γ射线立体定向治疗系统(γ刀), 属于大型医用射线项目, 具有投资大、对人员和环境潜在危害大, 对γ刀设备的质量控制、γ刀治疗的质量保证和机房的安全防护以及人员的资质有很高的要求, 一直是放射卫生监管机构放射防护监督监测的重点和难点问题。本区放射防护监督监测中心从放射防护角度出发, 依据国家相关放射卫生防护标准^[1-3]基于放射防护的正当化、最优化和个人剂量限值三个基本原则, 对我区某医院新进的一台γ刀进行了放射防护验收检测。

1 仪器与方法 1.1 γ刀概况

该院于2009年3月新引进的FreeGS-A型γ射线立体定向治疗系统, 头刀, 准直器5个, 分别为Ф5mm、Ф10mm、Ф15mm、Ф20mm、Ф25mm。放射性核素⁶⁰Co, 射线为β射线和γ射线, 放射源个数20个, 放射性活度为2.22 ×1014Bq (6 000Ci), 全部为密封放射源。γ刀机房位于地下一层, 墙壁和顶棚厚度均按防护要求设计建设。

1.2 检测仪器

LB123型多功能辐射监测仪(德国Berthold公司); 451P型散漏射线巡测仪(德国BLUKE公司); FJ-2207型α、β表面污染测量仪(西安核仪器厂); DMC2000XB型个人报警仪(美国MGP公司); HY131B型X、γ辐射场报警装置(中国核动力研究院成都); 剂量仪:PTW-UNIDOS10002-20500;电离室:TW31006型/0780(0.015ml)、TW30013型/0370(0.6 ml)带平衡帽。球模:Ф160 mm有机玻璃球模(+电离室板)。环境温度:21.6℃、大气压强:1 028HPa、相对湿度:50%。

1.3 γ-刀放射防护验收检测方法

依据《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》(GBZ168-2005), 基于放射防护三原则, 利用审查资料的方法对机房放射防护设施和放疗工作人员的资质进行了监督审查, 利用辐射监测仪器对机房辐射泄漏进行了监测; 利用剂量仪和专用头模对γ刀治疗设备与防护有关的剂量学性能指标进行了检测, 同时对γ刀安全联锁的有效性进行了验证。

1.3.1 焦点剂量率测量方法

用电离室(TW31006型/0780, 0.015ml, 量程:∫DoseratedtLow3.0 KR/min)、剂量仪测量焦点剂量率。首先将电离室插入球模电离室板, 再把Ф160mm球模安装在头盔上的X定位尺上, 并将左右X定位尺都固定在100刻度处。然后用Ф20mm准直器按360°回转照射。测量3次, 照射量取平均值。

1.3.2 焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差测量方法

治疗计划系统以Ф160mm球模中心作为单靶点, 设计一个治疗计划。设置焦点计划剂量D01, 计算照射时间t并输出计划; 由控制系统实施照射, 用电离室(TW31006型/0780, 0.015ml, 量程:∫DoseratedtLow3.0 KR/min)实际测量靶点剂量, 计算剂量与实测结果之间的误差。具体步骤为:①把电离室装入板内, 将电离室板组装在球模中; ②将球模固定在X尺上100处; ③TPS用Ф160mm球模图像在球心设计Ф20准直器的剂量靶点, 并给出该中心的剂量规划值, 剂量计算得到照射时间; ④按TPS剂量规划值照射, 并测量出球模中心靶点的实际剂量D1。计划剂量误差=(D₀₁-D₁)/D₁×100%。

1.3.3 照射期间透过准直器的泄漏辐射率测量方法

首先将电离室(TW30013型/0370(0.6ml)带平衡帽)插入空气电离室板, 装在头盔上的X定位尺, 并将左右定位尺都调定在100刻度处, 用Ф20准直器开束回转照射, 剂量仪量程设至∫Doserate dtMed3.6 KR/min, 测量焦点剂量率D_m2; 关闭射线束回转照射, 剂量仪量程设至∫DoseratedtLow 70 R/min, 测量关闭准直器时焦点剂量率D₂。按下列公式计算泄漏辐射率:η₂=D₂/D_m2×100%。

1.3.4 在非治疗状态下设备周围的杂散辐射水平测量方法

在放射源处于储源状态下, 关闭屏蔽门, 使用LB123型多功能辐射监测仪和451P型散漏射线巡测仪, 分别在距设备外表面60cm和5cm弧面均匀对称分布10个点进行测量空气比释动能率, 取两个弧面最大值。

2 放射防护检查检测结果 2.1 γ-刀剂量检测结果

标准GBZ168-2005规定, 对准直器为Υ4mm、Υ8mm、Υ14mm、Υ18mm、Υ22mm的新安装设备, 钴源初装时选取Υ18mm准直器作为测量条件, 本设备准直器为Ф5mm、Ф10mm、Ф15mm、Ф20mm、Ф25mm, 选取Ф20mm准直器进行测量, 标准要求参考Υ18mm准直器条件下的标准要求。各检测数据见表 1、表 2和表 3。

