作为放射治疗的辅助手段，外照射联合后装是妇科肿瘤放疗的标准治疗方案之一^[1]。据统计，截止至2016年12月，全国的后装治疗机约有450台^[2]，其放射源多采用¹⁹²Ir。由于¹⁹²Ir的半衰期短，一台正常使用的后装机每年须更换2次新源，国家对此有严格的管理机制^[3]。在使用过程中，除了定期检测放射源^[4]外，须建立各种事故的应急处理方法，确保放射源安全地服务于临床治疗。

尽管后装治疗机性能稳定，在治疗过程中发生卡源事故的概率很低，但是也不能完全避免。我院从1989年至今，一直使用医科达公司生产的后装治疗机，根据它的应急指导手册^[5]，若放射源在治疗过程中发生卡源，并且不能在遥控操作下回收，放疗技师须立刻进入治疗室，手动转动后装机的传送盘齿轮，将放射源导回储存铅罐内。整个过程花费的时间越长，技师和患者所面临的辐射健康危险就越大。本文将模拟卡源事故的应急处理场景，测量放疗技师在穿戴防护用品的前后，各敏感器官(晶体、甲状腺、乳腺、睾丸)的入射体表剂量。

1 材料与方法 1.1 实验材料与仪器

实验所用的仿真人体盆腔模型为成都剂量体模，体模材料在医疗照射(60 keV~20 MeV)范围内的组织辐射等效误差 < 2%；假人为PC塑料的男性模型，体内充满石蜡；热释光剂量仪为北京核仪器厂生产的FJ427-A1型微机剂量仪，FJ411A型退火炉，JR1152-C型氟化锂热释光片(TLD)的规格为4 mm×4 mm×1 mm；后装治疗机为医科达公司生产micro-Selection HDR ¹⁹²Ir后装治疗系统；德国西门子ONCOR电子直线加速器；0.35 mm铅当量的防护用品(医用铅衣裙和铅围脖；铅眼镜)。

1.2 模拟卡源的应急处理场景

假设在后装治疗时，放射源在宫口的位置发生卡源，放疗技师在控制室内遥控收源失败后立刻进入治疗室，按图 1的线路，到达后装机的后方，手动收回放射源。图 1的线路是根据本院的后装治疗室结构进行设计的，按正常成人的跑步速度，设置了5个测量点。采用TLD测量不同位置的剂量率，结合放疗技师在不同位置接受辐射的时间(表 1)，可以估算其辐射剂量。放疗技师在第5个测量点进行手动收源，操作越熟练，技师和患者接受的辐射剂量就越少。根据本院技师的操作熟练程度，预设了10、20和30 s的手动收源时间。

模拟应急处理场景(图 2)，由仿真人体盆腔模型替代宫颈癌患者，摆放在妇科专用的后装治疗床上，然后在模型的宫体内放置1根15° Fletcher宫腔管，并与后装机连接。将假人放置于小推车上，移动到上述5个测量点，模拟身高175 cm的成人，测量在穿戴防护用品的前后，一些敏感器官的入射体表剂量。

1.3 筛选TLD

本实验采用作者在既往研究^[6]中使用的TLD，探测下限为0.5 μGy，TLD升温程序：预热温度140℃，预热时间15 s、读出温度240℃，读出时间20 s、退火温度243℃、退火时间20 s；所有TLD测量均用同样的升温和退火条件。

首先将ONCOR直线加速器的6MV X射线进行剂量刻度(出束100 MU，最大剂量深度1.5 cm处的剂量为100 cGy)，然后在2 cm厚的固体水表面居中的位置，将30个TLD逐个并排，形成4 cm×3 cm的矩阵，置于10 cm×10 cm射野内，接着覆盖1.5 cm厚的人体等效组织材料(bolus)，源皮距为100 cm，照射100 MU后，由FJ427-A1型微机剂量仪读取TLD，从中筛选出读数分散性 < ±5%的TLD，将筛选好的TLD放入退火炉，240℃退火10 min，待自然冷却后，重复照射，进一步筛选出读数分散性 < ±3%的TLD。

本实验共筛选出16个TLD，分别测量假人的8个敏感部位(左右晶体、左右甲状腺、左右乳腺、左右睾丸)表面的辐射剂量，每个部位均有2个TLD进行测量，两者的平均值为该部位表面的辐射剂量。

