125I粒子模擬植入過程輻射劑量及防護(hù)監(jiān)測

楊琦 賈鈺銘 劉婧 周凡 韓東喬

【摘 要】目的：模擬分析125I粒子植入過程中醫(yī)務(wù)人員和患者密切接觸者的輻射劑量，探討輻射防護(hù)措施。方法：模擬125I粒子植入過程中四種狀態(tài)，即：（1）125I粒子裝倉時(shí)；（2）125I粒子植入操作狀態(tài)下； （3）病人植入125I粒子后；（4）使用鉛防護(hù)用品狀態(tài)下。針對每一種情況，分別按0cm、10 cm、30cm、50cm、100cm、150cm進(jìn)行不同垂直距離輻射劑量監(jiān)測。觀察粒子植入過程中不同數(shù)量及狀態(tài)、不同植入深度的輻射劑量和劑量衰減率，探討醫(yī)務(wù)人員和患者密切接觸者在125I粒子植入過程中輻射防護(hù)與安全問題。結(jié)果：粒子裝倉環(huán)節(jié)是醫(yī)務(wù)人員受到職業(yè)照射最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)之一，應(yīng)特別加強(qiáng)輻射安全防護(hù)；肉體組織對低能X-Y射線有較強(qiáng)的衰減作用，植入深度越深組織衰減作用越強(qiáng)，但隨著放射性強(qiáng)度的增加，組織衰減率有所降低；鉛能抵擋絕大部分低能X-Y射線，放射性強(qiáng)度較低時(shí)， 0.25鉛當(dāng)量的鉛手套便能屏蔽95%左右的射線， 0.5鉛當(dāng)量的鉛衣幾乎能屏蔽掉所有的低能X-Y射線。隨著放射性強(qiáng)度的增加，屏蔽性能略有下降，仍然能達(dá)到90%～97%左右。結(jié)論：粒子植入過程中，穿戴鉛防護(hù)用品對醫(yī)務(wù)人員的保護(hù)極為重要；加強(qiáng)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的屏蔽防護(hù)措施，可以大大減少低能X-Y射線對醫(yī)務(wù)人員的輻射損害；對于植入術(shù)后的患者應(yīng)采取多種有效措施，可以大大縮短患者密切接觸者的安全距離。

【關(guān)鍵詞】125I粒子；輻射劑量；輻射防護(hù)

Abstract Objective： To An imitative analyzes of radiation dose received by the medical workers and the patients intimate friends during particle the planting is done in order to protect them from being hurt.The protective method is also investigated. Method：There are four conditions when 125I prrticle is planted into some one：1.when 125I particle is looded；2.During the planting process；3.After the patients received the planting；4.When protective lead is used. With a distance of 10cm，30cm，50cm，100cm，150cm of a straight radiation，observation on particles diffrernt number and condition ，diffrernt declining rate，different planting depth and dose one done.During planting process the safety problem of medical workers and patients intimate friends is investigated also. Result： Particle loading is a very serious problem to medical workers.They must strengthen their protective method. Flesh is strong to make X-Y radiation declining.If the planting is deeper，Its power to make radiation declining will be stronger.But，With a increase of the radiation，the power to resist of flesh will become weaker. Lead can resist a great dose of X-Y radiation and makes it weaker.Gloves of 0.25 lead equivalent weight can resist 95% radiation.Dress of 0.5 lead equivalent weight can resist all X-Y radiation.However， with an increase of radiation，its strength to resist will drop a little，But it will still maintain its power about 90% to 97%. Conclusion： It is very important for medical workers to protect them through wearing lead dress.Emphasing must be laid on the protection when doing key work.Then the hurt of medical workers by low utility X-Y radiation will be decreased. Patients after planting must be carefully treated.Thus ，The safe distance will be shortened between the patients and their intimate friends.

