近年来,社会经济水平高速发展,医疗水平不断提高,放射诊断技术取得了长足的进步。在医院的临床工作中,使用医用诊断X射线装置进行医学诊断也愈加广泛。作为医用诊断X射线装置的中坚力量,数字化X射线摄影系统(以下简称DR)成为了行业发展新趋势,在各级医院中得到了快速普及。
从国家核技术利用辐射安全监管系统[1]了解到,截至2020年2月,广西553家医院共使用了702套DR,约占全区医疗机构所有在用射线装置数量的18%。由于各级医院配备设备数量不断增加,DR机房建设工程缺乏有效的过程监督或监理,存在建成的机房屏蔽能力不足的问题[2]。因此在进行医学诊断过程中,需要加强对DR产生的X射线防护,重视对DR机房的辐射安全管理,降低DR运行中可能产生的辐射危害,从而促进医用射线装置的安全使用。
1 材料与方法 1.1 研究对象截止2019年12月,广西区内553家医院共使用702套DR,具体见表1。
为了解广西大中型医院DR机房的防护现状,摸清DR应用场所的辐射环境水平,评估其辐射安全防护现状、保护辐射工作人员以及公众人员的健康安全,并为我区辐射安全监管工作提供数据支持,于2019年1月—12月对广西区内54家大中型医院使用的169个DR机房开展辐射环境监测与评价。169套DR的最高管电压Umax范围在100~150 kV,最大输出电流Imax在200~800 mA。其中,DR正常工作时的管电压范围一般为40~150 kV,按
根据GB 18871—2002中附录B的要求,职业人员的连续5年平均年有效剂量为20 mSv,公众人员的年有效剂量为1 mSv[4];从偏安全角度考虑,管理部门就单个项目对公众年有效剂量设置目标管理值,通常取剂量限值的10%~30%(即0.1~0.3 mSv)的范围内[4]。在GBZ 130—2013中,对各类摄影机房外人员可能受到照射的年有效剂量约束值应不大于0.25 mSv[5]。本文中对于公众人员年有效剂量的目标管理值取0.25 mSv,与GBZ 130—2013要求一致。
1.3 监测方法 1.3.1 监测点位监测时选择DR常用最大工作条件。布设点位时,重点关注机房四面墙体外、上下相邻房间、控制室、防护门及门缝、观察窗及窗缝、线缆洞口、排风口等区域。在机房的四面墙体外、上下相邻房间布设点位时,应考虑射线投照方向,点位应尽可能靠近DR球管出束位置。机房外的监测点距墙体或防护门距离为30 cm,距离地面高度为130 cm,机房上方监测点距下楼面100 cm,机房地面下方监测点为距上楼面170 cm。
根据上述监测与布点原则对广西区内大中型医院使用的169套DR进行监测,图1为典型DR机房监测点位布设图。
从第1.1节可知,DR运行时产生的X射线能量较低,大多在40~150 keV,且曝光时间较短,为ms量级。对于此类射线装置,选择的监测仪器能量响应范围应包括低能区,应具有能量响应好、响应时间快的特点。对于不同类型的监测仪器,不少机构也开展了深入研究[6-11]。目前,国内主流的辐射环境监测仪器分为两大类,一是具有脉冲场测量功能的剂量率仪,如AT1123型;二是具有测量稳定场功能的剂量率仪,如FH40G+FHZ672E-10型、6150AD-6/H+6150AD-b/H型等[7]。常用X-γ剂量率仪的性能参数见表2。
在选择监测仪器时,监测仪器的响应时间应小于DR的曝光时间。针对本次辐射环境监测工作,综合考虑表2的设备性能参数,选择AT1123型X-γ辐射剂量率仪最为合适,可不进行时间修正,且其能量响应范围最低起点可达15 keV,适合测量DR产生的低能X射线,测量结果均为周围剂量当量率H*(10),单位为nSv/h。
1.3.3 质量保证本单位拥有严格的质量管理体系,具有完善的质量管理制度和规范的工作程序文件,确保质量保证措施在监测过程中的全覆盖。现场监测的设备均已送有资质部门检定;监测工作人员均已通过生态环境部辐射环境监测技术中心的考核,持证上岗;监测仪器定期开展期间核查与稳定性检查,确保仪器稳定可靠;现场监测时,至少两名监测人员同时在场。
