过去的15年, 我们已经看到PET从研究领域向临床应用的转变, 尤其是肿瘤学的应用^[1]。PET作为一个在肿瘤诊断、分期、治疗跟踪和复发评估中应用的功能影像工具, 人们对它寄予很高的期望; 它在心脏冠脉疾病和精神疾病脑部影像方面, 也被人们注意到, 并将在未来的几年内得到快速发展^[2]; 结果, 新的PET中心数目在全世界迅速增加。中国各大医院纷纷建立PET/CT中心, 受检的患者数逐渐增加, 受到核素辐射照射的工作人员数量及其受照剂量也将相应增加。

以往的国内、外文献多是监测某一个PET中心的工作人员受照剂量, 有的是通过剂量率估算^{[3, 4]}而得。本实验选择7个PET/CT中心最易受照的所有分装和注射人员作为考察对象, 选择全身、甲状腺、手指作为监测部位, 了解PET/CT中心关键人群在实际工作中的受照剂量。

1 实验仪器和方法 1.1 实验仪器

① 普通TLD和指环TLD由北京康科洛公司提供。线性范围:10^-7~12Gy。探测阈:10^-7Gy。能量响应: 30keV~3MeV, 无能量依赖性。同批分散性 < 5%。②RGD- 3B热释光剂量仪由中国解放军防化院制造。刻度:热释光计量仪、剂量计分别作为读出器和探测器合并刻度, 由中国计量科学院刻度。普通TLD刻度系数:5.01×10^-4mSv/Xi(γ射线), 指环TLD刻度系数:6.19×10^-3mSv/Xi(Xi为测量读数扣除本底)。

1.2 实验对象

选择7个医院的PET/CT中心分装和注射人员作为研究对象, 记录他们的姓名、分工等基本资料, 了解他们工作场所的布局和工作程序。其中医院戊PET中心采用全自动分装系统, 其余医院均为人工分装; 以上所有医院PET中心在给患者注射放射性药物前都事先留置静脉针, 注射人员都采用注射器铅套(0.5cm厚)防护, 医院甲注射人员未采用注射车及铅屏防护外, 其余医院均使用注射车、铅屏, 且为隔窗注射。各PET中心人工分装时间约35s, 注射时间约25s。

多次应用普通TLD和指环TLD测量各PET中心所在地1月本底累积剂量, 计算得全身、手部1月本底剂量平均值分别为0.022mSv和0.014mSv, 实验所测个人剂量结果须去除本底剂量。

剂量计的佩戴与管理:将剂量计分配给每一位受测人员, 每人胸部佩戴一个TLD测量工作人员全身剂量; 在衣领处靠近甲状腺位置佩戴一个TLD, 监测甲状腺受照剂量; 指环剂量计佩戴在工作人员的左、右手食指^[5]; 1月后收集所有剂量计, 应用热释光剂量仪测量剂量, 取平均值G₀, 并计算甲状腺和手部吸收剂量G。计算公式为G=fG₀(f为刻度系数)。连续测量6个月。

1.3 铅衣防护能力测试

操作人员在操作放射性药物时身穿新购置的0.5mm铅当量铅衣。在铅衣内、外相对位置粘贴35对剂量计, 给每对剂量计编号, 以测量相同照射下, 1个工作月铅衣内、外受照剂量的差别。

1.4 统计学处理

SPSS16.0.进行t检验, 若P < 0.05, 差异有统计学意义。

2 实验结果 2.1 分装和注射人员与其余放射科室人员全身剂量比较(表 1)

通过胸部佩戴的TLD测量PET/CT中心分装和注射人员全身剂量, 并与同院其他放射科室(CT科、放射科和核医学科)职工比较, 可见PET/CT中心分装和注射人员平均全身剂量在0.13~0.73mSv/季度, 其余放射科室工作人员则是0.02~0.16 mSv/季度。所有PET/CT中心分装和注射人员平均剂量均大于同期其余放射科室人员平均受照剂量; 除医院乙无统计学意义外, 其余六个医院的两个观察群体均有统计学意义。各PET/CT中心分装和注射人员与其余放射科室人员平均全身剂量(mSv)比较结果见表 1(2010.10-2011.9)。

2.2 分装和注射人员受照剂量占集体剂量比例

整理2010. 10~2011.9期间除医院甲以外的六个PET/CT中心工作人员受照剂量, 计算分装和注射人员受照剂量占该中心全体职工辐射剂量比例, 可见工作人员受照剂量, 主要产生在分装和注射环节。分装、注射人员年受照剂量占所在PET/CT中心全体职工集体年剂量的比例结果见表 2。

2.3 分装和注射人员甲状腺与手部平均剂量

各个PET/CT中心分装和注射人员甲状腺年受照剂量差别不大, 波动在1.20 ~1.70mSv, 分装和注射人员手部剂量显著增大, 医院甲的工作人员右手剂量已经超出国家年剂量限值500mSv。医院甲和乙剂量值较大且相近, 其余医院手部吸收剂量较小。各PET/CT中心分装和注射人员甲状腺和手部平均受照剂量(mSv)结果见表 3。

2.4 铅衣防护结果

从实验数值中可以看出, 铅衣外和铅衣内(射线经过铅衣后)受照剂量有一定的差值。计算得铅衣外1月平均受照剂量为0.062mSv, 铅衣内平均受照剂量0.057 mSv, 计算得铅衣可将照射剂量减少8%。

