射波刀機(jī)房輻射防護(hù)效果估算

摘 要：目的：對某醫(yī)院典型射波刀機(jī)房輻射防護(hù)進(jìn)行估算，評價其是否符合防護(hù)要求。方法：參照IAEA Safety Reports Series No.47推薦的方法，選用NCRP Report No.151的相關(guān)計算參數(shù)。結(jié)果：該射波刀機(jī)房防護(hù)墻、頂、門外各參考點人員年附加劑量估算值為1.5€？0-5-0.45mSv/a，防護(hù)可滿足（GB18871-2002）限值要求。結(jié)論：射波刀機(jī)房防護(hù)設(shè)計應(yīng)同時考慮四周墻體對主射線的防護(hù)，還需考慮主射線直接穿過迷路內(nèi)墻和防護(hù)門的輻射劑量貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：射波刀 輻射 防護(hù)

中圖分類號：R144 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）011-014-02

射波刀又稱為“立體定位射波手術(shù)平臺”，是一種新型的放射治療設(shè)備。射波刀的本質(zhì)是醫(yī)用直線加速器的一種改進(jìn)形式，將醫(yī)用直線加速器X線放射治療、治療計劃計算機(jī)編程技術(shù)、病灶體的實時追蹤技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合。由于射波刀照射方向由電腦控制，刀頭可在水平方向自由轉(zhuǎn)動，且照射野較小，因此射波刀機(jī)房的防護(hù)設(shè)計與普通直線加速器機(jī)房是有所區(qū)別的。

1 源項和防護(hù)設(shè)計

以某醫(yī)院射波刀為例：設(shè)備的最大X射線能量為6MV，最大輸出劑量為1000cGy/min（距離靶中心80cm），對應(yīng)最大直徑為6cm的圓形照射野，年工作負(fù)荷為80000Gy/a。

該射波刀機(jī)房位于地下室，外徑東西長約15m，南北寬10m，高約6m，在東側(cè)設(shè)置迷路，迷路內(nèi)寬約2m。墻體和頂棚采用均混凝土防護(hù)，西側(cè)、北側(cè)墻厚2.25m，南側(cè)（外為地下土基）墻厚1.2m，東側(cè)迷路內(nèi)墻厚1.9m，外墻厚1.3m。頂棚厚1.4m。防護(hù)門鉛當(dāng)量為6mm。

2 評價標(biāo)準(zhǔn)

《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871–2002）對職業(yè)人員和公眾的年有效劑量限值分別為20mSv和1mSv，在射波刀機(jī)房防護(hù)設(shè)計時，按職業(yè)人員劑量限值5mSv、公眾年劑量限值0.1mSv進(jìn)行劑量約束。

3 估算模式和結(jié)果

3.1 四周墻外

射波刀刀頭在水平方向可自由轉(zhuǎn)動，最大仰角不超過22€埃虼耍洳ǖ痘克椒較蛩拿媲教寰魃淝健V魃湎甙聰率郊撲悖？

其中：

式中：Hpri-主射線X劑量當(dāng)量，Sv/a；SAD-源與等中心點的距離，取0.8m；d-參考點與等中心點的距離，m；Bpri-主射線透射因子；tbarrier-屏蔽墻厚度，m；TVL1-第一個十值層厚度，取37cm；TVLe-平衡時的十值層厚度，取33cm；W-工作負(fù)荷，取80000Gy/a；U-束定向因子，保守均取1；T-居留因子，北側(cè)控制室取1，其它方向取1/16。

機(jī)房各側(cè)防護(hù)墻外參考點人員年附加劑量為：東側(cè)，1.5€？0-5mSv/a；西側(cè)，0.02mSv/a；北側(cè)，0.45mSv/a。由于散射線和漏射線輻射劑量顯小于主射線，在主射線束定向因子保守均取1的條件下，可不考慮四周墻外散射線和漏射線的影響。

3.2 屋頂外

屋頂外主要考慮散射線和漏射線的影響。散射線的計算公式如下：

式中：Hp-散射線X劑量當(dāng)量貢獻(xiàn)，Sv/a；Bp-散射線的透射系數(shù)； -散射比，取2.77€？0-3；F-照射野面積（距等中心點1m處），取45cm2；dsca-輻射源至患者的距離，取0.8m；dsec-參考點距患者的距離，取6m；TVLsca-散射線的十值層厚度，取26cm。其余符號含義與公式（1）、（2）相同。