1.3.4 监测流程在开展DR机房的辐射环境监测之前,监测人员根据监测对象、内容、复杂程度制定了一套详细的监测方案,以便于监测工作的顺利开展,确保监测过程符合有关标准和规范的要求。以某一DR机房的现场监测方案的制定为例进行说明。
监测前,1)查看项目建设的相关资料,包括环境影响登记表备案文件、辐射安全许可证文件等,确认环保手续齐全;2)收集监测对象的各类参数信息,包括最高管电压、最大输出电流、常见工况等;3)然后根据监测对象选择适当的监测仪器、监测频次、质量保证措施,最后编制监测方案。
监测时,1)详细记录监测时环境条件(天气、温度、湿度等)、机房所在位置、机房四周与上下相邻房间用途;2)记录机房辐射防护措施,包括各类防护用具、警告标志、工作指示灯、警戒线、辐射安全规章制度的制定、辐射工作人员管理等;3)根据监测方案的内容、频次、点位等布设要求,在DR机房及周围合理布点。
监测后,1)依据检定证书选择合适的校准因子、对原始监测数据进行校准;2)对监测结果进行分析与评价;3)编制场所辐射环境监测报告;4)原始记录、图像、文件等资料存档,确保记录的完整性和可追溯性。
2 结果 2.1 监测结果2019年,对广西54家大中型医院使用的169个DR机房进行了辐射环境监测,共监测了1584个点位,监测结果统计情况见表3。
通过现场监测可知,131个机房外测点的周围剂量当量率均为环境本底水平;35个机房外测点的周围剂量当量率高于环境本底水平,但均低于2.5 μSv/h;3个机房外有5个测点的周围剂量当量率高于2.5 μSv/h,分别为控制室铅玻璃观察窗窗缝6.42 μSv/h、控制室出入机房防护门门缝2.58 μSv/h、3.86 μSv/h,受检人员出入机房防护门门缝3.17 μSv/h、6.10 μSv/h。由此可知,高于环境本底水平的点位多集中于防护门、观察窗。此外,169个DR机房屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率均低于2.5 μSv/h。
2.2 剂量估算 2.2.1 辐射工作人员受照剂量估算在常用工作条件,DR正常运行时,从偏安全角度考虑:(1)DR每次摄片曝光时间按0.1 s计,每天拍100张,每年260个工作日,则DR每年曝光时间约0.72 h;(2)工作人员控制室操作位的居留因子为1;(3)以控制室内的最大周围剂量当量率(6.42 μSv/h,未扣除环境本底水平)估算。根据以上条件,估算出工作人员可能受到照射的年有效剂量为4.5 μSv,远远小于目标管理值(5 mSv)。
2.2.2 公众成员受照剂量估算在常用工作条件,DR正常运行时,从偏保守角度考虑:(1)DR每次摄片曝光时间按0.1 s计,每天拍100张,每年按260天工作时间算,则DR每年曝光时间约0.72 h;(2)受检人员出入机房防护门外的居留因子为1/4;(3)以防护门附近周围剂量当量率最大值(6.10 μSv/h,未扣除环境本底水平)估算。根据以上偏安全的参数条件,估算机房防护门外公众人员可能受到照射的年有效剂量为1.1 μSv,远远小于目标管理值(0.25 mSv)。
通过对169个DR机房开展监测,机房屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率均小于2.5 μSv/h,与环境本底水平相比未见显著升高。根据估算结果,可以得知辐射工作人员、公众人员受到额外的附加照射均满足年目标管理值的要求。表明以上DR机房的屏蔽体的防护能力达到了目标要求。
