X射線防護(hù)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸及支撐載體系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用

尹捍東 張進(jìn) 顧亮 重慶市醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量檢測管理所 （重慶 400023）

內(nèi)容提要： 目的：通過某種技術(shù)手段和方法，讓放射衛(wèi)生防護(hù)檢測人員在近臺(tái)操作防護(hù)控制監(jiān)測時(shí)避免遭受電離幅射危害。方法：通過隔室遠(yuǎn)距離控制曝光腳閘及檢測設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡，用以代替工作人員實(shí)地檢測采集近臺(tái)操作防護(hù)控制空氣比釋動(dòng)能率，并將檢測設(shè)備采集的測量數(shù)據(jù)通過無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)送至室外安全位置。結(jié)果：與傳統(tǒng)監(jiān)測模式相比，本裝置徹底解決了檢測人員在近臺(tái)操作防護(hù)控制監(jiān)測時(shí)必須直接接受X射線照射的難題，并降低了由于人為晃動(dòng)監(jiān)測設(shè)備及人為測量位置不精確帶來的測量誤差。結(jié)論：X射線防護(hù)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸及支撐載體系統(tǒng)解決了由于外界環(huán)境帶來的人為原因測量誤差，同時(shí)解決了檢測人員在近臺(tái)操作防護(hù)控制監(jiān)測時(shí)必須直接接受X射線照射的難題。

目前國內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生監(jiān)測服務(wù)機(jī)構(gòu)對(duì)近臺(tái)操作X射線設(shè)備（如C型臂、DSA數(shù)字減影系統(tǒng)等）進(jìn)行輻射劑量水平監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測人員只能攜帶巡檢儀進(jìn)入室內(nèi)射線輻射現(xiàn)場巡測讀取數(shù)據(jù)，這樣必然會(huì)對(duì)檢測人員造成輻射危害。參考介入手術(shù)醫(yī)生所受的危害，郁鵬等[1]報(bào)道工作人員位置不使用各種防護(hù)裝置時(shí)，空氣比釋動(dòng)能率可達(dá)到7.69mGy/h，趙中慶等[2]報(bào)道心臟介入工作人員手臂表面的空氣比釋動(dòng)能率可達(dá)到0.35mGy/h。另外，人體支撐巡檢儀帶來的高度、距離不精確和晃動(dòng)還會(huì)使儀器測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生移動(dòng)漂移而影響測量準(zhǔn)確度。

1.測試方法

分別選取5臺(tái)不同型號(hào)的DSA設(shè)備，參考GBZ130-2013《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》[3]中關(guān)于近臺(tái)操作放射防護(hù)的測試方法，將1.5mm Cu板置于標(biāo)準(zhǔn)水模上，水模則置于診斷床上照射野的中心，診斷床與影像接收器的距離調(diào)整至250mm，自動(dòng)曝光，使用451P型電離巡檢儀測試每個(gè)手術(shù)位的空氣比釋動(dòng)能值。

2.測試結(jié)果

5臺(tái)DSA近臺(tái)操作防護(hù)控制檢測結(jié)果見表1。

3.危害劑量估算

由表1可知，第一手術(shù)位可能受到的最大照射為268.6μGy/h，第二手術(shù)位可能受到的最大照射為222.8μGy/h。為確保設(shè)備能安全使用，GBZ130-2013[4]規(guī)定：近臺(tái)操作防護(hù)控制應(yīng)不大于400μGy/h，同時(shí)0.5mmPb的屏蔽因子為1/26，鉛防護(hù)裝置的屏蔽效果取2倍安全系數(shù)。在放射防護(hù)監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測人員至少需要曝光10次，每次按2s計(jì)算，則一次檢測過程總共曝光20s。因此，檢測人員在穿戴防護(hù)用品后，正常情況下一次監(jiān)測最大可能會(huì)接受0.171μGy（400μGy/h÷26×2×20s/3600s/h），若一年監(jiān)測DSA設(shè)備30次，則防護(hù)監(jiān)測人員將接受5.13μGy的劑量照射。而實(shí)際監(jiān)測工作中，由于手需要拿持設(shè)備，因而未穿戴手套，眼睛為了方便觀看和舒適，也未佩戴鉛防護(hù)眼鏡，此時(shí)，手臂和眼睛晶體最大可能接受2.22μGy（400μGy/h×20s/3600s/h），同樣，一年監(jiān)測DSA機(jī)30臺(tái)，則防護(hù)監(jiān)測人員將接受66.7μGy的劑量照射。按照輻射確定性效應(yīng)的說法，當(dāng)人體接受超過一定閾值劑量的輻射照射后，組織中足夠多的細(xì)胞將被殺死或嚴(yán)重?fù)p傷，對(duì)器官的整體功能產(chǎn)生影響，造成器官功能障礙[5]。某些器官受照射后產(chǎn)生確定性效應(yīng)的劑量值（見表2）。

