某医院肿瘤治疗中心于2007年引进一套立体定向伽玛射线全身治疗系统, 根据军队卫生监督规定要求, 我们在该系统立项审批阶段, 对机房选址、布局和防护设计进行了放射防护的预审和干预, 使该院全身伽玛刀建设项目达到最优化设计要求。

1 材料与方法 1.1 Luna-260型伽玛射线立体定向回旋聚焦放疗机的基本情况

该机由西安一体医疗科技股份有限公司生产, 采用扇形聚焦回转照射原理, 将42个⁶⁰Co放射源形成扇形分布排列, 通过准直系统形成42束半影很小的伽玛射线束, 并引导42个射线束精确汇聚在同一焦点上。射线性质为β射线和γ射线, 其中β射线最大能量为0.317MeV, 可被密封层全部吸收, γ射线的平均能量为1.25MeV, 总放射性活度为2.22 ×10¹⁴Bq。

1.2 监测仪器

LB 123多用途辐射检测仪, EG & BERTHOLD德国生产, 该仪器经中国计量院检定, 并在有效期内使用。

1.3 评价方法

依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 ^[1]和《军队卫生监督规定》^[2]、《军队放射防护监督实施办法》 ^[3]的方法进行评价。评价原则评价要求防护设计必须保证各类人员受照剂量在规定限值以内, 并符合最优化原则。防护设计留有2倍安全系数。

2 结果 2.1 对全身伽玛刀治疗中心选址的预审

该全身伽玛刀治疗中心原设计方案选址在医院内科楼过道走廊旁边的一块空地上, 总占地约为160m²。主机房相邻内科楼仅为1m, 而候诊室、规划室、主机控制室均为内科楼原有房间改建而成。由于该选址位于人员密集且活动频繁的区域, 而且与内科楼共用同一走廊, 没有单独的出入口。经本防护中心与院方共同勘测, 重新选址位于该院医疗中心区西侧边缘, 紧邻西侧备用车道, 左前方为外科楼, 右前方为医院车队, 后方为中心住院楼, 与病理科、神经外科、消毒供应室、检验科、儿科、神经外科研究所相邻。地表为混凝土地面, 地面为粉沙、粘土, 地下水位偏低。周围剂量当量率0.12μSv.h^-1。总占地约380m², 为独立的一层建筑物, 东邻病房楼, 南面和西面为影像楼, 北为停车场, 目前, 该区域内无常住人口, 医院在近期及远景发展规划中, 治疗中心附近没有新的建筑, 在正常运行和事故条件下, 不会增加非放射工作人员和居民(公众)的年剂量当量。经全军放射防护监督监测中心审定认为该治疗中心场址选择合理可行。

2.2 对全身伽玛刀治疗系统机房整体设计的预审

该全身伽玛刀原治疗中心整体设计方案总占地约为160m², 主机房紧挨内科楼, 而候诊室、规划室、主机控制室均利用内科楼原有房间改建而成, 致使该套设计方案有如下明显不足:第一、该全身伽玛刀原机房选址与内科楼共用同一走廊, 没有单独的出入口, 不符合对全身伽玛刀治疗系统机房放射卫生防护的要求; 第二、治疗中心功能用房不尽合理, 缺少医生办公室、卫生间等功能用房; 第三、因机房建筑紧贴内科楼房, 不利于工程浇筑施工作业。基于上述原因, 全身伽玛刀治疗系统机房经重新选址设计, 其建筑结构和布局如图 1所示, 形成一个完整独立、功能齐全的伽玛刀治疗中心。

2.3 对全身伽玛刀治疗系统机房防护设计的预审

根据原设计图纸, 墙壁和顶棚均准备采用混凝土建筑, 机房治疗室设计面积63.28m², 高4.0m, 主屏蔽墙设计厚度1.1m, 辅屏蔽墙设计厚度0.6m, 屋顶屏蔽墙设计厚度1.1m, 迷道内墙设计厚度70cm, 迷道外墙设计厚度70cm。所有墙壁和屋顶均采用密度为2.35g.cm^-3的钢筋混凝土建筑, 控制室位于主屏蔽墙对侧的辅屏蔽墙外, 与治疗室分开, 控制室和治疗室之间设有对讲装置、报警仪及闭路可视系统。治疗室门外有工作指示灯, 并具有门机连锁装置, 治疗室使用排气扇进行通风换气, 排风量为600 m³.h^-1, 排气扇和空调通气口制成弯道, 外加小防护墙使射线沿任何方向穿过均有500mm厚的混凝土阻挡, 防止射线泄漏。已知混凝土的密度ρ₁ = 2.35g /cm³。全身伽玛刀治疗系统由于采用小射野束旋转照射, 在旋转过程中, 射线能穿过患者后照射到西墙、顶棚, 而东墙、南墙和北墙没有这样的直射线的照射。根据全军放射防护监督监测中心对该机房的放射防护评价, 为达到辐射防护最优化原则, 对机房的放射防护设计图纸提出了调整治疗室墙壁、顶棚的厚度以及防护门的铅当量等的干预建议, 见表 1。经过计算, 在机房使用面积略有扩大的情况下, 节省浇筑混凝土约56m³。达到了用最小的代价换取最大利益的最优化效果。

治疗室截面及顶棚优化前后设计对比简图, 见图 2、3。

治疗室优化前后平面设计对比简图, 见图 4、5。

3 讨论

近年来, 立体定向伽玛射线全身治疗系统(简称体刀)已在国内许多医院安装并投入使用, 体刀是以治疗躯体肿瘤为主的新型大型放疗设备^[4]。因此, 对其机房的屏蔽安全防护性能要求以及对环境的影响更加引人注意, 且这些射线装置在防护设计中有的采取了偏保守的屏蔽防护设计, 不尽符合防护最优化的原则^[5]。本项伽玛刀的建设项目设计在放射防护监管部门的预审和干预下, 使经过改进的机房选址、治疗室的防护水平等既达到了放射防护的标准、法规的要求, 在确保患者、公众、放射工作人员的健康和环境安全的前提下, 节省了不必要的经费开支, 达到了用最小的代价, 获得最大利益的放射防护最优化原则。

合理的机房选址、布局和防护设计是保证放射工作人员和公众安全以及环境保护的重要前提。放射工作单位在设计建设大型医用放疗设备项目的同时, 应及时向放射防护监管部门报告请示, 监管单位亦应积极主动与放射工作单位合作, 严格按照国家有关放射防护标准和有关规定要求, 对机房选址、布局和防护设计进行预审和必要的干预, 对于消除项目隐患, 节省建设项目经费, 提高诊疗质量和保证防护安全都具有深远的意义。