3 讨论

PET/CT中心应用最多的核素是¹⁸F, 患者全身检查所需的¹⁸F的活度根据患者的体重确定, 通常约3.7×10⁸Bq, 半衰期为10⁹min, 产生的光子能量为511keV。PET工作人员所处环境中的放射源包括未屏蔽的放射性药物(存在于分装和注射阶段)、已注射放射性药物的病人、患者卫生间及放射性废物、CT扫描仪等。PET/CT中心工作人员受照特点主要表现在:PET/ CT工作人员操作的核素能量较大、半衰期较短、患者注射药物后滞留时间长, 有限的屏蔽不能达到理想效果, CT有可能增加一定的放射剂量。PET工作人员较长时间处在多源环境中, 受到照射的机会多, 他们受照剂量很容易超过部分放射科室工作人员^[6]。而分装和注射人员是放射性药物的直接操作者, 二者均为近距离接触放射性核素, 因此他们必然会受到更高的辐射照射, 正如IAEA报告中的极端例子是全身剂量8mSv/a^[7]。由结果2.1可以看出, 除医院乙的PET/CT中心外, 其余医院PET/CT分装和注射受照剂量均大幅超过其余放射科室(CT科、放射科、核医学科)人员受照剂量。医院乙PET/CT中心分装和注射人员在操作中均穿铅衣、铅围脖等个人防护用品, 分装和注射时, 药物都放在较密封的铅屏箱内进行, 因此他们的全身剂量相对较少。

由以上分析可知, 分装和注射是受辐射照射最大的环节。其余环节人员接受大剂量照射机会较少, 从结果2.2中看出, 分装和注射人员占据了各自中心所有职工全身剂量的绝大部分, 医院庚甚至达到94%, 因此分装和注射人员是PET/CT中心职业照射的主要贡献者。按照National Academies’ Biological Effects of Ionizing Radiation Ⅶ Report中的计算方法, 若接受2mSv/年全身剂量, 成年工作人员罹患癌症的几率是1/136^[9]。根据以上数据, PET/CT分装、注射人员罹患癌症的几率将比普通工作人员高。

甲状腺是一个辐射敏感的器官, 但罹患致死性癌症的机会小, 因此组织权重因子仅为0.05, ICRP也没有提出甲状腺的年剂量限值, 因此低剂量率照射与甲状腺损害的关系一直没有明确的量效描述。但甲状腺长期接受一定能量的照射, 也许会增多甲状腺机能改变的几率^[10]。

工作人员在进行分装和注射时, 手指皮肤和放射性药物之间仅隔一个注射器塑料壁, 塑料壁厚度约1mm, 对511keV的光子几乎没有防护作用, 因此手部是接受高剂量率照射的部位。Leide-SvegbornS在Radiat Prot Dosimetry发表调查文献, 发现操作¹⁸F的工作人员手部剂量可达到3.0μGyMBq^-1, 年剂量很容易超过500mSv/a^[10]。随着受检患者的增多, 这两个环节会产生更多的剂量。国内大部分PET/CT中心已经使用注射器铅套和带铅屏蔽的注射车来降低手部剂量, Mike Erdman报道, 铅套和带铅屏的注射车最多可减少65%的手部剂量^[11]。医院甲的PET/CT中心工作人员并未使用这两种措施; 另外他们工作负荷大, 每月检查200余患者, 远多于其余PET/CT中心; 且工作人员操作缓慢, PET/CT中心布局不合理, 未使用视频及语音系统, 工作人员和注射放射性药物后的患者多次随意接触, 都增加了他们的受照剂量, 这也许是他们手部和全身剂量比其他PET/CT中心工作人员高的原因。

本实验中个别PET/CT中心分装和注射人员在操作核素时不愿意穿铅衣、戴铅帽、铅围脖等防护用品, 主要原因是他们认为0.5mm铅当量的铅衣对511keV的γ光子防护作用非常有限。本实验却肯定了铅衣的防护作用。从结果2.4可以发现铅衣可以将辐射剂量减少8%, 其防护效果超出了它的0.5mm铅当量的防护能力。这主要是因为铅衣对操作场所的散射线有一定阻挡作用。如前所述, 分装和注射人员均在2cm厚的铅屏后操作, 光子直接照射工作人员的机会较小, 因此散射线对工作人员的照射剂量应该有相当大的贡献, 铅衣即可在阻挡部分散射线而起到一定的防护作用。

由以上可见, 不同的工作制度、不同的防护策略可产生不同的防护效果, 直接影响工作人员的受照剂量。国内、外很多学者都试图评估辐射剂量对职业人员健康的影响, 尤其是与癌症患病率的关系, 这体现了学界对放射工作者所处辐射环境的担忧^{[9, 12]}。幸运的是, 分装和注射人员的职业剂量可通过各种方式得到控制。增加技师数量减少他们的平均负荷量, 是减少职业照射简单易行的方法^[13], 同时缩短操作时间和应用个人防护用品也是有效的方式。在铅屏后进行分装和注射、注射器外的铅套可大幅度减少手部和其他部位的受照剂量^[14], 半自动注射器、视频、语音等设备则可将剂量减少到3μSv/(50例患者), 而自动分装和注射系统可将全身剂量和手部剂量分别减少50%和95%^[6]。未来还可能会通过减少核素操作活度、升级影像软件等方式有效减少工作人员的受照剂量。

4 结论

分装和注射人员是PET/CT中心主要的受照人员, 他们的受照剂量较一般放射人员员明显高, 个别中心工作人员手部剂量超过了500mSv/a。他们应该是辐射防护的重点人群。Leide -Svegborn S.的调查证明, 即便他们的全身、甲状腺和眼部剂量都远低于剂量限制, 但却在逐年增长^[5], 所以应该创造更多有效的方式减少他们的受照剂量, 避免辐射剂量的进一步增加而影响他们的健康。同时铅衣等也是必要的防护措施。