表1. DSA近臺(tái)操作防護(hù)控制檢測(μGy/h)

表2. 某些器官受照射后產(chǎn)生確定性效應(yīng)的劑量值

而且，以上計(jì)算只考慮一次檢測成功的理想狀態(tài)。在實(shí)際檢測時(shí)，因被測設(shè)備參數(shù)設(shè)置不對(duì)，或防護(hù)設(shè)施位置擺放不當(dāng)，或數(shù)據(jù)讀數(shù)失敗需重測等因素，往往受照射劑量實(shí)際大于理想狀態(tài)數(shù)倍。

國內(nèi)外研究表明，個(gè)別研究人員雖設(shè)計(jì)了某種系統(tǒng)，部分解決了由于外界環(huán)境帶來人為原因測量誤差，但其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，不便于攜帶，無無線傳輸控制功能，不能實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)，只能借助于監(jiān)測設(shè)備的記憶功能獲取數(shù)據(jù)，不能完全解決檢測人員避免受到幅射問題。例如，當(dāng)DSA介入設(shè)備無室外透視爆光腳閘時(shí)（通常未配室外透視曝光腳閘），檢測人只能在室內(nèi)射線輻射現(xiàn)場使用腳閘曝光而無法避免輻射危害。同樣，C型臂曝光腳閘也在手術(shù)室內(nèi)。

因此，通過遠(yuǎn)距離監(jiān)測獲取防護(hù)數(shù)據(jù)對(duì)于放射防護(hù)監(jiān)測工作人員來講室很有必要。

4.解決方案

本方案就是設(shè)計(jì)一種簡便實(shí)用的裝置，代替監(jiān)測人員進(jìn)入輻射工作場所，解決監(jiān)測人員在近臺(tái)操作防護(hù)控制監(jiān)測時(shí)必須直接接受X射線照射的難題；同時(shí)，要解決室內(nèi)需人員啟動(dòng)腳閘曝光的難點(diǎn)，解決由于外界環(huán)境帶來人為原因測量誤差。極大的提高檢測人員的職業(yè)安全和設(shè)備輻射劑量水平的檢測質(zhì)量。

4.1 設(shè)計(jì)步驟與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)制作了可拆缷能左右上下移動(dòng)導(dǎo)軌滑架，并嵌入S?32控制系統(tǒng)，進(jìn)行任意遙控，解決了人員直接接受X射線照射、測量位置不準(zhǔn)確和裝置不便于攜帶的難題。創(chuàng)造性設(shè)計(jì)了模擬腳控器，解決了需人員啟動(dòng)腳閘曝光的難點(diǎn)。設(shè)計(jì)了帶Wi-Fi功能的微型無線監(jiān)控?cái)z像機(jī)、巡檢儀設(shè)備平臺(tái)，解決了隔室實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測數(shù)據(jù)的難題。

整個(gè)系統(tǒng)由（如圖1所示）滑架6，可在滑架左右上下移動(dòng)的設(shè)備平臺(tái)3，帶Wi-Fi功能的微型無線監(jiān)控?cái)z像機(jī)1，巡檢儀（或其他檢測設(shè)備）2，室內(nèi)輔助曝光機(jī)構(gòu)模擬腳控器4，室外遙控及監(jiān)控終端5組成。

圖1. 結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 工作過程

監(jiān)測人員在室外通過遙控器控制設(shè)備平臺(tái)3分別到達(dá)監(jiān)測規(guī)程要求的水平位、垂直位測試點(diǎn)，然后再控制模擬腳控器4啟動(dòng)曝光，巡檢儀2檢測的數(shù)據(jù)被微型無線監(jiān)控?cái)z像機(jī)1實(shí)時(shí)無線傳輸給防護(hù)室外持移動(dòng)終端5的檢測人員。需要指出的是，只要無線監(jiān)控?cái)z像機(jī)發(fā)射電磁信號(hào)功率小于1W，將符合相關(guān)規(guī)定[6]。

本系統(tǒng)帶來的最大益處，完全避免檢測人員手持檢測設(shè)備巡檢而受到的輻射損害。本機(jī)構(gòu)也可擴(kuò)展應(yīng)用于其他嚴(yán)重危害場所檢測如核醫(yī)學(xué)、放射治療設(shè)備室內(nèi)巡測。

5.小結(jié)

X射線防護(hù)檢測數(shù)據(jù)監(jiān)測傳輸及支撐載體系統(tǒng)解決了長期困擾檢測機(jī)構(gòu)對(duì)輻射源處于同時(shí)的檢測難題，對(duì)全面提升相關(guān)檢測質(zhì)量，保護(hù)人員安全起到積極作用?？蛇M(jìn)而針對(duì)不同用途制作相應(yīng)導(dǎo)軌適應(yīng)不同檢測，具有廣泛的擴(kuò)展用途。