2. 山东医学高等专科学院
山东省某医院于2003年新建γ治疗室, 引进深圳某公司开发研制的SRRS型伽玛射线头部立体定向治疗系统, 开展头部各种小体积恶性肿瘤、脑血管疾病和功能性疾病的治疗。设备经安装调试后, 山东省疾病预防控制中心于2003年4月18日, 进行了辐射防护检测与评价。
经查阅, 对头部和全身γ治疗设备的防护检测与评价, 国内已有多篇报道[1~5], 但针对SRRS型伽玛射线头部立体定向治疗系统的尚未见到。
SRRS型治疗系统由辐射屏蔽构造、治疗床和治疗与辐射安全监控系统等几大部分组成。其中辐射屏蔽构造包括外屏蔽体、源体、中间准直开关体、前后门框和屏蔽门、准直系统及定位支架等部件。SRRS型治疗系统共装有25枚钴-60放射源, 每枚源的活度在9.92~ 10.43TBq范围内, 额定装源总活度240 TBq(约6 500 Ci), 检测时总活度237.46 TBq(6 417.9 Ci)。
γ治疗场所总建筑面积223 m 2, 其中γ治疗室(机房)为东西走向, 内径长×宽=7.5m ×5.5m, 净使用面积为41 m2, 净高3.2 m, 门洞净宽2 m。治疗室南向40 m外隔院墙为居民平房, 东100 m及北50 m为绿化带, 西向10 m外为病房楼, 顶上(二层)为办公用房。SRRS型治疗系统安装在治疗室的东北部位, 屏蔽门开口向西, 焦点到西墙内表的距离为5.14 m。防护门在治疗室的东南部位(见图 1), 防护厚度为10 mm铅当量。治疗室墙体为普通混凝土结构, 西墙厚度为75 cm, 北墙西部为70 cm, 东部为50 cm(混凝土)+20 cm砖混, 其他墙体和室顶的厚度均为50 cm。
1 仪器和方法 1.1 测量仪器① BH-3103A型便携式剂量率仪, 北京核仪器厂生产; ②2570/1B型剂量仪, 英国NE公司生产; ③FJ-377热释光剂量仪, 北京核仪器厂生产, LiF(Mg, Cu, P)玻璃棒热释光剂量探测器, 经5%分散度筛选; HW-型热释光剂量探测器专用退火炉, 二者均为中国辐射防护研究院生产。仪器均经检定合格。
2.2 方法(1) 用BH-3103A型便携式剂量率仪和2570/1B型剂量仪, 测定SRRS型治疗系统机头表面及距源1 m处的剂量率, 并在治疗与非治疗状态下测量治疗室周围的环境辐射水平。
(2) 用热释光探测器测量治疗系统在治疗状态下治疗室内空间辐射场的剂量分布情况。①距地表 90 cm布1# ~ 22#(因焦点距地表 90 cm); ②西墙内表距地面3 m处布“上1# ~上3#”; ③从治疗设备屏蔽门北沿布S1#(距焦点约1.1 m)向治疗室西北角隔1 m依次布“S2# ~ S5 #”。见图 1。将热释光探测器三个一组固定在绳和治疗床相应的测量点上。准直器用ϕ22, 照射20 min, 取下剂量计用FJ-377热释光剂量仪对每组剂量元件进行测读, 取均值, 再计算累积剂量和剂量率[6]。
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图 1 在治疗状态下, 治疗室内辐射剂量测点分布 |
(3) 评价目标:对放射工作人员及公众分别取2 mSv/a和0.2 mSv/a, 对治疗室和防护门的屏蔽性能取2.5 μSv/h(如与治疗室有紧邻的非放射工作场所除外)[5]。
(4) 对SRRS型治疗系统机头的防护安全评价, 参照有关国家标准的规定[7, 8]。
3 结果与讨论 3.1 SRRS型治疗系统防护性能非治疗状态下, 距治疗系统机头表面5 cm及距源1 m处泄漏辐射水平, 各测量点及结果见表 1。
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表 1 非治疗状态下相关测量点的辐射水平(μGy/h) |
