醫(yī)用直線加速器治療用房防護(hù)設(shè)計

文/杜俊賢 廣州珠江外資建筑設(shè)計院有限公司 廣東廣州 510000

醫(yī)用直線加速器治療用房防護(hù)設(shè)計

文/杜俊賢 廣州珠江外資建筑設(shè)計院有限公司 廣東廣州 510000

目前，醫(yī)用直線加速器是治療腫瘤的主要設(shè)備，屬于乙類大型醫(yī)療器械，造價也比較昂貴，它是集電子、影像、微波和計算機(jī)等技術(shù)為一體的放射性治療設(shè)備。在用房的布局計和防護(hù)設(shè)計、系統(tǒng)電源、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)和施工過程中的細(xì)節(jié)方面都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，用房設(shè)計過程中應(yīng)綜合考慮到所有細(xì)節(jié)，以保證用房的輻射安全以及設(shè)備安全穩(wěn)定的運行。

醫(yī)用直線加速器；用房；防護(hù)；設(shè)計

1.醫(yī)用直線加速器概述

醫(yī)用直線加速器是放射治療的主要設(shè)備,它主要是電磁作用進(jìn)行充分利用,使帶電粒子和重離子獲得較高的能量。醫(yī)用直線加速器使用時會產(chǎn)生高能量的X射線,X射線打在靶材料上會產(chǎn)生韌致輻射，并與被射物質(zhì)作用后形成中子,它在治病的同時,還會向周圍傳播輻射。因為加速器有著功率大和射線強(qiáng)的特點,如果使用過程中屏蔽不夠,就會導(dǎo)致周圍環(huán)境受到輻射,從而損害了職業(yè)人員和公眾人員的身體健康,所以做好醫(yī)用直線加速器的防護(hù)設(shè)計是十分重要的。最好是用房設(shè)計階段就做好輻射防護(hù)設(shè)計,依據(jù)防護(hù)設(shè)計的要求進(jìn)行主體、結(jié)構(gòu)等方面的施工。對于建成的用房需改建或擴(kuò)建,為了保證安全，在增加防護(hù)設(shè)計的同時,還應(yīng)考慮工程結(jié)構(gòu)和承重能力等。

2.用房的布局設(shè)計和輻射防護(hù)設(shè)計

2.1主防護(hù)墻屏蔽厚度的計算：主防護(hù)墻是指放射線能直接照到的區(qū)域，通過以下公式可以計算出X射線的屏蔽透射率：

式中：R是射線透射率；P是周劑量當(dāng)量限定值(mSv/周)；d是靶到劑量計算點的距離(m)；W是工作的負(fù)荷(Gy/m2周)；S是屏蔽的厚度(cm)。

r按內(nèi)墻計算：南北面：K=720×1×1×2/ (0.02×10-3×6.52)=117×106,結(jié)果見表1

2.2次防護(hù)墻屏蔽厚度的計算：次防護(hù)墻是指漏射線和散射線所能照到的區(qū)域。生產(chǎn)廠家在加速器出廠前已將漏射線進(jìn)行了屏蔽處理，且機(jī)頭的漏射線強(qiáng)度的設(shè)定值低于主射束中心軸參考值的0.1%以下，而散射線強(qiáng)度又比漏射線地，所以計算次防護(hù)墻屏蔽厚度時，除設(shè)計迷路外墻和防護(hù)門外，漏射線可忽略不計。

漏射線計算方法：對漏射方向即東西方向,取3P1000,r按內(nèi)墻計算：東西面：K=720×3/1000×1×1×2/(0.02×10-3× 52)=8.64×103,r=1/K=1/(8.64×103) =1.16×10-4,如果U取1/4,K =720×3/1000 ×1/4×1×2/(0.02×10-3× 52)=2.16×103, r=1/K=4.63×10-4。結(jié)果見表1