Key words： 125I particle ；radiation dose； radiation protection

【中圖分類號】R473 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-3783（2017）12-03--01

125I粒子植入治療是目前比較流行的近距離組織間放射治療技術(shù)，它主要依靠TPS計(jì)劃系統(tǒng) （Treatment Planning System）將多個密封源125I粒子通過植入槍準(zhǔn)確植入到腫瘤組織內(nèi)進(jìn)行大劑量照射，使腫瘤組織遭受到精確的、持續(xù)低能X-Y射線的最大程度的殺傷，而正常組織不損傷或損傷很小的一種治療方法[1]，具有微創(chuàng)、局部控制率高、療效好的特點(diǎn)，近年來更是逐漸應(yīng)用于肝癌、胰腺癌、直腸癌等[2]。隨著這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，醫(yī)務(wù)人員的職業(yè)照射和患者密切接觸者的輻射安全問題日益受到關(guān)注， 盡管目前各醫(yī)療機(jī)構(gòu)都采取了一些防護(hù)措施，但還可能存在防護(hù)不規(guī)范的地方。本實(shí)驗(yàn)通過模擬125I粒子植入過程中，在不同距離、不同數(shù)量、不同狀態(tài)與防護(hù)下的輻射劑量監(jiān)測，探討醫(yī)務(wù)人員植入過程中的職業(yè)照射和患者密切接觸者輻射防護(hù)與安全問題。

1 材料與方法

1.1 125I粒子源

生產(chǎn)商：北京智博高科生物技術(shù)公司，批號ZBS-1602-10-20，長度4.5mm，園柱形，直徑0.8mm，鎳鈦合金外殼，活度2.96E+7 Bq/粒（0.8mCi/粒）。

1.2 植入槍

生產(chǎn)商：浙江象山錦衡機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)，名稱：放射性粒子植入防護(hù)槍，包括植入槍和可重復(fù)使用粒子倉等。

1.3 組織補(bǔ)償膠。厚度1.0cm，2.0cm各一張，兩張重疊后為3.0cm。

1.4 鉛防護(hù)。0.25mmPb鉛手套、0.25mmPb、0.5mmPb鉛衣各一。

1.5 監(jiān)測儀器：美國S.E.INTERNATIONAL公司生產(chǎn)Inspector TM-14981型便攜式 X-γ射線監(jiān)測儀。

1.6 監(jiān)測方法

模擬粒子植入過程中四種狀態(tài)，即：（1）粒子倉裝載125I粒子時(shí)；（2）醫(yī)生進(jìn)行粒子植入操作狀態(tài)時(shí)； （3）病人植入后未穿鉛衣狀態(tài)時(shí)；（4）鉛防護(hù)用具覆蓋的狀態(tài)時(shí)。對不同狀態(tài)進(jìn)行垂直距離輻射劑量監(jiān)測，記錄三次測量平均值，從而觀察125I粒子在不同距離、不同數(shù)量、不同狀態(tài)與防護(hù)下的劑量衰減情況，目的在于發(fā)現(xiàn)植入過程中對人體最大、最易受到電離輻射的環(huán)節(jié)，從而采取相應(yīng)的有效防護(hù)措施，加強(qiáng)對醫(yī)務(wù)人員和患者密切接觸者的保護(hù)。

本模擬實(shí)驗(yàn)中，最近的監(jiān)測距離均為10cm，最遠(yuǎn)的監(jiān)測距離為150cm。其中10cm為模擬植入醫(yī)務(wù)人員手掌與粒子的距離，30cm為模擬粒子與眼睛、頸部、胸部的距離，手術(shù)醫(yī)生與植入點(diǎn)的距離一般為30～50cm之間。每次植入粒子數(shù)為1粒，每個粒子倉最多裝載量為10粒，粒子植入的平均用量在30～50粒之間，故測量的粒子數(shù)為1粒、10粒、50粒。

