随着医用加速器在肿瘤治疗的应用上越来越广泛, 人们也越来越关注对加速器机头泄漏辐射的防护, 尽可能减少对患者病灶外正常组织不必要的照射, 同时尽可能减少对机房外人员的影响。医用加速器X射线泄漏辐射是由辐射头靶端射出的X射线向外从各个方向上穿过辐射头而泄漏出来的射线, 从辐射头射出的泄漏射线分布在加速器机架各处^[1]。为了进一步掌握加速器靶外的防护性能, 取得加速器机房防护屏蔽的基础数据, 从2008年至2014年, 我们对广西新安装的27台加速器有用线束外X射线泄漏辐射进行了检测, 并讨论分析了有关问题。

1 材料和方法 1.1 检测仪器

LiF (Mg, Cu, P)热释光剂量计(TLD)以及RGD-3A热释光测读仪, 仪器均经中国计量科学研究院检定合格。

1.2 检测方法和步骤

根据国家标准GBZ 126^[2-3]检测内容要求, 按照以下四个步骤布置好TLD元件, 在X射线治疗模式下开机照射:①在正常治疗距离(SSD=100 cm)的治疗床面上, 10 cm × 10 cm的照射野中心点布置TLD。②透过限束器的泄漏辐射测试, 测量时将限束器关到最小位置。对于使用重叠式的限束装置, 要独立测量每组限束器的泄漏辐射。将TLD布点在每组限束装置10 cm × 10 cm的照射野边缘内侧。③最大有用线束外的泄漏辐射测试, 关闭限束器至最小。垂直于有用线束中心轴并以轴为圆心, 在半径2 m的圆平面的治疗床面上, X轴和Y轴上且距圆心分别为0.0 cm、20 cm、50 cm、80 cm、120 cm、150 cm、200 cm处均匀布上TLD。④限束器全闭, 距电子轨道1 m处, 60°角间隔均匀布上TLD。

1.3 处理方法

在上述每一布点位置均使用两个TLD平行样元件, 按顺序编号并使用RGD-3A热释光测读仪测出读数取平均值。检测方法②、③和④中的TLD元件测读的数据与①中TLD元件测读的数据进行比值, 评价测量结果是否符合国家标准的要求。

2 结果 2.1 检测条件

按1.2检测方法将各TLD布点, 设定每台加速器在X射线治疗模式下以最大标称能量和等中心最大输出剂量率进行照射, 累积照射200 cGy, 源皮距100 cm。

2.2 检测结果

本次调查和检测的加速器总数为27台, 大部分为进口加速器共22台, 占总数的81.5%, 其中Elekta生产的加速器为10台, Varian的为7台, 西门子的为5台。国产加速器只有5台, 占18.5%。15 MV加速器共14台, 占51.9%, 6 MV加速器共8台, 占29.6%, 其他能量档加速器5台, 占18.5%。27台加速器有用线束外X射线泄漏辐射检测结果见表 1。

从表 1中可看出, 27台加速器限束器的泄漏射线率最大值在0.40%~1.51%范围内波动, 相对平均值在0.19%~0.65%范围内, 都小于国家标准限值2% (最大)和0.75%(平均)。距电子轨道1m处漏射率在0.10%~0.48%范围内, 均小于国家标准限值0.5%。垂直有用射束2 m圆平面内X射线漏射率最大值在0.05%~0.19%范围内波动, 平均值在0.03% ~0.09%范围内, 也都小于国家标准限值0.2%(最大)和0.1%(平均)。

3 讨论 3.1 加速器泄漏辐射的影响因素

泄漏辐射是从加速器治疗头透过屏蔽材料泄漏出来的, 因此泄漏辐射影响的因素是多样的, 主要是由加速器的输出能量、照射时间、机头屏蔽材料及其面积和厚度等因素决定。检测中, 对非重叠式限束装置时, 必须在最小辐射野尺寸下测量其泄漏辐射。

3.2 X射线泄漏辐射水平检测结果的差异

加速器治疗头构造组成复杂, 在同一测试条件下, 不同型号、不同能量的加速器所测出的泄漏辐射结果也存在着差异, 即使型号和能量相同的加速器也是如此。由于检测数据有限, 不能从检测结果中很好地分析和比较不同厂家、不同型号、不同能量档的加速器有用线束外X射线泄漏辐射防护性能的效果。表 1中, 6MV加速器检测结果均偏高存在的可能原因是其限束装置关闭到最小辐射野时, 并不能使辐射野完全关闭而是有一个大约4 mm × 3 mm大小的缝隙野。这一原因是否引起检测结果偏高有待进一步研究。此外, 在TLD元件布点位置的误差和剂量测量实验的误差也导致泄漏辐射水平的差异^[4]。

3.3 加速器机房泄漏辐射的防护

医用加速器运行时所产生的泄漏辐射不容忽略, 尤其是在加速器机房的辐射防护中, 其泄漏辐射存在于机房副屏蔽墙、机房迷路入口处^[5]。加速器机房副屏蔽墙的防护主要是考虑泄漏辐射的影响(散射线的能量比泄漏辐射低很多), 由表 1可知加速器有用线束外X射线泄漏辐射检测结果均满足国家标准要求, 说明加速器本身设计能充分控制泄漏辐射的影响, 这也为加速器机房的屏蔽防护设计提供了基本的保障, 对周围环境的影响也是在可控范围。

3.4 加强加速器维护保养的必要性

加速器的泄漏辐射水平是反映加速器防护性能的基本指标, 同时也是放射治疗中人体靶外剂量的重要来源^[6]。在加速器临床放射治疗中, 泄漏辐射水平过高时, 可能对患者病灶外的正常组织产生过多的靶外剂量, 从而增加正常组织放射损伤的危险, 进而影响治疗效果和患者的生活与生存质量^[7-10]。因此, 加速器在安装调试完毕后, 各项防护性能指标必须经过严格的验收检测, 检测合格方可启用。加速器在使用过程中进行定期维护、保养和质量控制检测是非常必要的, 使其安全防护性能达到国家标准要求, 在治疗时尽可能减少患者接受的靶外剂量, 避免进一步对患者可能造成的健康危害。