包寶亮，何玉林，李劍波

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050

隨著正電子發(fā)射斷層掃描（Positron Emission Tomography，PET）技術(shù)的不斷發(fā)展，全國(guó)范圍內(nèi)的PET/CT中心逐年遞增，越來(lái)越多的PET/CT中心配備了醫(yī)用回旋加速器以及正電子藥物自動(dòng)合成模塊，但回旋加速器運(yùn)行過(guò)程中會(huì)釋放高能γ射線和熱中子，這些粒子如果照射到人體，會(huì)對(duì)人體有不同程度的傷害，所以輻射防護(hù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。PET/CT診斷所用的核素均為短壽命的放射性核素，需要用回旋加速器進(jìn)行生產(chǎn)。我院于2006年引進(jìn)GE公司帶自屏蔽系統(tǒng)的MINItrace型回旋加速器[1]及Tracerlab-FXN和Tracerlab-FXC兩種自動(dòng)合成模塊?；匦铀倨魇颐娣e7.5 m×4.0 m，高3.5 m，加速器室墻壁為0.5 m厚的高密度混凝土，操作間在加速器室外。我們對(duì)加速器室、放化實(shí)驗(yàn)室以及靶的拆卸和重裝過(guò)程中的輻射劑量進(jìn)行了測(cè)定，旨在保障放射工作人員的安全。

1 自屏蔽回旋加速器

1.1 主要結(jié)構(gòu)

回旋加速器由磁場(chǎng)系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離子源系統(tǒng)、提取系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、靶系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。不同型號(hào)回旋加速器結(jié)構(gòu)會(huì)有較大差異，主要包括臥式磁體結(jié)構(gòu)與立式磁體結(jié)構(gòu)；能量也會(huì)有一定差異，會(huì)對(duì)核素產(chǎn)量、種類產(chǎn)生較大影響。我們所應(yīng)用的MINItrace加速器為能量9.6 MeV、帶自屏蔽系統(tǒng)、立式磁體結(jié)構(gòu)的小型回旋加速器[2]。

1.2 工作原理

回旋加速器離子源電離氫氣產(chǎn)生的帶電粒子通過(guò)射頻系統(tǒng)和磁場(chǎng)系統(tǒng)的作用在D盒內(nèi)加速，當(dāng)加速至一定程度，會(huì)被引出轟擊靶內(nèi)的18O-H2O，通過(guò)18O(p,n)18F核反應(yīng)生產(chǎn)18F。生產(chǎn)結(jié)束后將18F經(jīng)過(guò)專用的防護(hù)管道系統(tǒng)傳輸?shù)椒撗跗咸烟牵‵luorodeoxyglucose，F(xiàn)DG）藥物合成器內(nèi)，合成器均放置在帶有鉛屏蔽的合成熱室中，工作人員通過(guò)控制合成熱室外面的工作站控制合成器，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)生成FDG。初步生成的FDG要經(jīng)過(guò)純化柱純化處理，再通過(guò)一個(gè)無(wú)菌濾膜傳輸?shù)綗o(wú)菌收集瓶?jī)?nèi)，然后將盛有FDG的收集瓶放進(jìn)防護(hù)分裝罐內(nèi)備用[3]。

1.3 主要性能

醫(yī)用回旋加速器是生產(chǎn)放射性核素的主要設(shè)備，是一個(gè)強(qiáng)輻射源。加速器生產(chǎn)過(guò)程中，中子活化氣體產(chǎn)生電離塵埃，該活化產(chǎn)物氣體是放射性污染的主要來(lái)源。MINItrace型回旋加速器自帶的全封閉屏蔽系統(tǒng)可屏蔽絕大部分放射性污染。

2 材料和方法

2.1 測(cè)量設(shè)備

手提便攜式輻射測(cè)量?jī)x。測(cè)試條件：回旋加速器能量為9.6 MeV，束流25 μA，轟擊靶物質(zhì)時(shí)間為30 min。

2.2 檢測(cè)方法

（1）回旋加速器室輻射檢測(cè)。 回旋加速器可生產(chǎn)18F、11C、13N、15O等放射性核素，我中心回旋加速器能生產(chǎn)18F、11C、13N，但主要生產(chǎn)18F。放射性核素18F的產(chǎn)量受到多種因素的影響，如18O-H2O的豐度、靶的體積、靶電流、氦氣對(duì)靶的壓力、從靶室到合成熱室的管路的長(zhǎng)度等[4]。

使用校準(zhǔn)好的手提便攜式的輻射測(cè)量?jī)x檢測(cè)加速器室的輻射劑量。具體檢測(cè)點(diǎn)：加速器室內(nèi)不同位置、加速器室防護(hù)門(mén)外側(cè)、機(jī)房屏蔽墻外側(cè)、操作間的操作位置。加速器運(yùn)行期間，加速器室的門(mén)要隨時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，避免未經(jīng)許可的人員進(jìn)入。此外，還要對(duì)加速器室和放化實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)外部環(huán)境進(jìn)行輻射檢測(cè)。

（2）靶的拆卸和重裝過(guò)程中的輻射檢測(cè)。加速器的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或其他原因可導(dǎo)致18F產(chǎn)量逐漸減少，這時(shí)候就要拆卸靶體，并對(duì)靶室進(jìn)行清洗重裝。氟靶的主要放射源是havar箔，質(zhì)子束流就是通過(guò)這個(gè)havar箔進(jìn)入氟靶，與靶里的18O-H2O進(jìn)行核反應(yīng)產(chǎn)生18F。由于havar箔需要定期更換，對(duì)其放射性固體廢物的貯存和處置必須非常仔細(xì)，需要在放射性廢物屏蔽容器中貯存至少2年。在氟靶的拆卸和重裝過(guò)程中要實(shí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行輻射檢測(cè)[5]。