表1　醫(yī)用電子直線加速器室輻射屏蔽防護(hù)計算結(jié)果

2.3迷路的設(shè)計要求：迷路是所有人進(jìn)入用房的必經(jīng)之路，在防護(hù)設(shè)計中應(yīng)保證射線不能照到迷路的內(nèi)口處，并保證可以進(jìn)行設(shè)備搬運以及醫(yī)療平車可以出入。迷路應(yīng)設(shè)計為S形或U形。設(shè)計用房屏蔽門應(yīng)以屏蔽熱中子為主，為了可以有效地吸收熱中子，可以將防護(hù)門的里面和迷路的外口的內(nèi)側(cè)墻壁貼上含硼聚乙烯板或含硼水泥。

2.4用房防護(hù)門屏蔽設(shè)計：屏蔽熱中子和散射線是用房防護(hù)門的主要設(shè)計要求。在進(jìn)行防護(hù)門設(shè)計與制作時，不僅要考慮防護(hù)的有效性，還要保證防護(hù)門的機(jī)械強(qiáng)度，一般可以用石蠟、聚乙烯和硼砂制成12cm厚的防護(hù)門內(nèi)層，如果防護(hù)門面積較大的話，可選用環(huán)氧樹脂和硼砂制成10cm厚的中子內(nèi)防護(hù)層。防護(hù)門外層可采用累計厚度為10mm 的鉛。防護(hù)門結(jié)構(gòu)材料可以選用鋼材或不銹鋼鋼板，屏蔽門的厚度應(yīng)當(dāng)與臨近屏蔽墻有樣的屏蔽效果，門和墻之間的搭接尺寸應(yīng)是縫隙的10倍以上。

3.施工過程中的細(xì)節(jié)

為了最大限度地降低輻射概率，固定墻體之間的鋼筋應(yīng)建成散射狀。用房建設(shè)中，混凝土灌注技術(shù)非常重要，施工不當(dāng)會導(dǎo)致用房建成后防護(hù)不達(dá)標(biāo)，為避免機(jī)房墻體存在人為裂縫，應(yīng)用混凝土不間斷的—次性澆注而成。在用房天花板安裝負(fù)荷相應(yīng)的工字梁，并配備手拉葫蘆，以實現(xiàn)加速器安裝和維修方便。最好設(shè)置治療室和控制室之間的劑量檢測設(shè)備連接通道。在治療室的每面墻上各有一套激光燈，用房設(shè)計前應(yīng)預(yù)留激光燈的安裝位置，激光燈安裝的墻體應(yīng)有良好的平整度，為了調(diào)試的便捷和使用穩(wěn)定性的提高，最好先安裝三塊鋼板作為底板。通風(fēng)管道和排風(fēng)管道必須不漏氣，防止造成功率損失，進(jìn)而無法達(dá)到設(shè)計的換氣次數(shù)要求。電纜溝的施工不僅要嚴(yán)格按照圖紙尺寸進(jìn)行，還要做好防潮處理，并貼上瓷磚，這樣會更有利于防潮及除塵。

4.結(jié)束語

在醫(yī)療技術(shù)上，醫(yī)用直線加速器是一種高新科技產(chǎn)品，是同位素放射療法后又一種治療腫瘤的新技術(shù)。雖然醫(yī)用直線加速器對腫瘤的治療效果較理想，但如果防護(hù)不當(dāng)，它也會給醫(yī)護(hù)人員和周邊人群帶來危害。我們應(yīng)嚴(yán)格控制時醫(yī)用直線加速器各個系統(tǒng)的工作環(huán)境控制和安裝要求，從而給人們的生產(chǎn)和生活帶來必要的保障。

5.參考文獻(xiàn)

【1】余海坤.醫(yī)用直線加速器機(jī)房設(shè)計及建設(shè)要點，醫(yī)療裝備，2013.

【2】魏瀾波.15MV醫(yī)用電子加速器機(jī)房放射防護(hù)設(shè)計研究，中國醫(yī)療設(shè)備，2013.