床邊X線機攝影公眾輻射劑量計算及輻射防護評價

儲曉陽，柏彭開

1.廣西醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院 醫(yī)療設備科，廣西 南寧 530021；2.河池市第三人民醫(yī)院 醫(yī)療設備科，廣西 河池547000

床邊X線機攝影公眾輻射劑量計算及輻射防護評價

儲曉陽，柏彭開

1.廣西醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院 醫(yī)療設備科，廣西 南寧 530021；2.河池市第三人民醫(yī)院 醫(yī)療設備科，廣西 河池547000

目的探究移動式床邊X線機拍片時公眾所受到的輻射劑量。方法本研究對醫(yī)院的集中式病房進行輻射檢測，將檢測到的輻射劑量率按照臨床規(guī)律建立數(shù)學模型，轉化為年有效劑量的數(shù)據(jù)結果，與國家規(guī)定的輻射安全限值做對比，進行輻射安全防護評價。結果床邊X線機拍片時公眾受到的年輻射劑量值遠低于國家安全標準的年有效劑量限值，符合國家安全標準。結論床邊X線機拍片公眾輻射量在安全范圍，但應當需要在PICU、新生兒科以及近距離家屬加以適當防護。

移動式床邊X線機；輻射防護；公眾輻射劑量；劑量限值；劑量檢測；劑量算法；防護評價

引言

在國內醫(yī)院中，移動式床邊X線機床邊攝影運用得愈加頻繁[1]，對于病情嚴重、不易搬動、需要及時準確地做出診斷的病人，床旁 x 線攝影起著不可替代的作用，其為臨床提供大量有重要價值的影像資料，也給大量的患者和醫(yī)務人員提供了便利，成為醫(yī)院不可或缺的一部分。與此同時，醫(yī)療照射是人工輻射源的最主要來源，全球年平均為0.4 mSv/年[2]，而床邊X線機在對被檢患者進行床邊X線攝影的同時，同病房內的其他患者則會被動吸收X射線劑量[3]。當電離輻射的劑量積累到一定程度時會給受照者的健康帶來一定的影響[4]。如何合理的使用移動式床邊X線機這把“雙刃劍”，使其服務于我們的同時，最大化的減少不必要的照射愈發(fā)受到社會關注。國家也頒布了一些法規(guī)和標準來對醫(yī)用X射線診斷和治療裝置產(chǎn)生輻射的防護和監(jiān)測問題提出了明確要求[5]。為了探究移動式床邊X線機攝影時，公眾受到的輻射劑量值是否在國家規(guī)定的輻射安全限值范圍內，以及床邊X線機拍片時醫(yī)院輻射防護設施是否足夠，作者工作團隊進行本課題進行研究，做出相應的輻射安全防護評價。

《放射衛(wèi)生防護基本標準》規(guī)定公眾中個人的劑量限值：

（1）公眾中個人受到的年劑量當量應低于下列限值：全身5 mSv（0.5 rem）任何單個組織或器50 mSv（5 rem）。

（2）當長期持續(xù)受到電離輻射的照射時，公眾中個人在其一生中每年的全身照射的年劑量當量限值應不高于1 mSv（0.1 rem）。

上述年劑量當量是指任何一年內的外照射劑量當量與這一年內攝入放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當量的總和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。

放射工作人員的年劑量當量是指一年工作期間所受外照射的劑量當量與這一年內攝入放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當量的總和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。對放射工作人員進行劑量限制要考慮隨機性效應和非隨機性效應。為了防止有害的非隨機效應，任一器官或組織所受的年劑量當量不得超過下列限值：眼晶體150 mSv（15 rem）；其他單個器官或組織500 mSv（50 rem）[6]。

筆者團隊在廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，運用專用設備，長期檢測，將得到的數(shù)據(jù)進行計算總結，得到滿意的效果，報告如下。

1 材料與方法

輻射劑量檢測計算方案：輻射檢測方案包括X線機型號選擇、電子劑量儀型號的選擇、輻射檢測區(qū)的選擇、檢測方案的選擇、檢測點的選擇以及檢測條件的選擇等。

1.1 儀器設備

X線機型號：島津AMX-4+，輸入電壓110/220 V，輸入頻率50/60 Hz，最大功率12.5 kW，最高管電壓120 kV，最大管電流時間320 mAs。最近一次年檢合格。