1.7 劑量衰減率計(jì)算公式：

不同距離劑量衰減率（%）=（粒子0cm讀數(shù)-不同距離讀數(shù)）/粒子0cm讀數(shù)×100%；組織與防護(hù)劑量衰減率（%）=（裸露粒子讀數(shù)-同距離組織或防護(hù)讀數(shù)）/裸露粒子讀數(shù)×100%。劑量衰減率是較粗率的估計(jì)，因室內(nèi)本底測量為0.02μSv/h，對計(jì)算結(jié)果影響非常小，故忽略不計(jì)。

2 結(jié)果

2.1 在距離衰減測量中，隨著監(jiān)測距離的延長，輻射劑量迅速衰減。20cm劑量衰減率為80%左右，30～50cm劑量衰減率95%左右，100cm劑量衰減率大于99%。當(dāng)達(dá)到 150cm，所有監(jiān)測劑量均已處于極低水平。

2.2 本實(shí)驗(yàn)中空粒子倉、裝滿10粒125I的粒子倉均為室內(nèi)本底水平，證明植入槍的屏蔽效果是非常好的，說明粒子高壓消毒環(huán)節(jié)是很安全的；而在粒子裝倉環(huán)節(jié)的輻射劑量與裸露測量的最高值均達(dá)到儀器極限值>110uSv/h，而植入時(shí)由于植入槍的防護(hù)作用，輻射劑量較低。說明粒子裝倉過程可能是醫(yī)務(wù)人員受到職業(yè)照射最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)之一，應(yīng)特別加強(qiáng)輻射防護(hù)。

2.3 在組織補(bǔ)償膠測量中，說明肉體組織對低能X-Y射線有較強(qiáng)的衰減作用，植入深度越深衰減作用越強(qiáng)，植入深度達(dá)到3cm，輻射劑量衰減可達(dá)50%以上。

2.4 鉛防護(hù)測定中使用0.25mmPb鉛手套和0.25mmPb、0.5mmPb鉛衣。結(jié)果證明薄薄的一層鉛橡膠就能抵擋絕大部分低能X-Y射線的穿透，0.25mmPb即能屏蔽掉95%以上的射線，0.5mmPb的鉛衣幾乎能屏蔽掉所有的低能X-Y射線。隨著放射性強(qiáng)度的增加，屏蔽率略有下降，仍能達(dá)到90%～97%左右。

2 討論

放射性125I粒子能夠持續(xù)釋放27.4keV、31.4keV的Te-KX特征X射線和35.5keV的γ射線，平均光子能量為28.37keV，屬低能電離輻射。125I粒子主要通過持續(xù)發(fā)射低能X-γ射線對DNA分子鏈的影響（單鏈斷裂、雙鍵斷裂）及射線與水分子產(chǎn)生的氧自由基，破壞腫瘤細(xì)胞的生物大分子，進(jìn)而殺滅腫瘤[3]。其在組織內(nèi)有效半徑約1.7cm，半衰期為59.4天。雖然125I粒子具有能量低、在組織穿透時(shí)能量迅速衰減的特點(diǎn)，但由于它半衰期較長，并持續(xù)釋放低能量的射線，對周圍人群的還是會產(chǎn)生一定影響，同時(shí)醫(yī)務(wù)人員在接受職業(yè)照射過程中長期低劑量電離輻射的累積損害造成的染色體畸變、造血系統(tǒng)、視神經(jīng)系統(tǒng)等損傷更不容忽視，因此輻射防護(hù)與安全是許多醫(yī)務(wù)人員及密切接觸者都很關(guān)心的問題。

輻射防護(hù)的目的在于防止確定性效應(yīng)，限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生，必須遵循三原則：實(shí)踐正當(dāng)化、防護(hù)最優(yōu)化和個人劑量限值。最經(jīng)典外照射防護(hù)措施為：時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)、屏蔽防護(hù)。ICRP第103號出版物和《電離輻射防護(hù)與放射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》GB18871-2002中規(guī)定職業(yè)人員個人劑量限值連續(xù)5年平均劑量為20mSV；眼晶狀體年平均劑量為150mSV；皮膚手足為500mSV；公眾人員（患者醫(yī)療照射除外）年平均劑量為1 mSV[4，5]。

