數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房輻射劑量分布*

王志超 郭 文 丁艷秋 郝述霞

(中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所，北京 100088)

醫(yī)用X射線診斷設(shè)備主要是利用X射線透過人體所形成的各種影像對患者進(jìn)行診斷的設(shè)備[1]。此類設(shè)備在使用過程中會產(chǎn)生X射線，相關(guān)輻射劑量學(xué)方面的研究更加關(guān)注的此類設(shè)備在醫(yī)院使用過程中的輻射劑量分布與防護(hù)。而對于數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)的輻射劑量學(xué)研究較少。

在數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)生產(chǎn)組裝過程需要對系統(tǒng)性能、成像質(zhì)量等進(jìn)行調(diào)試，在此過程中，調(diào)試工程師在調(diào)試機(jī)房外調(diào)試設(shè)備，會接觸到X射線外照射危害。國家目前尚未有明確關(guān)于此類調(diào)試機(jī)房的輻射防護(hù)管理規(guī)定，為做好調(diào)試工程師的防護(hù)最優(yōu)化以及為優(yōu)化機(jī)房的輻射防護(hù)設(shè)計提供參考，本研究對數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房的周圍輻射水平和機(jī)房內(nèi)輻射劑量分布進(jìn)行檢測。

1 材料與方法

1.1 材料

選取北京地區(qū)某具有代表性的數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)。檢測對象是數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房。在正常工作狀態(tài)下,對調(diào)試機(jī)房周圍的輻射水平進(jìn)行檢測，同時選取一個機(jī)房對機(jī)房內(nèi)的輻射劑量分布進(jìn)行檢測。該企業(yè)個人劑量監(jiān)測依據(jù)《職業(yè)性外照射個人監(jiān)測規(guī)范》(GBZ128-2019)進(jìn)行[2]，本次研究引用該企業(yè)提供的個人劑量監(jiān)測報告中相關(guān)崗位調(diào)試工程師的個人劑量監(jiān)測結(jié)果。

1.2 儀器設(shè)備

1.2.1檢測設(shè)備及模體 使用AT1123型 X-γ輻射測量儀(白俄羅斯ATOMTEX公司)對機(jī)房外的輻射水平進(jìn)行檢測。AT1123型X-γ輻射測量儀具有能量響應(yīng)范圍大，響應(yīng)時間快[3]，可以測量短時輻射和脈沖輻射等特點，用于檢測醫(yī)用X射線診斷設(shè)備可不進(jìn)行時間修正[4]。

使用熱釋光劑量計(TLD)對機(jī)房內(nèi)輻射劑量分布進(jìn)行檢測[5]，熱釋光劑量計具有體積小，可以進(jìn)行點劑量測量[6]，能量響應(yīng)好，靈敏度高，使用方便等特點?？捎糜诃h(huán)境監(jiān)測和放射防護(hù)等方面。RE2000熱釋光讀出系統(tǒng)對劑量計進(jìn)行測讀[7]。

檢測使用的模體為該企業(yè)加工定制的水模體(規(guī)格：30cm×30cm×20cm)。

1.2.2受檢設(shè)備 受檢數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)主要為北京通用電氣華倫醫(yī)療設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XR 6000、SR 6000、D 6000、Optima XR646HD、Optima XR646、Brivo 575、THUNIS 800+、Feitian等型號數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)，檢測時的最大工作條件為150kV，400mA。檢測時均放置了模體，以模擬正常調(diào)試情況。

1.2.3受檢機(jī)房 涉及的數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房有BAY3、BAY5、BAY6、BAY7、BAY8、BAY9和BAY10。調(diào)試機(jī)房的四周墻體及頂部均為含鉛防護(hù)層(3mmPb)，觀察窗為鉛玻璃觀察窗(3mmPb)，防護(hù)門為鋼質(zhì)門(內(nèi)3mm鉛板)。工作現(xiàn)場設(shè)置有電離輻射警告標(biāo)志和職業(yè)病危害告知卡等，機(jī)房設(shè)置有門機(jī)聯(lián)鎖、出束指示燈等輻射安全防護(hù)措施。

1.3 檢測方法

1.3.1調(diào)試機(jī)房外的輻射水平檢測 數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房外的輻射水平檢測是參照《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》(GBZ130-2013)第7.2款中“射線設(shè)備機(jī)房的防護(hù)檢測應(yīng)在巡測的基礎(chǔ)上，對關(guān)注點的局部屏蔽和縫隙進(jìn)行重點檢測，位點選取應(yīng)具有代表性”[8]。檢測時均放置模體，以模擬正常調(diào)試情況。