3 讨论 3.1 存在问题(1)监测结果显示,少部分机房防护门出现周围剂量当量率相较于环境本底水平略有升高。产生此类问题,大多由以下原因造成:一是施工原因造成防护门与墙体搭接不够充分;二是部分防护门出厂时间较早,技术不够成熟,内部结构出现损坏;三是防护门内含铅板,体积大质量重,在频繁的开合过程中,门框与门体容易变形移位,最终导致防护门关闭不严出现缝隙。
(2)从机房控制室电缆管道口的监测结果可知,也存在辐射剂量率高于环境本底水平情况。由于DR机房建设时间较早、许多机房为改建场所等原因,在机房的最初设计施工时,并未按要求设计建造电缆管道,从而导致了管道口容易出现射线泄露的问题。
(3)GBZ 130—2013中对于DR等摄影设备,提出了“摄影机房外人员可能受到照射的年有效剂量约束值不大于0.25 mSv”的要求[5]。但是给实际的监测评价工作带来了困难,按照上述标准内容,人员受照时间短,则DR机房外人员所在位置的辐射剂量率最高可达环境本底水平的几十万倍,形成监管困难的局面。如果仅仅是依据现行的标准按累积剂量值执行,容易出现施工责任不清,可能出现符合标准要求但机房外围的辐射剂量率偏高的情况,这给工程验收带来了争议,给使用DR的医护人员带来心理压力,甚至引起公众恐慌。
工作中遇到一个案例,某省级大型医院新建DR机房在竣工验收时,靠走廊的墙面外30 cm处周围剂量当量率测值接近40 μSv/h,根据年曝光总时间以及居留因子来估算公众受照剂量未超过GBZ 130—2013要求的控制值,施工方据此提出通过工程验收的要求,但医院无法接受这个结果,医院花的预算是屏蔽墙外环境辐射水平应达到本底水平,而且这要求很容易实现。
(4)DR设备产生的X射线能量低,输出剂量率也不高,较为容易实施屏蔽;目前存在机房外围环境辐射剂量率升高的情况,一般原因为施工质量造成的。
3.2 建议(1)在机房的新建、改建、扩建等施工时,需考虑电缆管道的预埋处理,避免造成射线泄露。对可能产生泄露的端口,可在控制室的出口处增加一定厚度的铅板屏蔽。
(2)医院在对施工单位及防护设计单位验收时,应当尽可能要求开展辐射环境监测,确保机房的辐射屏蔽效果符合有关标准规范的要求后,方能投入使用。在设备运行后,应每年至少开展一次场所的辐射安全监测。
(3)医院应对射线装置使用场所的安全防护条件进行检查,配备必要的防护设备,设置规范的警示标志。做好核与辐射安全教育知识的宣传教育,提高辐射安全意识,增加辐射工作人员保护自身与公众人员的责任感,确保射线装置应用场所安全。
(4)有关部门需要加大对射线装置利用场所的监督力度,对存在问题的场所提出整改,并督促意见的落实。
(5)依据54家大中型医院使用的169个DR机房屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率均低于2.5 μSv/h的监测结果,建议DR机房的防护标准取消按累积剂量值来要求,建议可以按机房屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率不高于2.5 μSv/h来要求。改为按剂量率限值来要求,可以方便项目辐射防护评价以及辐射安全监管,可以方便项目的竣工验收,而且“机房屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率不高于2.5 μSv/h”的要求不会增加目前建设单位的防护建设负担。
(6)随着国家逐步放开了辐射环境监测领域渠道,许多从事环境监测的社会化环境检测机构快速发展。在行政部门进行监管时,应注重对辐射环境监测数据的审查,确保监测仪器的选择符合要求,从而提高辐射环境监测质量,促进行业的健康发展。
[1] |
国家核技术利用辐射安全监管系统. http://10.76.10.91:7001/rsms/.
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