某医院购置深圳奥沃公司的OUR-XGD旋转式伽玛刀进行头部肿瘤疾患放射治疗。该装置使用钴-60放射源, 装源总放射活度为220 TBq(~6 000Ci)。放射治疗房间位于该院门诊楼底层, 包括机房、控制室、规划剂量室、消毒定位室、会诊室和候诊室, 总面积约210m², 其中γ-刀治疗装置机房面积约50m²。机房四周及顶部二楼为医院其他科室, 经常有人员活动。在放疗机房基建前我们对机房四壁屏蔽厚度进行了设计, 建成后对机房屏蔽效果进行了测试和评价, 现将结果报道于下。

1 测试内容与方法 1.1 γ-刀治疗装置机房内辐射水平的测试

为了进行γ-刀治疗装置机房的屏蔽设计我们事先对省内同类γ-刀机房内的辐射情况进行了测试。测试用LiF(Mg, Cu, P.)剂量计, 在机房内距地面1.0 m高度上按1.0 m间距网格平均布点, 事先用塑料带拉好网格, 在每—网格点上用透明胶带粘放3只剂量计, 照射1 h后, 收集剂量元件, 在FJ-377热释光剂量仪上测试, 3只剂量计的均值作为每个测试点的剂量结果。与此同时, 在对应γ-刀治疗机装置及其出线口前方的顶棚上也按每米间距布放剂量计(共8点), 测试放疗时顶棚的剂量分布。

1.2 γ-刀治疗装置漏射线的测试

用法国产BABYLINE E-276巡测仪分别在距机器表面5 cm和1.0 m处测试机器的漏射线, 测试时机器处于储存状态。

1.3 机房四周邻近场所辐射水平的测试

用BH3103便携式X-γ剂量率仪在已建成的γ-刀治疗装置机房四周(包括二楼)的邻近场所和防护门进行测试。

上述测试所用仪器事先均经省级以上计量部门校准。

2 测试结果 2.1 机房内散射线剂量分布与机器漏射线剂量水平模拟测试结果

相似γ-刀治疗机房内散射线的剂量模拟测试结果如图 1所示, 从图 1中可以看出, 高剂量点主要集中在γ-刀治疗机出线口前方区域, 最高点剂量可达15.75 mGy·h^-1, 四周墙壁总剂量水平较低, 最高点在机器出线口前方墙壁上, 为3.35 mGy·h^-1。机房顶棚各点剂量在0.06 ~ 1.38 mGy·h^-1之间, 最高点位于机器出线口前方对应的顶棚上。γ-刀治疗机的漏射线测试结果见表 1。从表 1中可看出, γ-刀治疗机漏射线较低, 一般均在50 μGy·h^-1以下。与机房内的散射线相比, 漏射线剂量仅为散射线的百分之几, 这提示我们, 对γ-刀治疗机房的屏蔽应考虑散射线的防护。

2.2 γ-刀治疗机房四周邻近场所剂量测试结果

机房墙壁用60 cm厚、顶棚用50 cm厚钢筋混凝土建造, 机房门采用奥沃公司提供的专用钢制防护门, 机房建成后, 我们对其周围邻近场所的剂量水平进行了测试, 测试结果见表 2。

从测试结果中可看出, 机房四周邻近场所(包括二楼)剂量水平很低, 既使源处于照射状态邻近场所的剂量水平也与装源前的剂量水平相似, 实际上机房四周的剂量水平基本为本地区的天然本底水平。防护门外剂量水平较高, 约高出本底水平2 ~4倍, 但仍在我国标准规定的公众限值导出值(0.5μGy·h^-1)以下。

3 关于γ-刀治疗机房屏蔽厚度的确定

从测试结果可以看出, γ-刀机房内辐射主要是由⁶⁰钴的原射线照射到人体组织或其他物体上产生的散射线构成的。有人认为^[1], ⁶⁰Co 90°角一次散射线能量约为365 keV, 相关材料^[2]也证实了这一结果, 为此, 在γ-刀治疗装置机房屏蔽设计时应采用从患者体模上以不同角度散射的⁶⁰Co宽束γ线穿过密度为2.35 g/cm³的混凝土的透射曲线^[3][4]。我国《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》^[5]中规定, 放射工作人员年剂量限值为20mSv, 公众成员年剂量限值为1 mSv。按每年工作50周, 每周工作40 h计算, 其导出值相应为10μSv·h^-1和0.5μSv·h^-1。γ-刀治疗装置机房四周主要为公众成员活动区, 其剂量控制值应低于0.5μSv·h^-1。前面测试结果表明, 放射治疗时机房墙壁最高剂量值为3.35 mGy·h^-1, 顶棚为1.38 mGy·h^-1, 我们以墙壁上的最高剂量点按5 mGy·h^-1计算, 欲使机房邻近场所剂量控制在0.5μSv·h^-1, 其透射量应在10^-4以下, 据此, 按文献[3, 4]的透射曲线计算, 从患者体模上以90°角散射的⁶⁰Co宽束γ线对应于10-4的透射量的密度为2.35 g/cm³的混凝土屏蔽厚度应为54 cm, 在实际施工中, γ-刀机房四周墙壁采用60cm、顶棚采用50cm厚混凝土建造, 建成后的测试(表 2)表明, 机房四周及顶部二楼邻近场所的剂量水平在放射治疗时均处于天然本底水平, 看来, 这种屏蔽取得了很好的防护效果, 虽然, 防护上的冗余较大些, 但我们认为还是合适的。

4 受照剂量估算

放射工作人员所受的照射有两方面, 一是在放疗机房内进行病人摆体位等操作所受的照射, 另一为在控制室等工作场所接受的照射。如以γ-刀治疗装置每天最多治疗5人, 每周治疗40人计, 放射治疗人员在每名患者床侧工作约10 min, 每周工作5 d, 每年工作50周, 则工作人员每年接触时间208 h, 治疗床侧剂量一般在10μGy·h^-1以下, 工作人员在治疗室内所受的剂量为2.08 mSv·a^-1; 工作人员在控制室及其他房间的剂量水平按0.1 μGy·h^-1计, 则全年(50周, 每周40 h)总剂量为0.2 mSv。放射治疗工作人员年剂量在2.28 mSv·a^-1以下。机房邻近场所公众的剂量水平也按0.1 μGy·h^-1计算, 全年(50周, 每周40h)的总照射剂量为0.2 mSv·a^-1。从上述估算可以看出, γ-刀治疗装置工作人员和其邻近场所公众所受照射剂量均低于我国规定的年剂量限值^[5]。