射波刀(Cyberknife)的概念是由美国神经外科医生John.Alber于1985~1987年提出，至今仅有三十年的发展历程，目前Accuary公司已研制并更新至第四代^[1-2]。相比于X刀和γ刀，射波刀实现了真正意义上的全身立体定位放射外科治疗技术，集合放射诊断与放射治疗于一体。2004年至今，射波刀相继落户于国内的上海华山医院、洛阳150医院等数家医疗机构，其良好的治疗效果得到了医院、患者的广泛认可，装机使用量逐年增加^[3]，另有多家医院在积极申请购置该设备。而放射治疗场所的放射防护安全，是决定设备能否投入临床应用的先决条件。在放射治疗场所改造中，由于原有放射治疗机房均为混凝土结构，对原机房进行拆除不仅仅是一项非常复杂的工程，而且严重耗费人力和财力，所以利用原治疗机房针对新设备进行适当改造，既可解决医疗机构场所紧张的问题，也可在某种程度上节约大量的土建资金、避免重新选址的麻烦，这已成为多数医院的首要选择。

目前探讨射波刀机房屏蔽设计和防护改造的文章较少。本文以原加速器机房改建为射波刀机房为例，通过现场调查、理论计算等方法，研究其防护改造方案，并以此探讨射波刀机房屏蔽设计的关键控制点。

1 对象与方法 1.1 射波刀主要参数及技术指标 1.1.1 射波刀厂家和型号

美国Accuray Incorporated公司生产的G4型射波刀。

1.1.2 治疗系统

直线加速器子系统辐射类型：X射线，6 MV；源与等中心距离(SAD)：800 mm；最大输出剂量率：800 cGy/min；X射线泄漏辐射因子：≤0.1%；照射野：5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、35、40、50、60 mm直径的圆形射野；准直器透射率：≤1%;等中心高度：920 mm。机器人系统：机械臂最大范围：3100 mm；轴数量：6关节；路径：直径1600 mm球体(头部肿瘤)；直径2000 mm椭圆体(体部肿瘤)。

1.1.3 影像系统

X射线源管电压40~150 kV；标准焦点值最大焦点1.2 mm；小焦点0.6 mm；铝过滤器：2.5 mm。

1.2 机房基本情况 1.2.1 机房位置

该机房位于医院地上一层放疗科，机房南侧和东侧为绿化带和院内道路，北侧为设备间和候诊区，控制室位于设备间的北侧，西侧为医院10MV加速器机房，室顶和地下无建筑。

1.2.2 机房改建前结构及屏蔽厚度

原加速器机房所有屏蔽墙及室顶均采用混凝土浇筑而成(密度不小于2.35 g/cm³)，机房东西长约7.5 m，南北宽8.0 m，面积约60 m²，高3.45 m。机房结构图，见图 1。

1.3 改造方案屏蔽计算方法

根据射波刀治疗模式和选址周围环境的具体情况等因素，依据国家有关标准和放射防护有关原则，采用《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》和《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分：一般原则》 ^[4-5]中相关原则和计算公式对治疗机房屏蔽墙和防护门厚度进行了核算与评估。

2 结果 2.1 机房现有防护厚度墙外辐射水平计算结果

机房东西主屏蔽墙和室顶屏蔽墙外辐射水平计算结果在0.06~2.3 μSv/h之间，满足国家标准和医院剂量率控制水平要求；南副屏蔽墙、迷路内墙和迷路外墙部分墙体及与主屏蔽相连的次屏蔽墙外辐射水平计算结果超过国家标准要求及医院剂量率控制水平，计算结果具体见表 1。

2.2 改造方案

改造方案计算结果与实施方案见表 2。改建设计屏蔽参数及设备安装位置见图 1。原建筑材料为密度不小于2.35 g/cm³的混凝土，因此按此密度的混凝土材料计算射波刀机房所需厚度。

3 讨论

遵守防护最优化原则，增加的屏蔽体可有效屏蔽X射线和γ射线，使得机房外辐射水平不仅低于国家标准^[4]规定的剂量率控制水平(≤10 μSv/h)，同时满足医院自主管理所制订的剂量率控制水平(人员全居留场所≤0.5 μSv/h，部分或偶然居留场所≤2.5 μSv/h，室顶≤2.5 μSv/h)。医院自主制订的剂量率控制水平主要考虑到本院放射工作人员及周围公众的心理承受能力。