電子計量儀：康科洛電子技術有限公司的DM-01便攜式Χ/γ輻射劑量檢測儀，最近一次年檢合格。

1.2 輻射檢測區(qū)選擇

本次研究的主要方向為床邊X線機拍片時公眾受到的輻射，因此所選擇的數(shù)據(jù)采集點為病人集中較多，且在拍片過程中，除了受檢患者外，其他因患者病情嚴重，行動不便，無法移動至有效安全距離以外而被迫受到輻射的檢測點，如新生兒科、PICU、CCU等。其中新生兒病房總面積約為120 m2，25個暖箱，1個護士站，一間洗澡房。PICU總面積約80 m2，12張病床，1個護士站，CCU心電監(jiān)護區(qū)約180 m2，15張病床，1個護士站。

1.3 檢測方案

拍片時，直接將直讀式監(jiān)測儀放到附近公眾體表或者指定位置，記錄公眾或指定位置受照劑量[7]，計算其年照射劑量，與國家規(guī)定的安全照射量進行比較，對比其瞬時劑量是否超標。該方案簡單易行適用于繁忙的臨床工作且比較準確，也是輻射檢測公司經(jīng)常使用的檢測方案。

1.4 檢測點選擇

X線能量與距離的平方成反比[8]，以距離為條件設置檢測點，可以得到合理且適用性廣泛的結果。用X線機給某一病床幼兒拍片時，需要監(jiān)測無障礙物遮擋的情況下該檢測點到球管水平距離為0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0 m新生兒所受到的照射量，若所檢測得到的輻射劑量比較大，則可根據(jù)實際情況把監(jiān)測范圍擴大[9]。新生兒和PICU的床位分布圖，見圖1。在CCU拍片時所需要的注意事項與PICU、新生兒區(qū)相同，不再重復。

由于每次拍片時，所有護士都必須離開護士站，所以對于以上擬定的所有檢測區(qū)內并沒有在護士站設定檢測點。

1.5 檢測條件的選擇

因為本研究完全是跟隨臨床工作中進行，為了得到臨床價值比較高的照片，球管高度、fov以及曝光條件等均為根據(jù)檢測區(qū)病人的實際情況設置，見表1。

1.6 輻射監(jiān)測結果

將各區(qū)各點檢測到的劑量值求得相應期望值，與國家規(guī)定公眾單次照射劑量安全限值2.5 μSv/h[10]列表比對，并畫出折線圖，僅有在CCU單元，且公眾與球管水平距離為0.5 m時，單次照射劑量才超過安全限值。輻射檢測結果，見表2和圖2。

圖1 新生兒和PICU的床位分布圖

圖2 輻射檢測結果折線圖

1.7 公眾預期年受照劑量計算方法

假設某檢測區(qū)內的某位病人或公眾一年中被散射線照射的總次數(shù)為N。被照射時，距離球管水平距離為0.5、1.0、2、3、4、5、10 m處的受照次數(shù)分別為na{a∈N+，a≤7}，又因在6～9 m處沒有測量數(shù)據(jù)，因此令6～9 m處的受照次數(shù)為n8則：

設以球管為中心，檢測點到球管的距離為ra{a∈N+，a≤8}，圓心角α，則弧長，知α一定時圓的弧長正好l = |α|·r是半徑的倍數(shù)關系[11]，由概率論與數(shù)理統(tǒng)計得公眾落到這一位置上的概率也是倍數(shù)關系[12]即：

設每個點的輻射權重為Tm，即在拍片時每個檢測點所檢測到的輻射劑量減去該區(qū)域的天然本底照射期望。如CCU的T1=2.819。然而在6～9 m處沒有測量數(shù)據(jù)，為安全起見，可令6～9 m處的權重等于5 m時的權重，即T8=T5。那么這位公眾年總受照劑量為：

經(jīng)過查詢該院近幾年的床旁線機的拍片記錄，得到每個科室拍片次數(shù)臨床規(guī)律范圍：CCU和PICU中5≤n1≤7，新生兒科因為床位近，幼兒多，9≤n1≤15。

為防止其波動過大，在CCU和PICU中，設n1=10，由 式(2)，式(3)得：Eccu=49.99 (μGy)≈50.0 (μGy)=0.05 (mSv)；同理得：EPICU=20.28 (μGy)≈0.02 (mSv)。

同理設n1=20，由式(2)，式(3)得：E新生兒=22 (μGy)= 0.022 (mSv)。

因為本體照射是波動值[13]，即使取期望計算也會存在誤差，將各區(qū)本體最小值按相同算法代入上式求得E’ccu=0.56 (mSv)，E’PICU=0.24 (mSv)，E’新生兒=0.26 (mSv)。代入誤差公式得PCCU=12%，PPICU=20%， P新生兒=18.2%。

