工作负荷是医用直线加速器治疗室辐射防护最优化设计的核心因素^[1-4], 往往决定了治疗室实际采用的屏蔽厚度和迷路防护等。本工作对内蒙古地区现役的23台医用直线加速器治疗室的工作负荷进行了调查和分析, 为医用直线加速器治疗室设计和屏蔽计算收集基础数据并用于对新建项目的设计指导提供实际数据。

1 方法

采用调查表法对基本情况进行调研。调查内容主要为:名称、医用直线加速器安装日期、型号、厂家、射线类型、能量、最大剂量率、实际使用的剂量率、输出高压及时间。为了保证调查数据的准确性, 由受调查单位的物理师或技师根据运行记录填写, 现场核实。调查时限为2010年10月至2011年12月。

2 结果

截止2011年12月1日, 内蒙古地区共有25家单位, 28台医用直线加速器。其中部队医院拥有2台(对该2台设备没有进行调查); 3台尚未投入使用的设备(其中有2台进口设备, 1台国产设备。); 我们对其余的23台进行了调查和分析。在23台设备中, 国内厂家的设备有9台(北京医疗设备研究所生产的有5台, 上海高科放疗装备有限公司生产的有1台, 山东新华医疗器械股份有限公司生产的1台, 广东威达医疗器械有限公司生产的有1台, 江苏海明医疗器械有限公司生产的1台), 国外厂家的设备有14台(瑞典医科达公司生产的6台, 美国瓦里安公司生产的2台, 德国西门子公司生产的6台)。医用直线加速器X射线能达到的最大剂量率为220~600cGy/min之间, 电子束最大剂量率为300~1 000cGy/min之间。常用的X射线剂量率在200~400cGy/min之间, 最高也不超过500cGy/ min。对电子束常用的剂量率为300~460cGy/min之间。

通常对医用直线加速器治疗室的屏蔽计算中只有对X射线部分的屏蔽为主要计算对象, 对能量大于10MV^{[5, 6]} (通常MV用于加速器管电压和韧致辐射谱的终端能量单位的表示, MeV用于单能光子和电子束能量单位的表示)医用直线加速器治疗室的屏蔽计算中才能考虑到中子和俘获伽马射线对迷路外口处的贡献。对于采用两种射线(X射线和电子线)治疗的设备, 由于总高压时间包括X射线和电子束部分, 且这部分时间无法分开。考虑到电子线部分的使用量远低于X射线部分, 计算时只以X射线部分的剂量率来进行了周工作量的计算。

表 1列出了国内厂家生产的医用直线加速器工作量情况。由于开始运行的具体某一天未确定, 将开始运行时间统一到每台设备开始运行月份的第一天。总高压时间为仪器产生X射线或电子束时设备本身能自动记录的给高压时间, 通常单位为小时。工作量为每周的平均工作量, 计算方法为每台总计高压时间(单位: min)乘上常用的剂量率值(单位: cGy/min), 除以运行的总周数得出每周工作量(单位: Gy/week)。除了江苏海明医疗器械有限公司生产的16MV、8MV的2个能量档和最高能量为14MV的电子束部分的设备之外, 其余的8台均只有一个能量档X射线(单光子)部分, 没有电子束部分, 且X射线能量均为6MV。调查发现江苏海明医疗器械有限公司生产的设备其实从来不用16MV的X射线。国内生产厂家生产的设备的X射线常用剂量率为200~300cGy/min之间, 周工作量为26.59~356.43Gy/week之间。

表 2列出了国外厂家生产的医用直线加速器工作量情况。国外厂家生产的设备均产生X射线和电子束两部分:通常X射线有两个能量档(双光子)组成, 低能量为6MV, 高能量为15或18MV; 电子束部分一般为5到7个能量组成, 最小为4MV, 最大为20MV。当使用X射线治疗时, 大部分用低能量6MV的档位, 很少或几乎不用高档的X射线进行治疗。电子束治疗的份额比起X射线治疗的小很多。由周工作量的数据可知, 治疗单位病人的多和少。X射线常用剂量率为200~400cGy/min之间。电子束的常用剂量率为300~460cGy/min之间。周工作量一般为214.51~640.85Gy/week之间。

3 结论与分析

由表 1和表 2的数据可得出, 国外厂家生产的加速器的使用剂量率普遍高于国内的, 工作量也较大于国内生产的加速器的工作量。调查中还发现, 高能量X射线的使用率明显低于低能量的X射线的使用率。以电子线治疗的份额比X射线治疗的小很多。绝大多数使用单位开始运行以来根本就没有用过高能量档的X射线治疗的情况。因此有些单位购置设备的时候应充分的考虑实际使用的需求。

从表 2的数据中能看到周工作量为1 389.72Gy/week和1 008.95Gy/week的两个治疗机的较高工作量的情况。此种情况是通常是由于调强治疗和治疗病人数量的增多造成的。

工作量最小的为26.59Gy/week和较大的为640.85Gy/ week之间差距还很大。由此可以看出, 各使用单位之间的竞争关系和需要合理分配医用直线加速器的问题。希望有关部门彻底调查相关实际情况, 制定相关文件合理分配医用直线加速器, 并提高相关的治疗水平。

工作量的实际情况的了解对医用直线加速器治疗室的最优化设计和屏蔽计算中是十分重要的。有些厂家设计医用直线加速器和有关技术服务机构进行评价时应当充分考虑实际工作量和相关标准的要求进行设计和计算。

调查中还发现以下三种情况的治疗单位的工作量明显高于其他单位的工作量:肿瘤专科医院、拥有国外厂家生产设备的三级医院、人口较多地区的独家治疗单位。