輻射源強(qiáng)度與距離的平方成反比，125I粒子所發(fā)射低能X-γ射線也隨著距離的增加迅速衰減。岳瑤等[6]用熱釋光劑量（TLD）測量80粒粒子不同距離的衰減率得出，距離在20cm以上衰減率大于98%，100cm以上檢測不到射線的結(jié)論。其劑量衰減率高于本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，原因可能是實(shí)驗(yàn)監(jiān)測方法的不同所致，本試驗(yàn)測量的是瞬間輻射劑量值，而前者測量的是有效吸收劑量值。

本實(shí)驗(yàn)中125I粒子裝倉過程是最易受到輻射損害的環(huán)節(jié)之一，應(yīng)特別加強(qiáng)分裝過程的防護(hù)措施，最有效的就是鉛屏蔽。實(shí)驗(yàn)中0.5mmPb的鉛就可以完全屏蔽125I粒子發(fā)射的低能射線，因此，裝彈分裝時(shí)穿戴0.5mmPb鉛衣、鉛眼鏡、鉛圍脖，在鉛箱內(nèi)裝彈分裝完全可以避免身體受到低能射線射線的損傷；而手部的防護(hù)則可采用鉛手套、長頸鑷子夾取、熟練操作等措施大大減少輻射損害。

植入術(shù)操作過程中，手術(shù)醫(yī)師所受的輻射劑量無疑是最大的。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算，假定手術(shù)醫(yī)師每年工作260天，每天手術(shù)操作2小時(shí)，平均植入50粒（總活度1.48E+9Bq），穿戴0.25mmPb的鉛防護(hù)裝備的情況下，手、眼晶狀體、全身輻射劑量分別為15.2 mSV/a、2.05mSV/a、0.76 mSV/a，均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的從放人員年劑量限值。

組織補(bǔ)償膠為聚苯乙烯凝膠，是目前臨床最常用的組織填充物。它具有良好的柔軟性和韌性，密度為1.03～1.05g/cm3，與人體軟組織密度非常接近，可模擬人體組織與和射線的相互作用，常用于放射治療中的組織填充物，可提高皮膚表面的照射劑量和深部組織保護(hù)[7]。125I粒子源所釋放的低能射線在軟組織中的射程僅為1.7cm，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，植入深度達(dá)到3.0cm時(shí)，劑量衰減率接近50%，而大多數(shù)患者植入深度遠(yuǎn)大于3.0cm，如按平均植入深度6.78cm來算[8]，劑量衰減率為75%左右。

美國國家輻射防護(hù)和測量委員會（NCRP）規(guī)定，125I粒子植入患者密切接觸者有效劑量應(yīng)小于5mSv，公眾、未成年人、孕婦不超過1 mSv。我國放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)中，基本采用了此標(biāo)準(zhǔn)。李健敏等[9]通過計(jì)算得出同床、同住成年人、未成年人及孕婦、接觸同事的安全距離分別為60、100、120、140cm。但有效劑量的計(jì)算方法較為復(fù)雜，我們可采用較為簡單直觀的劑量當(dāng)量小于2.5uSv/h國家安全標(biāo)準(zhǔn)來判斷密切接觸者是否安全[10]。本實(shí)驗(yàn)表明，與患者保持100cm安全的距離，與張鵬等[11]的研究結(jié)論相同，如植入部位較深如盆腔、腹腔等的患者，其安全距離可能小于100cm。Yuzuru等[12]認(rèn)為前列腺癌植入患者由于股骨髂骨等組織衰減作用，其側(cè)面50cm也是安全的。所以，對于植入術(shù)后的患者可以采取多種有效措施，如擺放合適體位、植入部位表面用鉛皮覆蓋均可以大大縮短密切接觸者的安全距離。

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