环境监测及辐射影响分析
正电子发射计算机断层显像(positronemissiontomography/computeredtomography，PET/CT)，采用正电子核素作为示踪剂，通过病灶部位对示踪剂的摄取，了解病灶功能代谢状态，从而为临床提供疾病的生物代谢信息[1]。PE/CT显像必须要有示踪剂，而要生产PET检查所需的正电子放射性药物，医用回旋加速器是首选的设备[2]。而医用回旋加速器在轰击过程中会产生大量的放射性辐射(中子辐射和光子辐射)，所以要做好防护措施的同时做好定期辐射监测，保障公众及工作人员健康安全[3]。
1仪器设备原理及测量方法
1.1回旋加速器基本原理及场地情况射线装置是美国通用电器公司MINItraceTM医用回旋加速器，能量为9.6MeV。其基本工作原理为在周期性变化的电磁场中，沿着圆形轨道对带电粒子进行加速，轰击原子核，使其发生裂变，用以生产短半衰期的正电子放射性核素。比如：可生产放射性核素18F、11C、13N等，束流强度可达50μA。回旋加速器机房建筑面积为20m2，四周防护墙密度≥3.6g/cm3的钢筋混凝土与特种硅胶浇筑而成，防护墙厚度均为0.6m，自动控制连锁防护门为16mmpb(含8mm铅板，40mm厚防中子复合板)。回旋加速器机房与控制室内相隔一个操作室，机房电信号通过深0.5m的地下管道连接，在控制室内可通过监视器观察回旋加速器工作情况。放射化学系统及药物合成主要由特制的放射性屏蔽制药室和合成热室组成，合成的药物装入铅罐内送往注射室窗口。1.2测量仪器采用多功能辐射仪UmoLB123和NeutronProbeLB6411监测回旋加速器环境中γ射线、中子辐射水平。UmoLB123周围剂量当量率测量范围为0.1μSv/h～200mSv/h，NeutronProbeLB6411周围剂量当量率测量范围为0.01μSv/h～150mSv/h[4]。1.3测量方法以生产正电子放射性核素18F为例，经回旋加速器核反应18O(p、n)18F，产生放射性核素18F，设置束流强度为30μA，核素生产时间为1h。在此1h的轰击过程中关闭回旋加速器室防护门，用专用的中子/光子辐射测量仪对回旋加速器机房门外各点、靠近防护门外侧表面进行测量。测量时待显示计数率稳定时读取数据，同一个位置反复测量三次取平均值(见表1)。生产完的放射性核素自动传输到合成热室里，经过合成器合成核素18F标记葡萄糖产生代谢物:氟代脱氧葡萄糖(fludeoxyglucose，18F-FDG)。合成大概需要20min，在此合成过程中，对合成热室表面周围环境及其他可能有放射性污染的位置进行γ辐射剂量率现场监测(见表2)。对带有18F等放射性制剂操作环境产生的放射性沾污，对其造成的β放射性表面污染进行现场监测。
2结果
2.1回旋加速器周围辐射剂量监测回旋加速器运行时周围各处光子和中子的剂量率(见表1)。2.2合成热室辐射剂量监测合成热室辐射剂量(见表2)。2.3放射性制剂工作场所表面污染监测放射性制剂工作场所表面污染(见表3)。
3讨论
从监测结果可知，在开机状态下回旋加速器机房门外γ辐射剂量率为(27～53)×10-8Gy/h、中子辐射剂量为(0.009～0.019)μSv/h、机房墙外出线口γ辐射剂量率为(33～54)×10-8Gy/h、中子辐射剂量为(0.02～0.07)μSv/h。在回旋加速器停止运行时，这些地方γ辐射剂量为13×10-8Gy/h、中子辐射剂量为0.001μSv/h。所以，在回旋加速器运行状态下，机房门外γ辐射剂量率、中子辐射剂量率最高监测值超一般环境3.1倍和18倍。机房墙外出线口处γ辐射剂量率、中子辐射剂量高出一般环境3.2倍和69倍。合成热室周围γ辐射剂量率与一般环境监测值水平相当。药物合成和分装热室的工作柜、地面、质控操作间工作台、墙壁、地面、地沟、风道、药物传递区的衰变池的管道和通风口，均超过β放射性表面污染标准值。根据测量发现PET/CT回旋加速器在运行状态下，按月平均接诊量200人算，年接诊量为2400人，所受到的较大辐射剂量的主要有制药室、注射室。制药室工作人员在自动制药过程结束后，将药品(18F-FDG)装入铅罐，并手提到注射室窗口，每接诊1个人操作铅罐转运时间为3min，若按每年接诊2400人计算，则全年最多需120h。铅罐手柄γ辐射空气吸收有效剂量率为900nGy/h，附加γ辐射剂量率为780nGy/h，年有效附加剂量为0.16mSv/a。注射室工作人员在铅屏风台前给受诊者注射药品，对1个人注射量为1mL，全过程最多需3min，若按每年接诊2400个人计算，则全年需120h。注射室台前γ辐射吸收剂量率最大值为14400nGy/h，附加γ辐射剂量率为14280nGy/h，年有效附加剂量为0.30mSv/a。
4结论
根据个人辐射剂量监测统计，扫描PET/CT的技师及护理人员所受年有效剂量约为1.22mSv，回旋加速器操作人员所受年有效剂量约为0.5mSv，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》对工作人员年有效剂量的限值不超过5mSv/年附加剂量的规定要求。部分工作场所辐射水平较高，建议对防护屏蔽做好整改以外，还要制定事故状态下的应急处理预案，应对可能发生的环境辐射水平异常增大及放射性药物的不慎洒落等情况发生。同时工作人员应增强防护意识，佩戴个人计量仪，工作场所安装环境检测仪，实时密切观察辐射剂量变化，减少所受附加剂量[8]。
参考文献
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[8]王风.20MeV医用回旋加速器对环境辐射的影响与分析.医疗卫生装备[J].2016;37(6)：101-104
作者：包宝亮 刘彩平 刘子钰 王相成
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