肿瘤放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。大约70%的癌症患者在治疗过程中需要用放射治疗，医用直线加速器等放射治疗机是肿瘤放疗常用的治疗设备，使用期间必须控制其辐射剂量对环境、医护人员及患者的辐射影响。放疗机房的防护屏蔽设计非常重要, 为了满足广大人民和医务工作者对电离辐射防护和安全日益提高的需求，我国制定了一系列的法律法规，如：《中华人民共和国职业病防治法》、《中华人民共和国放射性污染防治法》和《放射性同位素和射线装置辐射与安全管理条例》(国务院2005年449号令)等。并依据法规制定了《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》(GBZ/T 201)等国家标准文件。《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》(GBZ/T 201)分为五个部分：其中第1部分为一般原则；第2部分为电子直线加速器放射治疗机房；第3部分为γ射线源放射治疗机房。这三部分对医用直线加速器机房和γ射线源放射治疗机房辐射屏蔽的剂量参考控制水平、一般屏蔽要求、辐射屏蔽评价要求、剂量控制要求, 辐射屏蔽的剂量估算与检测评价方法等给出标准要求和设计、评价方法。

在《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分：一般原则》(GBZ/T 201.1-2007)中4.3.3中给出有用束主屏蔽区的宽度计算公式：

$ {{\text{Y}}_{\text{p}}} = 2\left[{\left( {{\text{a}} + {\text{SAD}}} \right) \times \tan \mathtt{θ} + 0.3} \right] $

1)

式(1)中：Y_p为机房有用束主屏蔽区的宽度，m; SAD为源轴距，m; a为等中心点“墙”的距离，m；θ为治疗束的最大张角(相对束中的轴线)^[1]。

在《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分：电子直线加速器放射治疗机房》(GBZ/T 201.2-2011)中依然要求按照上述公式计算有用束主屏蔽区的宽度，并在其图 1中给出加速器机房的有用束主屏蔽区的宽度的示意图。

在第2部分中的附录D：《不同类型放射治疗机房屏蔽估算示例》中详细给出不同情况下有用束主屏蔽区的宽度的计算公式和示意图，见图 2。

其中主屏蔽区内凸情况下主屏蔽区半宽度Y为：

$ {\text{Y}} = \left( {{\text{SAD}} + {\text{a}} + {{\text{X}}_2}} \right) \times \tan {14^ \circ } + 30 $

2)

其中主屏蔽区外凸情况下主屏蔽区半宽度Y为：

$ {\text{Y}} = \left( {{\text{SAD}} + {\text{a}} + {{\text{X}}_1} + {{\text{X}}_2}} \right) \times \tan {14^ \circ } + 30 $

3)

式中按照医用直线加速器的情况，SAD为100 cm，在等中心点处最大射野的宽度(对角线)为50 cm左右，对应治疗束的最大张角为28°，一半为14°。X₁为与主屏蔽区直接相连的次屏蔽区厚度，X₂为有用束主屏蔽墙厚度减去与主屏蔽区直接相连的次屏蔽区厚度^[2]。

在《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第3部分：射线源放射治疗机房》(GBZ/T 201.3-2014)中对机房中有用束主屏蔽区的宽度计算方法依旧没有改变^[3]。

笔者认为这三个国家标准中关于机房有用束主屏蔽区的宽度计算公式仅仅考虑机架角为90°、180°或者270°的情况，即射线轴与水平面平行或者垂直的情况，对于其他情况没有考虑。图 3为机架角任意情况下射线轴从等中心点到墙距离示意图：

图中d为射线轴从等中心点到“墙”距离，X为“墙”的厚度，h为射线轴与“墙”交点到等中心点水平面的距离。β为射线轴与水平面的夹角，若机架角为α，机架角α与β关系为：

$ {\rm{ \mathsf{ α} }} = {270^ \circ }-{\rm{ \mathsf{ β} }} $

4)

$ {\rm{d}} = \left( {{\rm{ \mathsf{ α} }} + {\rm{x}}} \right) \times \sec {\rm{ \mathsf{ β} }} $

5)

或者：

$ {\rm{d}} = \sqrt {{{\left( {{\rm{a}} + {\rm{x}}} \right)}^2} + {{\rm{h}}^2}} $

6)

示意图充分说明国家标准《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》中的有用束主屏蔽区的宽度计算公式中射线轴上等中心点到墙的距离计算方法忽视了机架角不为90°或者270°的情况。举例说明：如图 2(a), 主屏蔽区内凸，假定SAD为100 cm，a为350 cm，X₂为123 cm，β为45°。使用GBZ/T 201.1的式(2)计算有用线束主屏蔽区的半宽度Y为：

Y=(100+a+X₂)×tan14°+30=(100+350+123)×tan14°+30=173(cm)

而准直器角度为45°，机架角为135°时的治疗束到墙最大射野半宽度L为：

L=[(a+X₂)|sec β|+100]×tan14°=[(350+123)|sec 45°+100]×tan14°=192(cm)