漏射線的計算公式如下：

式中：HL-漏射線X劑量當(dāng)量，Sv/a；n-調(diào)強(qiáng)因子，取15；BL-漏射線的透射系數(shù)，計算方法同公式（2）；其余符號含義與公式（1）、（2） 相同，對漏射線TVL1取34cm；TVLe取29cm。

散射線對機(jī)房頂棚外的參考點人員的年附加劑量為2.8€？0-4mSv/a，漏射線為0.046mSv/a。

3.3 防護(hù)門外

根據(jù)IAEA Safety Reports Series No.47所述，防護(hù)門外的劑量率貢獻(xiàn)由以下四部分組成：

（1）主射線經(jīng)墻散射至門外的劑量 HS；

（2）漏射線經(jīng)迷路口墻散射到門外的劑量 HLS；

（3）經(jīng)病人體表散射產(chǎn)生的劑量當(dāng)量 HPS；

（4）漏射線直接穿過迷路墻至門外的輻射劑量 HLT。

不考慮門材料的屏蔽，其計算公式分別如下：

式中： 0-主射線至墻散射的反射系數(shù)，取2.7€？0-3；A0-最大照射野投影在主射墻上的面積，取2.5m2； Z-主射線經(jīng)迷路第二次散射時的反射系數(shù)，取8.0€？0-3；AZ-主射線經(jīng)散射面散射后至迷路外墻內(nèi)表面投影的散射面積，取4m2；dh-輻射源至主射墻距離，取5m；dr-主射墻散射面中心至迷路口中心線的距離，取6m；dz-門至迷路口中心的距離，取8m；Lf-漏射率，取0.1%； 1-漏射線的反射系數(shù)，取6.4€？0-3；A1-入口可見墻面積，取8m2；dsec-迷路中心至輻射源的距離，取7m；dzz-迷路散射面到門的距離，取8.5m； （ ）-病人體表散射的初級散射比，取1.39€？0-3； 2-病人體表散射的反射系數(shù)，取2.2€？0-2； dL-輻射源至門外參考點的直線距離，取7m；tbarrier-漏射線在中穿過迷道內(nèi)墻的厚度，取2m。

經(jīng)計算，HS=0.075mSv/a，HLS=0.29mSv/a，HPS=0.24mSv/a，HLT=3.1€？0-4mSv/a。

經(jīng)防護(hù)門屏蔽后的HTot-shield再按下式計算：

式中：f取0.23；TVLpb-防護(hù)門處鉛十值層厚度，取5mm；tbarrier-pb-防護(hù)門的鉛當(dāng)量厚度，為6mm。

由上述四項因子綜合，射波刀運(yùn)行對防護(hù)門外人員的X射線附加年個人劑量當(dāng)量估算值為0.09mSv/a。

由于射波刀刀頭可水平方向自由轉(zhuǎn)動，因此還需考慮主射線直接穿過迷路內(nèi)墻和防護(hù)門的輻射劑量當(dāng)量率貢獻(xiàn)，取束定向因子為0.1，居留因子為0.25，則劑量估算值為0.036mSv/a（忽略防護(hù)門屏蔽）。

3.4 估算結(jié)論

綜上所述，該射波刀機(jī)房周圍各參考點人員年附加個人劑量估算值可滿足（GB18871-2002）劑量限值和約束值的要求，若考慮主射線直接穿過迷路內(nèi)墻和防護(hù)門的可能性，則門外參考點的估算值為0.126mSv/a，將略高于0.1mSv/a的公眾年劑量約束值。

4 討論

（1）與傳統(tǒng)醫(yī)用加速器機(jī)房不同，射波刀機(jī)房四周墻體均應(yīng)視作主屏蔽墻，屏蔽計算過程中當(dāng)充分考慮主射線影響時，散射線和漏射線影響可以忽略。

（2）若射波刀頭無法主射上方，則頂棚可視作副屏蔽墻，應(yīng)主要考慮散射線和漏射線影響，由于射波刀漏射線調(diào)強(qiáng)因子較大、且照射野相對較小，一般漏射線影響占主要份額。

（3）由于射波刀可自由轉(zhuǎn)動，在防護(hù)門和迷路墻設(shè)計中，應(yīng)充分考慮主射線直接穿過迷路內(nèi)墻、防護(hù)門的可能性，可考慮將迷路內(nèi)墻臨近防護(hù)門的部位加厚，以確保防護(hù)效果。

參考文獻(xiàn)：

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