1.4 校准TLD

按后装剂量与测量距离的平方反比关系，分别在离源2、5和10 cm处的三个测量点，若这三个测量点的摆位误差均为2 mm，则它们的剂量误差分别约为20%、8%和4%。可见，后装测量的摆位误差对剂量刻度有较大的影响。为了得到较准确的TLD校准系数，本实验先在外照射中校准TLD，使用固体水准确摆位，采用6 MV X线照射TLD，得到TLD的校准系数，然后通过后装实验，查看该校准系数是否适合用于测量后装剂量。具体步骤如下：

(1) 获取校准系数。采用第1.3节筛选TLD一样的照射条件，出束10 MU，对筛选好的16个TLD进行剂量校准。反复照射三次，计算所有读数的平均值，它与剂量值10 cGy的比值为TLD的校准系数(0.7603)。

(2) 验证校准系数。使用Oncentra V4.1计划系统设计一个后装计划，源强为165 GBq，放射源在步长10 cm的直线上驻留，步进间隔为0.5 cm，剂量参考点是所有驻留点旁开5 cm取点，给予参考剂量100 cGy，经几何距离算法优化剂量后，在平行于插植针5 cm处有一段长度为8 cm的均匀照射区域。然后，将筛选好的16个TLD连成一排，用保鲜膜裹住TLD，防止浸水，在测量水箱中平行放置于离针5 cm处，倒入足够深度的水，后装机执行上述插植计划，FJ427-A1型微机剂量仪取0.7603为校准系数，读取TLD并记录数值，所有读数的平均值为95.6 cGy，它与计划剂量100 cGy的绝对偏差为4.4%。考虑摆位误差2 mm的影响时剂量偏差约为8%，所以本文认为，此次实验测量的后装剂量偏差4.4%可以接受。

(3) 进一步验证校准系数。调整参考距离为10 cm，重复实验，测量剂量的平均值为99.3 cGy，它与计划剂量100 cGy的绝对偏差为0.7%。考虑摆位误差2 mm时剂量偏差约为4%，所以0.7%的剂量偏差也可以接受。因此，本文将采用0.7603为TLD的校准系数，开展以下实验。

1.5 假人在穿戴防护用品前后的辐射剂量

使用Oncentra V4.1计划系统设计一个宫腔管计划，源强为165 GBq，整个计划只有1个位于宫口的驻留点，驻留时间为500 s。然后，将筛选好的TLD分别贴在假人的8个敏感部位(左右晶体、左右甲状腺、左右乳腺、左右睾丸)的表面。接着，将假人摆放在后装治疗室内的第1个测量点(图 1)，在后装机执行该宫腔管计划后，读取TLD并记录每个部位的剂量值，重复测量三次，再取平均值，得到各敏感器官在第1个测量点的入射体表剂量(ESD)，除以驻留时间即为入射体表剂量率。以此类推，分别测量在其余4个测量点的入射体表剂量率。

接着，假人戴上铅眼镜，穿上铅围脖和铅衣裙，按上述方法，分别重新测量各敏感器官在5个测量点的入射体表剂量率。

从表 1可知，假人在整个应急处理事故中接受辐射的时间组合有3种：15、25和35 s。根据假人在治疗室内5个测量点的入射体表剂量率(表 2)，计算出假人在整个事故中接受的入射体表剂量(表 3)，计算公式为：D_总=ΣD_nT_n+ D₅T_k

式中D_n为第n个测量点的入射体表剂量率，T_n为假人在第n个测量点的辐射时间，D₅为第5个测量点的入射体表剂量率，T_k为在第5个测量点手动收源的辐射时间。

采用遮挡率R表示个人防护用品对γ射线的屏蔽效果，公式为：

$ R=(D_a-D_b)/D_a×100 $

式中D_a和D_b分别为在穿戴防护用品前后的入射体表剂量。

2 结果

一个新的后装放射源最大源强在370 GBq左右。本实验的放射源强度为165 GBq，为了方便折算在不同源强下的辐射剂量，本文将测量得到的所有剂量值统一除以0.446(370/165=0.446)，折算到源强为370 GBq的剂量值。

从表 2看，在最大处理时间35 s，没有穿戴防护用品的情况下，右甲状腺的入射体表剂量最大，但不超过0.12 mGy，其它敏感器官的入射体表剂量均小于0.114 mGy。在穿戴防护用品之后，右甲状腺和右晶体的体表剂量最大，但不超过0.105 mGy，其它器官的剂量均小于0.1 mGy。