由表 1得知, 距机头表面5 cm处(屏蔽门向除外)各方向的剂量率在0.50 ~ 8.76 μGy/h的范围内分布, 距源1 m处为0.80 ~ 2.80 μGy/h, 符合距机头表面5 cm处不大于200 μGy/h和距源1 m处不大于10 μGy/h的国家标准[1]。说明SRRS治疗系统机头外屏蔽体、源体和中间准直开关体等具有良好的屏蔽效果。放射工作人员经常工作的位置, 即距屏蔽门1 m处治疗床中心的剂量率为21 μGy/h、两侧为12 μGy/h, 据此数据估算工作人员因摆位受照年累积剂量远小于2 mSv/a的评价目标值。在控制室内操作的放射工作人员及偶尔到达治疗室附近的公众, 其附加受照剂量均可忽略。
3.2 治疗室的防护性能治疗室外相关场所各测量点及其结果见表 2。
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表 2 相关场所的空气比释动能率(μGy/h) |
所检测SRRS型治疗系统, 在非治疗及治疗状态下, 治疗室防护门外、控制室内、防护墙外及治疗室上方二楼办公室内的辐射水平均为本底或接近本底数值, 远低于2.5μGy/h的评价目标。
表 2还给出了治疗状态下, 防护门内、治疗室内东墙表各处的剂量率, 这些数据为误留治疗室内人员的安全评价及同类γ治疗室的屏蔽设计提供了部分依据。
3.3 治疗室内辐射剂量分布在治疗状态下, 治疗室内辐射剂量分布用热释光剂量计测量(布点和条件见2.2节)。测点和剂量率分布见图 1和表 3。
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表 3 治疗状态下, 治疗室内空间剂量当量和剂量率的分布 |
在治疗状态下, 治疗室内的辐射剂量, 主要由屏蔽门打开后的一次散射及二次或多次散射造成。一次散射区域为焦点和屏蔽门构成的长方锥形空间之内, 其他空间为二次或多次散射区。高剂量分布脊出现在一次散射区内的从焦点、治疗床中心线到西墙一线。西墙表(距地面90 cm)处的最高剂量为2.22 mGy/h, 其上室顶与西墙交界处为2.04 mGy/h。由此两点连成的竖线向两侧的剂量率分布逐渐降低。北墙表 2.40 mGy/h的高剂量率是因为其测点距焦点近造成的。表 3和图 1对照观察, 还显示出二次或多次散射区内的剂量率确实不高。这些数据, 为评价误留治疗室内人员的受照剂量及其他同类γ治疗室的屏蔽设计, 提供了重要依据。
3.4 屏蔽厚度优化分析治疗室外和防护门外的剂量率以2.5μSv/h为屏蔽厚度优化分析的指标, 取上述治疗室内实测剂量数据和一次、二次散射的TVT值(由GBZ/T152-2002 图 3和图 4的穿透曲线估算)[8], 估算治疗室和防护门屏蔽厚度列于表 4。
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表 4 治疗室和防护门的屏蔽厚度估算结果 |
由表 4可见, 使治疗室墙外的剂量率降到2.5 μGy/h所需的砼厚度估算值, 小于或远小于实际的建筑厚度。
4 结论与建议(1) 该台SRRS型伽玛射线头部立体定向治疗系统机头外屏蔽体、源体、中间准直开关体、屏蔽门、准直系统等具有良好的屏蔽设计, 距机头表面5 cm和距源1 m处的实测最大泄漏剂量率为8.76 μGy/h和2.8μGy/h, 符合距机头表面5 cm处不大于200 μGy/h和距源1 m处不大于10μGy/h的国家标准[7, 8]。
(2) 所测治疗状态下治疗室内辐射剂量的分布数据, 为评价误留治疗室内人员的受照剂量及其他同类γ治疗室的屏蔽设计, 提供了重要依据。
(3) 在治疗状态下, 与治疗室相邻的控制室内、防护门外、墙外和顶上的实测剂量率为本底或接近本底水平。由于这些剂量值远远低于2.5 μGy/h的评价目标, 再结合治疗状态下治疗室内的辐射剂量分布, 可以认为治疗室墙体和顶的实际建设厚度偏大。通过上述分析与计算, 笔者给出了屏蔽厚度优化设计的估算值, 可供引进同类设备的其他单位在进行治疗室屏蔽设计时参考。
孙积涛主任技师对检测和笔者给予了热情指导, 特此致谢!
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