（3）放化實(shí)驗(yàn)室輻射檢測(cè)。放射性核素18F從回旋加速器傳輸?shù)胶铣善骱螅購(gòu)暮铣蔁崾覀鞯疆a(chǎn)品瓶這個(gè)階段要對(duì)放化實(shí)驗(yàn)室的輻射進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量位置在合成熱室外面靠近熱室表面。

3 結(jié)果

3.1 回旋加速器室輻射檢測(cè)結(jié)果

（1）回旋加速器室內(nèi)加速器周圍的輻射檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 回旋加速器周圍的輻射檢測(cè)劑量 單位：μSv/h

（2）回旋加速器室屏蔽門(mén)外環(huán)境的輻射檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)表2。

表2 加速器室屏蔽門(mén)外檢測(cè)劑量 單位：μSv/h

3.2 靶的拆卸過(guò)程中的輻射檢測(cè)結(jié)果

在生產(chǎn)放射性核素24 h后，打開(kāi)回旋加速器屏蔽門(mén)，氟靶完全暴露的情況下，用輻射劑量?jī)x檢測(cè)氟靶表面的輻射劑量為400～500 μSv/h，所以拆卸氟靶時(shí)要將其轉(zhuǎn)移到具有屏蔽設(shè)施的地方把靶膜拆下來(lái)，且速度要快，將拆下來(lái)的靶膜放到鉛罐中進(jìn)行自然衰減。再將備用的氟靶迅速安裝到加速器上去，關(guān)好加速器屏蔽門(mén)。

3.3 放化實(shí)驗(yàn)室輻射檢測(cè)結(jié)果

回旋加速器產(chǎn)生的放射性核素18F傳輸?shù)胶铣善骱?，合成熱室?nèi)存在大量的放射源，主要為γ射線。放射性核素合成結(jié)束后，大部分被傳到產(chǎn)品收集瓶?jī)?nèi)，剩余部分殘留在反應(yīng)管、純化柱等處。設(shè)計(jì)合理的熱室可以將熱室外的輻射降低到本底，一般合成熱室都是用60 mm以上的鉛磚圍成的，合成過(guò)程中足以防護(hù)內(nèi)部輻射源。

合成過(guò)程中，熱室的輻射劑量在0.2～0.5 μSv/h之間。

4 討論

小型回旋加速器殼體外，射線和中子劑量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)僅為生產(chǎn)廠家給出的劑量等高線數(shù)值的1/5～1/10，因此加速器的自屏蔽系統(tǒng)防護(hù)效果良好。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成藥物的屏蔽箱具有70 mm厚的鉛屏蔽，防護(hù)效果良好。分裝藥物是接收劑量最大的操作，當(dāng)用分裝防護(hù)屏屏蔽操作時(shí)工作人員手部受照劑量仍較大，建議配置分裝機(jī)械手。我們?cè)跈z測(cè)時(shí)，需要工作人員手提鉛罐，小跑式從制藥場(chǎng)所到注射室窗口傳送放射性藥物，好在距離不算太長(zhǎng)。但如此做法，工作人員手部受照劑量為25 μSv/h，因此建議院方搬到新大樓之后采取改進(jìn)措施，改為用帶屏蔽的電梯運(yùn)送。改進(jìn)后手握處的劑量為0.7 μSv/h，與手提傳送相比使劑量低了96%以上。放射工作人員在正常并合理的防護(hù)條件下操作，其年累積受照劑量，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6]。制藥和診斷場(chǎng)所外環(huán)境的輻射劑量很低，對(duì)從以上場(chǎng)所通過(guò)的公眾或相鄰場(chǎng)所工作的非放射工作人員不會(huì)造成危害。此外，回旋加速器在污染防治及安全措施上的布置要更加嚴(yán)格，需重點(diǎn)考慮規(guī)劃布局、技術(shù)防治、安全管理等因素，尤其要重視和防范可能產(chǎn)生的各種風(fēng)險(xiǎn)，如安全聯(lián)鎖裝置失效、加速器工作時(shí)人員誤入機(jī)房等情況的發(fā)生[7]。

[1]譚志堅(jiān),楊東,藍(lán)文才,等.MINItrace回旋加速器的安裝項(xiàng)目要點(diǎn)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2010,25(5):87-89.

[2]韓春起,張大龍,李亞明.淺談?wù)娮铀幬锷a(chǎn)與合成系統(tǒng)的基本維護(hù)與質(zhì)控[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2008,19(4):298-299.

[3]謝吉奎,汪世存,謝強(qiáng),等.正電子藥物生產(chǎn)及使用中的輻射防護(hù)[J].中國(guó)實(shí)用藥物,2008,3(35):233-234.

[4]梁秀艷,于麗娟,胡玉民.正電子藥物生產(chǎn)及使用中的防護(hù)實(shí)踐[J].中國(guó)輻射衛(wèi)生,2006,15(4):438-440.

[5]Pant GS,Senthamizhchelvan S.Initial experience with an 11 MeV self-shielded medical cyclotron on operation and radiation safety[J].J Med Phys,2007,32(3):118-123.

[6]張巍,王倩,夏春冬,等.某微型回旋加速器和PET-CT的輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2008,5(12):6-11.

[7]林炬.某醫(yī)用電子回旋加速器輻射安全和環(huán)境影響的分析與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)輻射衛(wèi)生,2007,16(2):199-201.