檢測操作點位置包括調(diào)試機(jī)房防護(hù)墻外30cm，防護(hù)門外30cm，觀察窗外30cm。操作位置參考檢測布點見圖1。

注：A為調(diào)試機(jī)房外布點圖；B為防護(hù)門外布點圖； C為觀察窗外布點圖；▲：表示檢測點位。

1.3.2調(diào)試機(jī)房內(nèi)的輻射劑量分布檢測 使用經(jīng)過篩選，選擇分散性小于3%的熱釋光探測元件用于此研究。使用的RE2000熱釋光讀出系統(tǒng)和劑量計已經(jīng)過中國計量科學(xué)研究院刻度和校準(zhǔn)，且在校準(zhǔn)有效期內(nèi)。

在距離數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)模體不同距離不同方向的治療床平面內(nèi)設(shè)置多個熱釋光劑量計，記錄調(diào)試1臺數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)時機(jī)房內(nèi)的輻射劑量分布情況。監(jiān)測點位布置在治療床平面按0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315° 8個方向，距離靶點2m范圍內(nèi)，每隔20cm，設(shè)置1個監(jiān)測點位。見圖2。

圖2 劑量監(jiān)測布點示意圖

1.3.3受檢機(jī)房調(diào)試 調(diào)試機(jī)房進(jìn)行數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試時，調(diào)試工程師位于機(jī)房外的操作位進(jìn)行曝光操作。

2 結(jié)果

2.1 調(diào)試機(jī)房外周圍的輻射水平

數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房外輻射水平(2017年：0.07～2.15μSv/h；2018年：0.07～2.19μSv/h；2019年：0.07～2.44μSv/h)，部分點位高于工作場所本底水平(0.06～0.10μSv/h)，其余各檢測點位的劑量率水平處于工作場所本底水平。2017年至2019年各數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)機(jī)房外周圍劑量當(dāng)量率水平平均值和最大值見表1和表2。

表1 調(diào)試機(jī)房外周圍劑量當(dāng)量率水平平均值(μSv/h)

表2 調(diào)試機(jī)房外周圍劑量當(dāng)量率水平最大值(μSv/h)

2.2 調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量分布

熱釋光劑量計在RE2000熱釋光系統(tǒng)上進(jìn)行測讀后得到的發(fā)光量數(shù)值，經(jīng)計算后，調(diào)試機(jī)房內(nèi)各點位的輻射劑量見表3。調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量與距離分布規(guī)律見圖3。

通過數(shù)據(jù)分析可知，距離模體表面20cm位置的劑量最大值為23.35mSv，在距離模體表面100cm位置的劑量值均接近或超過1mSv。

2.3 調(diào)試工程師個人劑量監(jiān)測

該企業(yè)的個人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)均來源于取得外照射個人劑量監(jiān)測資質(zhì)的放射衛(wèi)生技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)所出具的個人劑量監(jiān)測報告。根據(jù)企業(yè)提供的個人劑量監(jiān)測結(jié)果，上述機(jī)房涉及的放射工作人員年受照劑量為：2017年在0.02～0.10mSv，2018年在0.02～0.16mSv，2019年在0.04～0.20mSv。

表3 調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量(mSv)

圖3 調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量與距離分布規(guī)律

3 討論

現(xiàn)行的《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》(GBZ130-2013)[8]的適用范圍僅針對醫(yī)院等X射線診療設(shè)備的使用場所，未包含診療設(shè)備生產(chǎn)調(diào)試過程中的輻射防護(hù)要求。經(jīng)前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段針對醫(yī)用放射診療設(shè)備的輻射劑量分布的研究主要集中在醫(yī)院正在使用的設(shè)備，涉及的設(shè)備主要是C型臂數(shù)字剪影介入診斷設(shè)備[9]、骨科C型臂[10]、移動式加速器[11]和Co-60治療機(jī)[12]等，均是采用熱釋光劑量計對場所內(nèi)的輻射場分布進(jìn)行研究。王忠立等[13]在某醫(yī)用X射線機(jī)生產(chǎn)廠新建測試機(jī)房周圍輻射防護(hù)水平評價中僅對測試機(jī)房外的輻射水平進(jìn)行研究，沒有針對測試機(jī)房內(nèi)的輻射劑量進(jìn)行研究。此外，已有部分研究是針對醫(yī)用X射線診斷設(shè)備在醫(yī)院使用過程中的輻射劑量分布進(jìn)行的，而針對調(diào)試機(jī)房內(nèi)的輻射劑量學(xué)研究相對較少。本研究通過對數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房輻射劑量分布進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)在調(diào)試機(jī)房內(nèi)劑量分布規(guī)律，為進(jìn)一步做好醫(yī)用X射線診斷設(shè)備調(diào)試機(jī)房的輻射防護(hù)設(shè)計、保護(hù)調(diào)試工程師等勞動者的職業(yè)健康提供理論基礎(chǔ)。