两者比较可知准直器角度为45°，机架角为135°时的治疗束到墙最大射野半宽度比设计的有用线束主屏蔽区的半宽度大。这说明理论上按照国家标准设计，当机架从下倾斜向上照射或者从上倾斜向下照射时，主屏蔽区不能完全阻挡有用束，这些区域主屏蔽区的宽度不够，这将导致射线方向、机房的斜上方或者斜下方、主屏蔽区两侧存在防护不足，存在射线泄露区域。实测也证实这种推论，图 4为某医院放疗机房示意图。机房主屏蔽墙半宽度为190 cm，a为372 cm，X₂为150 cm，SAD为100 cm，根据公式(2)计算的主屏蔽墙半宽度Y不小于185cm，这说明设计达到了国家标准。但考虑机架角为45°时，计算治疗束到墙最大射野宽度的一半为：

L=[(a+X₂)|sec 45°|+SAD]|tan14°|=209(cm)

该机房的斜上方治疗束到墙最大射野宽度的一半大于设计图主屏蔽墙半宽度190 cm，该处防护宽度设计不够。用能量为10 MV的X射线，剂量率为600 Mu/min, 射野宽度均为为40 cm，准直器角度为45°，机架角为135°，即治疗束对准被检测处方位出束，用LK3600辐射剂量报警仪测量，主屏蔽区后的辐射剂量率为0.424 μSv/h，而防护不足区域的辐射剂量率可以达到5.73 μSv/h。结果为该处屏蔽防护效果达不到预计为2.5 μSv/h的控制目标，这个例子说明目前实施的国家标准《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》中放射治疗机房的有用束主屏蔽区的宽度计算方法存在缺陷与不足。

根据图 3所示推导，《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分：一般原则》中4.3.3中的有用束主屏蔽区的宽度计算公式﹝即公式(1)﹞应该修改为：

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left[{\left( {{\rm{a}}*\left| {\sec {\rm{ \mathsf{ β} }}} \right| + {\rm{SAD}}} \right) \times \tan {\mathtt{θ} } + 0.3} \right] $

7)

或者：

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left[{\left( {\sqrt {{{\rm{a}}^2} + {{\rm{h}}^2}} + {\rm{SAD}}} \right) \times \tan {\mathtt{θ} + \rm{0}}{\rm{.3}}} \right] $

8)

公式(7)、公式(8)中：为机房有用束主屏蔽区的宽度，SAD为源轴距，a为等中心点“墙”的距离，β为射线轴与水平面的夹角，h为射线轴与“墙”交点到等中心点水平面的距离，这些量的单位都为m；为治疗束的最大张角(相对束中的轴线)。

GBZ/T 201.2-2011《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分：电子直线加速器放射治疗机房》中计算主屏蔽区内凸情况下有用束主屏蔽区的宽度计算公式﹝即公式(2)﹞应该修改为:

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left\{ {\left[{\left( {{\rm{a}} + {{\rm{X}}_2}} \right)\left| {\sec {\rm{ \mathsf{ β} }}} \right| + {\rm{SAD}}} \right] \times \tan {{14}^ \circ } + 0.3} \right\} $

9)

或者：

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left\{ {\left[{\sqrt {{{\left( {{\rm{a}} + {{\rm{X}}_2}} \right)}^2} + {{\rm{h}}^2}} + {\rm{SAD}}} \right] \times \tan {{14}^ \circ } + 0.3} \right\} $

10)

计算主屏蔽区外凸情况下有用束主屏蔽区的宽度计算公式﹝即公式(3)﹞应该修改为：

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left\{ {\left[{\left( {{\rm{a}} + {{\rm{X}}_1} + {{\rm{X}}_2}} \right)\left| {\sec {\rm{ \mathsf{ β} }}} \right| + {\rm{SAD}}} \right] \times \tan {{14}^ \circ } + 0.3} \right\} $

11)

或者：

$ {{\rm{Y}}_{\rm{p}}} = 2\left\{ {\left[{\sqrt {{{\left( {{\rm{a}} + {{\rm{X}}_1} + {{\rm{X}}_2}} \right)}^2} + {{\rm{h}}^2}} + {\rm{SAD}}} \right] \times \tan {{14}^ \circ } + 0.3} \right\} $

12)

按照修改后的公式设计机房主屏蔽墙的形状不是长方体，而应该如图 5所示。考虑到施工方便，建议主屏蔽墙还应是长方体，只是主屏蔽墙宽度应由最高处计算结果决定。同样，这个计算方法适用于机房上方的主屏蔽顶。

国家标准《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》在外照射源治疗装置的机房辐射屏蔽的剂量参考控制要求、辐射屏蔽要求和辐射屏蔽评价做出了详细具体的规定，是全国范围内统一的技术要求，也是业主单位和审管部门共同遵守的准则和依据。综上所述，希望国家卫生和计划生育委员会能发布补充文件，对《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》中的有用束主屏蔽区的宽度计算方法进行修订完善。新的放疗机房的设计采用修改后的计算方法；对于已经建好的机房，实测后可以根据具体需要将主屏蔽区进行加宽，或者将防护不足区域的办公室改为库房等居留因子较小的场所，并进行必要警示，防止有人受到不必要的放射损伤。

在此感谢湖南省肿瘤医院刘怀博士为笔者完成此文所提供的帮助。