随着核技术的不断发展, 近年来¹³¹I核素治疗工作得到应用, 但由于¹³¹I核素治疗涉及的放射性药物的活度(¹³¹I一般在1.85 ×10⁹ Bq~7.4 ×10⁹ Bq(50mCi~200mCi))比一般的核素检测分析工作使用的量大, 同时利用开放型放射性药物过程中, 放射性物质可随病人、排泄物、分装及丢弃的一次性医疗用品等途径污染环境; 病人带有活度较大的放射性核素, 对周围环境造成外照射危害, 所以对该类放射工作场所应采取防止内照射和防护外照射的综合防护措施, 由于各方面条件限制, 给放射防护工作带来困难, 所以目前能符合相应条件的单位较少。为更好地解决实际问题, 在此通过对某医院改造核素治疗工作场所设计方案的布局、放射防护措施、屏蔽防护墙体厚度、污物的处理等方面, 根据国家相关法规、标准来作一评价分析^{[1, 2]}。

1 项目基础资料 1.1 放射性核素

碘-131, 半衰期为8.03d, г照射量率常数为1.92×10³μGy·m²/h·Ci(51.9μGy·m²/h·GBq)。

1.2 场所布局

包括给药分装活性室、储源室、病房、卫生间、污水处理池、病人进出等区域;

1.3 评价依据

按照国标《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002)及《临床核医学卫生防护标准》 (GBZ120-2006)进行分类及评价。

2 项目分析

¹³¹I核医学治疗病房设置在医院院区西南侧2号楼一层西侧, 一层东侧及南侧为其他病区诊室, 北侧室外为医院污水处理用房及空地, 西侧室外为院区内过道, 距10m处为3号楼医技诊疗中心; 地下为地下室隔层, 底板为150 mm现浇混凝土; 顶上二层为仓库, 现顶板为200mm现浇混凝土。

核医学治疗病人事先检查预约治疗, 按预约时间来院从2号楼一层病区南侧门厅候诊处进入核医学治疗病房区域, 首先经通道进入到给药窗口, 按照事先预订的药物剂量, 有工作人员核对相关信息(姓名、性别、年龄、诊断疾病种类、预约时间、给药种类、给药量等), 给予事先确定的药物, 观察其服下, 并安排到相应的病房留观, 留观期间在核医学治疗病区内活动, 不得外出, 病区内设置专用卫生间, 污水、污物统一处理; 留观检查结束后由西侧专用出口离开。整个核医学治疗工作场所相对独立, 有专用的进、出通道。工作人员和病人的区域分开, 无交叉现象, 区域分布图见图 1。

本项目核医学治疗主要涉及的放射性核素有¹³¹I, 用¹³¹I治疗甲状腺疾病是目前比较广泛的一种方法, 治疗量可达7.4 × 10⁹ Bq(200mCi), 在衰变时可放出最大能量为0.61MeV的β粒子, 用于破坏残存的甲状腺组织和癌细胞, 达到治疗的目的; 同时核素又放出能量为0.365MeV的γ射线, 给周围环境造成放射性危害, 因此在做好内照射个人防护的同时需进行外照射的屏蔽防护。

核医学治疗病房的防护要按照开放型工作场所的要求对地面、墙面、台面等均需进行防污染的措施, 同时对病房四周的墙体及病人床位之间采取外照射防护措施。按照¹³¹I放出γ射线的能量可查到不同防护材料的半值层厚度为:混凝土(ρ=2.3g/cm³)为4.6cm, 铅板(ρ=11.3g/cm³)为3mm, 铅玻璃(ρ=3.86g/cm³)为1.8 cm等。本项目病人用药量以7.4 × 10⁹Bq(200mCi)最高活度量为参考计算屏蔽厚度。

屏蔽计算时病房外周围为院内环境, 控制人群为公众人员, 按年剂量0.3mSv为控制目标剂量, 屏蔽墙外控制剂量率取0.5μ Sv/h (按一年50周, 一周7d, 居留因子取1/16);工作人员年剂量控制目标值为5mSv, 实际接触工作时间按1 000 h计算, 工作区屏蔽墙外控制剂量率取2.5μ Sv/h。

γ外照射计算屏蔽物的屏蔽厚度依照下面计算公式: 式中: A:为γ放射源的活度, Bq; Γ:为γ放射源的照射率常数, μGy·m²/h·Bq; R:为参考点与放射源之间的距离, m; 为参考点照射量率, μGy/h。

按照上述公式可计算出距放射源¹³¹I (7.4 ×10⁹Bq)不同距离处照射量率为:1m远处为384.1μGy/h; 2m远处为96.0μGy/h; 3m远处为42.7μGy/h; 4m远处为24.0μGy/h。

则核医学治疗工作场所各侧墙体屏蔽厚度就可按参考点在无屏蔽情况下的计算剂量除以该参考点的控制目标剂量值, 得出剂量的衰减倍数, 查¹³¹I核素相应的衰减倍数所需的屏蔽材料的厚度即可。现对各工作场所的屏蔽防护要求分述如下:

(1) 病房:单个病人给药按最高7.4 ×10⁹ Bq计算, 在距病人1m远处的剂量率约为384.1μGy/h, 外墙外表面剂量率控制为0.5 μGy/h, 则需混凝土厚度为45cm; 区域内墙外剂量率控制为2.5 μGy/h, 则需混凝土厚度为35cm。

(2) 顶盖:在观察病房上方地面需重点防护, 根据病房层高为4.5m, 则取顶盖上方参考点离地面辐射源项距离为3.5m, 顶盖上方为药品仓库, 考虑非工作人员, 剂量率控制值为0.5 μGy/h, 则需混凝土厚度为30cm。

(3) 病床间屏风:由于条件所限, 还不能满足每间病房1个人的条件, 所以病房内3张床位间使用铅屏风来降低病人相互间的外照射影响, 拟采用6mm厚铅屏风, 相当于1.5个半值层厚度。按最高7.4 ×10⁹ Bq计算, 在病人间相处2m远处的剂量率约为96.0μGy/h, 则使用铅屏风后剂量率可降至34.3 μGy/h。病人如住院一周, 由于邻近病人致其剂量的贡献约为5mSv~ 10mSv。

根据以上计算结果, 原有墙体及顶盖的厚度没有达到要求, 需按照计算材质厚度进行加厚处理或增加相应铅当量厚度的其他防护材料。

3 讨论

工作场所屏蔽墙外剂量控制, 我们认为周围公众年剂量目标控制值取0.3mSv, 核医学工作人员年剂量目标控制值取5mSv; 同时在核医学实际工作中我们也设定了剂量率的目标控制值, 这样增加了实际的操作性; 取值公众人员活动区域为0.5 μGy/h, 工作人员区域为2.5 μGy/h, 我们认为是合适的。

受检者(病人)区域必需严格要求出入通道分开原则, 同时对离院病人必需按照《临床核医学卫生防护标准》^[3]控制体内携带放射性活度限量。

核医学治疗工作是一项综合性的防护工作, 既涉及到外照射, 也涉及到内照射; 从外照射的角度, 每年对全省放射工作人员个人剂量监测中也可看到, 从事核医学工作的人员其年剂量比从事普通X射线拍片诊断的人员明显要高^[4]。由于核医学工作涉及直接接触放射性核素的不确定因素, 如果工作人员没有很好地执行放射防护三大防护原则及充分利用个人防护设施, 则其个人在工作过程中有接受较高外照射剂量的可能。因此, 核医学工作人员必须按照工作分区原则, 严格操作程序, 做好个人防护, 可最大限度地降低年剂量。