考虑医院要求(不影响医院建筑外墙的美观，尽可能在机房内增加屏蔽)，在不破坏原有建筑结构的基础上在机房内使用混凝土(密度不小于2.35 g/cm³)对机房副屏蔽墙进行改造；考虑建筑承重及成本，满足屏蔽效果的同时尽量减少屏蔽材料用量，考虑机房内空间的利用不同区域的屏蔽材料使用稍有不同。

放射治疗常用加速器设备机房分为主屏蔽墙/顶、与主屏蔽相连的次屏蔽墙/顶以及侧屏蔽墙、迷路外墙。而理论上射波刀可提供多达1212个方位进行照射，射线数量多且分散，呈非等中心照射(以等中心为圆心，半径5 cm范围内)，主射束能照射到治疗室大部分屏蔽墙，机房要求无主次屏蔽墙之分，均应按主屏蔽墙设计。但设备正常运行状态下设备仰角不大于22°，且设备基座后部等为主射线盲区。根据设计图纸中设备安装位置和射波刀机房情况，计算得出主束能照射的最大高度为3.38 m(按设备仰角为22°时，主束能照射到机房的最远处迷路外墙内表面的距离计算)。设计图纸显示机房高度为3.45 m，因此建设项目射波刀主束不能直接照射到机房室顶，室顶仅考虑漏射线和散射线。又因射波刀照射野较小，散射线剂量贡献小于漏射线，因此室顶仅考虑漏射线。对于主屏蔽区加速器向关注位置的方向照射的使用因子为1/4，次屏蔽区为1，射波刀各面墙使用因子均按1/20(向顶照射的使用因子更小)考虑机房屏蔽，因此常规加速器机房与射波刀机房的屏蔽防护要求以及机房外剂量率控制水平均不同。

根据屏蔽计算，原机房东西主屏蔽墙和室顶外辐射水平计算结果在0.06~2.3 μSv/h之间，满足国家标准和医院剂量率控制水平要求；因此本案仅需对机房与主屏蔽相连的次屏蔽墙和副屏蔽墙以及迷路内墙和迷路外墙部分墙体屏蔽厚度不足处予以加厚改造即可。除此之外，应建设单位要求，不在建筑主体外增加屏蔽厚度。考虑设备安装位置、墙体的结构等因素，原西次屏蔽墙外分别设置3个关注点，计算结果显示需要增加的防护厚度各不相同，又考虑室内空间面积、美观等因素，西次屏蔽墙的北侧增加铅板以达到防护要求。L型迷路的机房对机房门的剂量贡献需要考虑多方面因素的影响：(1)有用束向机房门照射时主要考虑主射线、散射线和漏射线的影响，其中主射线的影响最大。(2)有用束向迷路内入口照射时主要考虑散射线和漏射线的影响。(3)有用束向迷路内墙照射时主要考虑散射线和漏射线的影响。综合考虑需要增加迷路内墙的屏蔽厚度，此外为降低机房门外剂量率水平，同时有效消除迷路内墙改造后地方与其他区域厚度不同的影响，考虑迷路的使用宽度和美观，需要在迷路内墙中间部分增加铅板。机房改造方案在满足以上多方面要求基础上机房外辐射水平低于国家标准及医院剂量率控制水平。

通过此案例分析可知，若新建射波刀机房应注意以下方面：尽量设置直迷路，降低迷路内墙的剂量负担；机房屏蔽墙无主副屏蔽墙之分，均按主屏蔽墙设置；在考虑射波刀安装位置和机房大小的基础上，如直射线不能直接照射室顶，室顶仅考虑散射线和漏射线即可。

《中华人民共和国职业病防治法》、《放射诊疗建设项目卫生审查管理规定》明确要求放射诊疗建设项目应在可行性论证阶段进行职业病危害放射防护预评价。随着放射治疗上的广泛应用，其放射治疗机房的屏蔽设计是否合理亦显得越发重要，机房设计阶段进行职业病危害放射防护预评价是非常必需的。尤其是改建项目在确定防护改造方案时在考虑经济成本前提下还应充分考虑周围环境、空间利用、建筑承重、施工难度等多方面因素。