2 結果

將各區(qū)域檢測到的輻射劑量率按照臨床規(guī)律建立數(shù)學模型，轉化為年有效劑量，與國家規(guī)定的年輻射安全劑量限值做對比，可知在本次研究中，誤差允許范圍內，床邊X線機拍片時公眾受到的年輻射劑量值遠低于國家安全標準的年有效劑量限值，符合國家安全標準。最終公眾預期年受照劑量計算結果，見表3。

表1 各檢測區(qū)檢測條件以及該區(qū)天然本底照射范圍及其期望值數(shù)據(jù)表

表2 輻射檢測結果記錄表 (μSv/h)

表3 最終公眾預期年受照劑量計算結果

3 討論

由最終公眾預期年受照劑量計算結果得知，在CCU、PICU以及新生兒這三個檢測區(qū)中，其最終公眾預期年受照劑量值分別為0.05誤差率±12%、0.02誤差率±20%、0.022誤差率±18.2%，其遠低于國家規(guī)定的1 mSv這一國家安全標準，由此可知，在本研究單位中，公眾預期年全身照射的年劑量當量符合國家安全標準。

結合表2、圖2可知在床邊X線機攝影時，1 m以外檢測點的單次最大受照劑量為0.318 μSv/h，其遠低于國家規(guī)定的公眾單次照射劑量安全限值2.5 μSv/h這一標準值，因此在本研究課題中外的公眾，其單次受照劑量當量率符合國家安全標準。當球管高度為90 cm且照射面積比較大時，在離球管水平距離50 cm處檢測到的輻射劑量當量率為2.891 μSv/h，高于國家規(guī)定的公眾單次照射劑量當量安全限值2.5 μSv/h這一標準值，因此當需要家屬留在受檢查病人身邊時，建議給病人家屬穿上防護服[14]，對被檢者不需要投照的部位也需要使用鉛圍裙做好防護[15]。

已有研究結果表明[16]，嬰幼兒細胞分裂活躍，相比于成人更易受到電離輻射影響而導致細胞異常分裂變異甚至凋亡。但目前為止，國家仍未針對嬰幼兒出臺相關的輻射防護安全標準?！斗派湫l(wèi)生防護基本標準》GB4792-84）中年劑量當量限值應不高于1 mSv，這一標準來作為嬰幼兒的輻射防護準則不太合理。況且醫(yī)院新生兒科以及PICU的培養(yǎng)箱、床位間隔很近，為了嬰幼兒能夠安全健康的成長，建議醫(yī)院在新生兒科或PICU建立檢查室、配備嬰幼兒防輻射拍片床、加強輻射防護知識培訓等綜合輻射防護管理[17]，或拍片時用防輻射移動式鉛屏將受檢嬰幼兒與其他嬰幼兒隔開，來大量減少不必要的照射。

因為這一研究系跟隨臨床工作中進行的，為了得到臨床價值比較高的照片，會根據(jù)病人的實際情況設置拍片時的曝光參數(shù)，所以并非所有參數(shù)都相同，也未設定設備的最大曝光條件進行曝光，因此以上結論并不適合在曝光條件最大情況。同時本體照射是一個波動值，計算中是取平均值，估算可能存在一定的誤差。

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Public Radiation Dose Algorithm and Radiation Protection Assessment of Bedside X-ray Machine

CHU Xiao-yang, BAI Peng-kai
1.Department of Medical Equipment, the Second Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning Guangxi 530021, China; 2.Department of Medical Equipment, the Third People’s Hospital of Hechi, Hechi Guangxi 547000, China

ObjectiveTo explore the radiation dose the public received while the mobile bedside X-ray machine is working.MethodsFirstly, the radiation dose of hospital’s centralized ward was detected. Based on the detected radiation dose rate, a mathematical model was built to transform it to the annual effective dose according to the clinical regularities. Then radiation protection assessment was made by comparing it with the radiation safety limit specified by the state.ResultsThe annual radiation dose public received was far below than that of annual effective dose limit specified by the state when bedside X-ray machine was working, which met the national safety standards.Conclusion Though the public radiation dose of bedside X-ray machine is within the safety range, it is still necessary to implement protective measures in pediatric intensive care unit, neonatology department and patients’ family members who stay beside patient.

mobile bedside X-ray machine; radiation protection; public radiation dose; dose limit; dose detection; dose algorithm; calculation method of radiation; protection assessment

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.03.024

1674-1633(2017)03-0089-04

2016-04-15

2016-05-09

作者郵箱：chuxiaoyang@163.com