量率，甚至失效。但是，它們具有響應(yīng)快，適合于放射源(60Co、192Ir等)治療屏蔽設(shè)施的掃描檢測和快速探測加速器屏蔽設(shè)施可能存在的空隙和裂縫。對加速器屏蔽設(shè)施，需要使用電離室型巡測儀，最好具有累積劑量和劑量率兩種測量模式。在加速器脈沖輻射場中，電離室型

39、巡測儀也存在離子復(fù)合校正問題，但對防護劑量測量，其引起的誤差可以忽略不計。,中子及其感生放射性,測量要求,作為屏蔽設(shè)施的首次評價檢測，每一面屏蔽墻外都應(yīng)使用G-M或閃爍型計數(shù)器確認屏蔽是否存在缺陷。對加速器治療室，測量時應(yīng)使用最高可利用能量和最大劑量率。如發(fā)現(xiàn)屏蔽存在缺陷，應(yīng)使用適當(dāng)儀器在屏蔽缺陷位置作進一步測量。,對主屏蔽墻防護檢測,使用最大射野，最大劑量率，準直器旋轉(zhuǎn)45°，使得照射野的對角線沿著屏蔽墻方向。測量的范圍要

40、從主墻屏蔽過度到次墻屏蔽，以確認主墻的寬度是否適當(dāng)。測量時，輻射束中不放置任何模體。應(yīng)在治療室的平面圖上標(biāo)出測量點位置。,對次屏蔽墻防護檢測,在等中心位置放置模體以模擬患者的散射輻射。對每面次屏蔽墻，在機架角00，900，1800和2700分別進行測量。在主墻與次墻的連接處進行仔細測量以確定是否存在來自小角度散射的透射輻射。,,對標(biāo)稱能量大于10MV加速器，還需測量機房門處或迷宮入口處及電纜通道等出口處的中子劑量。在機房頂部劑量水

41、平較高的情況下，還需測量機房外可能由于天空散射產(chǎn)生的輻射水平；如在機房附近有高層建筑，還需測量這些高層建筑上層處可能由于機房頂層側(cè)散射所產(chǎn)生的輻射水平。,測量報告,測量報告應(yīng)包含下述信息： (1)機器型號，安裝地點： (2)測量日期： (3)使用測量儀器的型號、系列號和?；慈掌冢?(4)檢測條件； (5)標(biāo)有測量點位置分布的設(shè)施平面圖； (6)檢測結(jié)果與評價： (7)報告編制人等