參照《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》(GBZ130-2013)[8]的限值要求，本研究結(jié)果顯示，該企業(yè)數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房外的輻射水平符合標(biāo)準(zhǔn)條款(5.4a)“在距機(jī)房屏蔽體外表面0.3m處，機(jī)房的輻射屏蔽防護(hù)，應(yīng)滿足下列要求具有透視功能的X射線機(jī)在透視條件下檢測時，周圍劑量當(dāng)量率控制目標(biāo)值應(yīng)不>2.5μSv/h”的限值要求，但部分點位檢測數(shù)據(jù)高于工作場所本底水平(0.06～0.10μSv/h)。根據(jù)近3年的檢測結(jié)果，以及不同點位輻射水平對比分析，該企業(yè)數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房防護(hù)門門縫外的輻射水平整體偏高，高于其他檢測點位的輻射水平。根據(jù)該企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研資料，調(diào)試工程師每年工作約240d，每天出束時間約為2h，即放射工作人員在機(jī)房外出束調(diào)試的時間約為2h/d，以機(jī)房外周圍劑量當(dāng)量率水平最大值2.44μSv/h，可能受到的年劑量約為1.17mSv，低于企業(yè)制定的放射工作人員年劑量管理目標(biāo)值的要求。結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查資料，由于機(jī)房建造時間較長，防護(hù)門及防護(hù)墻內(nèi)襯鉛板可能下墜變形造成鉛板搭接縫隙變大，導(dǎo)致整體調(diào)試機(jī)房防護(hù)效果變差，從而導(dǎo)致門縫處以及防護(hù)墻個別點位劑量率水平較高。針對上述情況，企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格管理作業(yè)現(xiàn)場管理，盡可能減少不必要的照射，定期進(jìn)行自主監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，可采取對防護(hù)墻鉛板進(jìn)行重新搭接加固、對防護(hù)門門縫增加鉛橡膠或鉛擋條等措施完善調(diào)試機(jī)房的輻射屏蔽，避免調(diào)試工程師受到額外的漏射或散射外照射。同時應(yīng)加強(qiáng)規(guī)范操作，確保各項輻射安全防護(hù)措施和設(shè)施均正常有效運(yùn)行。

通過使用熱釋光劑量計對調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量進(jìn)行監(jiān)測(曝光20次)，可以看出：距離模體表面20cm位置的劑量最大值為23.35mSv，在距離模體表面100cm位置的劑量值均接近或超過1mSv，單次曝光的輻射劑量50μSv。根據(jù)調(diào)試機(jī)房內(nèi)輻射劑量分布規(guī)律，調(diào)試工程師在進(jìn)行調(diào)試工作時應(yīng)正確佩戴個人劑量計，除必要操作外，盡可能遠(yuǎn)離X射線球管區(qū)域，并注意嚴(yán)格按照相應(yīng)操作規(guī)程進(jìn)行，以避免因誤照射造成調(diào)試工程師的超劑量照射。結(jié)合數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試工作特點，調(diào)試工程師在不同出束條件下對不同參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，此過程在醫(yī)院正常使用時的工作條件，因此調(diào)試工程師在調(diào)試工作中可能會接觸不同能量的X射線，累積接觸時間也比醫(yī)院的工作時間要長。

綜上所述，數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房內(nèi)外的輻射劑量分布規(guī)律可為此類設(shè)備調(diào)試機(jī)房或使用機(jī)房的輻射防護(hù)設(shè)計提供參考，同時也為調(diào)試工程師的防護(hù)最優(yōu)化提供依據(jù)。此外，國內(nèi)目前尚未有數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)調(diào)試機(jī)房相關(guān)檢測及評價標(biāo)準(zhǔn)，此研究檢測時參照的是《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》(GBZ130-2013)，但由于調(diào)試機(jī)房實際工作內(nèi)容、工作頻次及接觸時間等方面與醫(yī)院在用機(jī)房均不同，不能完全按照此標(biāo)準(zhǔn)來評估調(diào)試工程師的受照水平。因此，對于調(diào)試工程師這類職業(yè)人群尚未有合適的評價機(jī)制，亟須監(jiān)管部門加強(qiáng)管理機(jī)制的制定和完善。