监测结果表明, 在Υ20mm准直器下, 水的吸收剂量率为4.035Gy/min, 符合水中辐射野中心处的吸收剂量率应不小于2.5Gy/min的标准要求。

结果表明, 本设备在Υ20 mm准直器下计划剂量与实测剂量的相对偏差最大为-1.16, 符合钴源初装时相对偏差为± 5%的标准要求。

结果表明, 本设备在Υ20 mm准直器下透过准直体的泄漏辐射率为0.0452%, 符合关闭准直器时焦点剂量率与开Υ20 mm准直器时中心辐射剂量率之比≤2%标准要求。

2.2 非治疗状态下设备周围的杂散辐射水平

非治疗状态下, 距设备外表面5cm、60cm处弧面上各个监测点(见图 1、图 2)和γ-刀屏蔽门表面5cm处各个监测点(见图 3)杂散辐射水平见表 4、表 5、表 6; 医生操作区及治疗床各个监测点(见图 4)的辐射水平见表 7。

结果表明, 在非治疗状态下, 该设备26个监测点均符合距设备外表面5cm处弧面上杂散辐射水平≤200μGy/h的标准要求。该设备17个监测点均符合距设备外表面60cm处弧面上杂散辐射水平≤ 20μGy/h的标准要求。

检测结果表明, 按照医生每天摆位工作8h, 每年工作300d计算, 医生工作位按监测点最大值2.96 μGy/h计算, 医生每年吸收剂量值为7.10mSv, 满足放射工作人员年吸收剂量当量小于20mSv的要求。

2.3 治疗状态下机房周围的泄漏辐射水平

检测条件为Υ20mm准直器下照射, 检测位置距墙面5cm, 高1.3m处, 结果见表 8。

监测结果表明, 机房门外、机房墙外辐射水平为本底, 控制室距墙面5cm处辐射水平为0.32μSv/h, 原因是治疗室面积较小, 层高偏低, 治疗状态下, 控制室辐射水平稍高于本底, 但辐射水平远远低于放射工作场所辐射水平不大于2.5μSv/h的要求。

2.4 防护和安全设施检查结果

该治疗室为一层独立建筑, 面积加迷路30m², 层高为2.9m, 治疗室入口采用迷路形式, 治疗室通风换气次数达到每小时3~4次辐照指示灯, 防护门有电离辐射警示标志, 门口有辐照警示灯。放射工作人员均佩戴个人剂量计, 接受放射防护知识培训。机器档案资料齐全。γ-刀有多种安全联锁装置, 治疗室控制台、治疗室内均有紧急停机开关, 对讲和监视系统工作正常, 配有UPS电源和剂量报警装置。

3 讨论 3.1 应加强放射源管理, 重视γ-刀机房的安全防护

γ-刀是大型射线装置, 射线能量高, 对人员和环境危害大。放射源为独立密封放射源, 应加强放射源的防盗安全管理。机房屏蔽设计应满足防护要求, 应为独立的建筑或在建筑物底层的一端, 面积应不小于30m², 层高应不低于3.5m。治疗室内要有辐射剂量监测仪表, 要有足够的通风, 防护门上要安装辐射警示标志和工作指示灯。以保证医务人员、公众和环境的健康安全。

3.2 应重视γ-刀设备的质量控制和γ-刀治疗的质量保证

γ-刀治疗时, 铅门被打开, 放射源要露出, 因此各种联锁装置和UPS电源要安全有效, 控制台和治疗室要分别安装紧急停机开关, 要有紧急情况下的手动回源装置。治疗单位应制定与其治疗项目相适应的质量保证方案并保证其正确实施, 为每位患者精确制定治疗计划并对其实施精确定位、精确治疗。治疗单位还应有明确的应急预案, 明确规定紧急情况下工作人员必须采取的处置程序和措施。γ-刀设备要运转正常, 各项剂量指标要符合标准要求, 严禁在设备工作状态不稳定的情况下进行治疗, 以免造成事故。

3.3 应加强γ-刀的使用管理, 提高γ-刀操作维护人员的技术水平

γ-刀项目标准要求治疗单位应具有能满足开展γ-刀治疗所需的合格的放射治疗医师、放射物理人员、设备维修师和其他技术人员。检查中发现个别工作人员对各项指标和参数的变换关系还不十分清楚, 没有真正弄懂关键性的技术点, 对于调整仪器只是勉强应付; 有的还未取得大型设备上岗相关资质。这主要是由于γ-刀是新型大型射线项目, 而且是国家控制建设的项目, γ-刀的防护和技术复杂, 对于这些知识不是很普及, 这方面的人才不多, 熟悉仪器需要一个过程。因此, 治疗单位应重视γ-刀相关工作的培训和管理。

3.4 应重视放射工作人员的健康管理和防护

虽然放射源密封在储源罐中, 但存在少量泄漏辐射, 近距离摆位工作的医务人员要注意熟练操作, 尽量缩短治疗室内工作时间。为了放射工作人员的健康, 放射工作人员应由放射防护监管部门集中进行放射防护知识培训和考核, 经过健康检查, 由使用单位建立个人健康档案, 开展个人剂量监测, 并领取《放射工作人员证》, 佩戴个人剂量计, 并定期进行个人剂量监测。

因此, 为了更好地保证γ-刀的应用质量, 确保γ-刀能够工作在最佳状态, 保证肿瘤患者能得到最好的治疗效果, 应大大加强对γ-刀应用质量检测和监督管理的力度。