从表 3看，在治疗室内的5个测量点中，第1、第2和第3个测量点的左右器官的剂量率相差不大，它们与放射源的距离相对较远，且辐射时间短，所以它们对整个辐射剂量的贡献较小。而第4和第5测量点更靠近放射源，其中第4个测量点的假人没有面向治疗床，身体朝向与治疗床平行，这样造成左右器官与放射源的距离不等，则左右器官的辐射剂量差异会较大，特别是右器官的剂量明显高于左器官。而第5个测量点的假人虽然面向放射源，但是站在后装机的后面，有一些器官被后装机的金属部件遮挡，其接受的辐射剂量会低点，而没有被遮挡的器官剂量会高点。

考察防护用品对γ射线的屏蔽效果，从表 2看，对于同一个器官而言，无论辐射时间多少，防护用品对γ射线的遮挡率大致一样，但是对于同一类型的左右器官(例如：左右晶体)而言，遮挡率有较大的差异，这与假人的身体朝向(第4测量点)和后装机的金属部件对射线的屏蔽(第5测量点)有很大的关系。总体来说，铅眼镜对γ射线的遮挡率为8.2%~14.0%，医用铅围脖为4.7%~12.7%，铅衣裙为1.7%~19.8%。

3 讨论

本实验根据本院后装治疗室的结构，设计了放疗技师在治疗室内的跑步路径(图 1)，受实验设备的限制，不能连续测量在整个路径上的辐射剂量，只取了5个测量点的总辐射剂量来替代。按正常成人跑步的速度，在整个路径上跑步花费的时间只有5 s，时间较短，所以技师在跑步过程中接受的辐射剂量较少，而接受较多辐射剂量的位置是在第5个点停留，进行手动收源的位置，技师操作时间越多，接受的辐射剂量就越多。在不同放疗单位之间，后装治疗室结构和后装机摆放的位置可能会有差别，所以在治疗室内不同位置的剂量率须通过实际测量才能准确获取，或者采用蒙特卡罗算法模拟计算得到。

受实验设备的限制，本实验只测量了假人的4个敏感器官(晶体、甲状腺、乳腺、睾丸)的入射体表剂量(ESD)，没有测量到体内的肺、胃、结肠、红脊髓等器官的吸收剂量，因而不能结合国际辐射防护委员会(ICRP)l03号报告^[7]推荐的组织权重因子，计算出有效剂量，不能进一步全面地评估放疗技师在应急处理过程中的辐射危害程度。在本研究的后续工作中，将采用蒙特卡罗算法模拟计算上述的有效剂量。从表 3看，在源强370 GBq，处理时间35 s，没有穿戴防护用品的情况下，各敏感器官的入射体表剂量均不超过0.12 mGy。从文献调查看，做一次X线摄影检查的入射体表剂量^[8-11]为0.13~17.9 mGy，做一次CT检查的入射体表剂量^[12-15]为3.49~26.5 mGy。后装放射源的γ射线能量较低，从放射源释放γ射线出发，到达技师皮肤表面的路径上，经过了患者人体组织的衰减和一段距离的空气散射或内墙的折射后，到达技师体表的射线能量已大大减弱，射线进入技师体内后，几乎没有剂量建成，能量迅速衰减。因此，可以推理，当入射体表剂量小于0.12 mGy时，人体内各器官的吸收剂量会比0.12 mGy更低。

后装放射源的γ射线能谱复杂，平均能量为0.36 MeV，半值层HVT为7.1 mm铅^[16]，所以本实验使用0.35 mm铅当量的防护用品只能屏蔽一小部分的较低能量的射线。因此，放疗技师若想减少更多的辐射剂量，唯有穿戴铅当量更多的防护用品，但是，一方面，厚重的防护用品会影响技师的行动，在手工收源时不方便操作。本实验的0.35 mm铅衣裙重约3.3 kg，技师在穿戴厚重的防护服后行动不便，有可能会延长应急处理时间。另一方面，厚重的防护用品不易穿戴，可能会增加患者等待抢救的时间，患者接受的额外辐射剂量也会增多。所以，放疗技师在选择适合厚度的防护用品时，需要在铅衣重量、屏蔽射线效果、保护患者等方面进行均衡。