某醫(yī)院192Ir近距離后裝治療機房輻射防護(hù)設(shè)計

吳友濤，李林濤 ，張德康（通信作者）

四川省腫瘤醫(yī)院·研究所，四川省癌癥防治中心，電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，放射腫瘤學(xué)四川省重點實驗室 （四川成都 610041）

隨著城市建設(shè)步伐的加快，某地主城區(qū)人口向新區(qū)擴散趨勢明顯，新區(qū)人口集聚以及城市配套設(shè)施建設(shè)都要求提高該地區(qū)的醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療設(shè)施水平。為分流老城區(qū)患者，同時滿足新區(qū)就醫(yī)條件，經(jīng)上級批準(zhǔn)某醫(yī)院擬在新區(qū)建設(shè)新院區(qū)，并根據(jù)規(guī)劃擬安裝后裝治療機1臺。近距離后裝治療是應(yīng)用歷史較長、應(yīng)用范圍較廣的放射治療技術(shù)，每年有大量患者接受該治療，該治療目前主要采用自動控制式近距離治療后裝設(shè)備，用于食管、直腸、子宮等人體自然腔道內(nèi)腫瘤的治療。

1 設(shè)計方案

該輻射源為1臺近距離后裝治療機，設(shè)備尚未采購，廠商及型號待定。相關(guān)工作用房擬設(shè)置于醫(yī)院腫瘤治療中心樓（該樓地上共3層，無地下室）1層放射治療中心。后裝機房北側(cè)為空地，東側(cè)、南側(cè)為過道，西側(cè)為控制室和準(zhǔn)備間，機房上方為核醫(yī)學(xué)掃描診斷區(qū)，下方無建筑為土層，機房迷道呈“L”型，見圖1。

圖1 后裝機房平面圖及剖面圖

后裝機房主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土，密度2.35 g/cm3；北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)墻體厚度均為700 cm，南側(cè)迷路內(nèi)墻厚度700 cm，迷路外墻厚度700 cm；頂棚厚度700 cm；機房鉛門采用8 mm厚鉛板。

2 方法

采用理論估算法評價電離輻射屏蔽效果。

2.1 輻射源參數(shù)及種類

根據(jù)醫(yī)院業(yè)務(wù)需求和發(fā)展規(guī)劃，擬使用192Ir作為輻射源，活度3.7×1 011 Bq。

2.2 關(guān)注點選取

后裝治療機房的防護(hù)主要是在γ放射源由貯源器送出后的整個治療過程，其在治療過程中對周圍的照射，可視作γ點源各向同性，不同于加速器運行過程的照射，亦不同于γ遠(yuǎn)距離治療時的照射特點。輻射防護(hù)屏蔽計算時，從偏安全的角度出發(fā)，忽略人體對射線的衰減作用，將放射源視為裸源進(jìn)行防護(hù)計算；而裸源沒有固定的照射方向，不分主、副防護(hù)，屏蔽墻的厚度僅決定于源與關(guān)注點的距離以及墻外環(huán)境人員居留情況。根據(jù)醫(yī)院提供的相關(guān)信息，后裝治療機的移動范圍距治療室四周各墻體1 m，經(jīng)分析，選取以下各點作為關(guān)注點（圖1）：A點，東墻外30 cm處，過道；B點，南墻外30 cm處，過道；C點，西墻外30 cm處，控制室；D點，北墻外30 cm處，空地；E點，頂蓋上方30 cm處，核醫(yī)學(xué)掃描診斷區(qū)域；F點，防護(hù)門外30 cm處，準(zhǔn)備室。

2.3 計算方法

2.3.1 墻體計算方法

計算方法選用GBZ/T 220.2-2009[1]附錄D放射治療機房屏蔽墻及防護(hù)門的一般核算方法，計算公式如下：

輻射源擬設(shè)置于機房中央位置，60Co活度為1.85×1011Bq（5 Ci），則有

式中： d為符合劑量率目標(biāo)要求的主（副）墻屏蔽厚度，單位為mm； TVL為192Ir產(chǎn)生的γ射線在密度為2.35 g/cm3的混凝土中防護(hù)材料的十分之一值層厚度，單位為mm，TVL=152 mm[2]；A為γ放射源192Ir活度；Г為192Ir比釋動能率常數(shù)，即0.111 μGy·m2MBq-1·h-1[3]；R 為墻外關(guān)注點與192Ir放射源間距離；Hp為對關(guān)注點處要求的瞬時劑量率控制水平，單位為μGy/h。

2.3.2 防護(hù)門計算方法

后裝治療機房防護(hù)門需考慮迷路入口墻體散射，外迷道口處劑量率Hw計算公式如下：

式中： H0為對距源1 m處的瞬時劑量率，H0= H0=0.111×3.7×105=4.1×104μGy/h ；d1為源到迷道口墻的距離，取3.0 m ；α1為迷道口墻的散射系數(shù)，取2.71×10-2（45°入射，垂直于墻散射）；A1為迷道口墻散射表面積，A1=2.2 m×4.5 m=9.9 m2；d2為迷道口處一點到門內(nèi)側(cè)距離，取5.8 m；計算出外迷道口處總劑量率，由防護(hù)門關(guān)注點處劑量限值為2.5 μGy/h，可得出防護(hù)門所需鉛板厚度。

3 結(jié)果

計算結(jié)果表明，后裝治療機房防護(hù)設(shè)計符合GBZ121-2017《后裝γ源近距離治療放射防護(hù)要求》[4]和GBZT201.1-2007《放射治療機房輻射屏蔽規(guī)范第1部分：一般原則要求》[5]的要求，具體如下。

3.1 屏蔽墻計算結(jié)果

按上述方法求得相應(yīng)墻體混凝土（密度2.35 g/cm3）的屏蔽厚度，見表1。

表1 后裝治療機房驗證計算厚度和屏蔽設(shè)計厚度對照

3.2 防護(hù)門計算結(jié)果

外迷道口處總劑量率為HT=36.4 μSv/h，防護(hù)門關(guān)注點處劑量限值為2.5 μGy/h，經(jīng)1次散射到防護(hù)門處（其TVL按6 mmPb考慮），計算得出所需防護(hù)門厚度為7 mm鉛板，因此，防護(hù)門采用8 mm鉛板可達(dá)到安全防護(hù)要求。

4 討論

根據(jù)《放射診療建設(shè)項目衛(wèi)生審查管理規(guī)定》的分類，該醫(yī)院后裝治療機建設(shè)項目屬于危害嚴(yán)重類建設(shè)項目。總體分析結(jié)果表明，該建設(shè)項目在放射防護(hù)方面基本可行，同時，應(yīng)注意以下幾點：（1）后裝機房建造應(yīng)保證建筑材料和施工質(zhì)量，混凝土應(yīng)整體澆筑并有充分的振搗，以防出現(xiàn)裂痕和過大的氣孔；（2）機房內(nèi)、外墻上的電器部件（如配電箱等）的部位，應(yīng)與同側(cè)墻具有同等屏蔽，對嵌入式安裝造成的局部屏蔽減弱部位，應(yīng)進(jìn)行屏蔽補償；（3）放射治療機房防護(hù)門應(yīng)設(shè)計防擠壓功能，防護(hù)門應(yīng)設(shè)置電動和手動開啟方式，以便停電時能夠手動開啟防護(hù)門；（4）為保障治療室內(nèi)人員在緊急狀況下順利逃出，應(yīng)在防護(hù)門內(nèi)側(cè)安裝應(yīng)急開啟按鈕，但不能安裝關(guān)閉按鈕，防止緊急情況時按錯按鈕。