第二节 肿瘤放射治疗工作场所的防护措施
前一节叙述了放射治疗的电离辐射危害因素,包括高能X射线、电子束、中子、感生放射性、β和γ射线等,因此放射治疗工作场所必须考虑辐射安全问题。
一、放射治疗机房的要求
根据《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分:一般原则》GBZ/T201.1—2007等标准的要求,放射治疗机房一般设于单独的建筑或建筑物底层的一端。治疗机房的坐落位置应考虑周围环境与场所的人员驻留条件及其可能的改变,并根据相应条件确定所需要的屏蔽。这句话有三层意思:①建设选址要考虑辐射防护的要求;②在选定的位置上,建筑物辐射防护性能能够充分满足周围环境安全的要求;③放射治疗机房四周及屋顶等位置的剂量水平必须符合国家标准和审管部门的监督管理要求。
(一)选址和布局
放射治疗设备的选址与周围环境的辐射防护要求有关。如果所处位置靠近非放射工作人员经常活动或居留的区域,或者临近居民居住区,在防护设计上需要特别注意。一般来说,放射治疗建筑物的位置设置要保证周围环境的安全。可以通过两个途径来达到此目的:首先是合理选择治疗室的建筑位置,其次是设计有效的防护屏蔽墙。位置选择是首要的,位置确定了,屏蔽防护墙的设计要求以及据此而进行的建造计划也就确定了。放射治疗建筑物的位置设置,在保障辐射安全条件下,还应考虑方便患者就诊和治疗,方便各科医务人员工作联系,方便医院管理。
放射治疗建筑物包括治疗室、控制室(操作室)、水冷机房、配电机房、模拟定位机房、TPS治疗计划室、模具室、诊断室、检查室、更衣室、办公室、卫生间等,所有房间的设置,根据医院的规模确定,一般来说,放射治疗机房的布局有以下一些原则:
(1)机房一般设于单独的建筑物或建筑物底层的一端。
(2)X射线治疗机和单一头部γ刀治疗装置机房可不设迷路,除此之外,治疗机房必须设置迷路。
(3)治疗室须与控制室、检查室、候诊室等辅助设施合理布局、相互分开。治疗装置的辅助系统,包括电器、水冷设备等凡是可以与治疗装置分离的,应尽可能设置于治疗室外。
(4)穿过机房墙的管线孔(包括通风、电器、水管等)应避开控制台等人员高驻留区,并采用多折曲路,有效控制管线孔的泄漏辐射。
(5)治疗室与控制室之间应安装监视和对讲设备,还应设紧急停止放射源照射的应急开关。
(6)治疗室应有足够的使用面积,如加速器治疗室不应<45 m2,γ射线远距治疗装置使用面积应不<30m2。
(二)工作场所分区
根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》,为了方便辐射防护的管理和职业照射的控制,将放射治疗建筑物周围分成控制区和监督区来进行管理。通常将治疗室和迷道设为控制区,在出束状态下除了正在接受治疗的患者外,严禁其他人员进入;监督区包括控制室、水冷机房、防护门口、准备室、检查室、候诊区等治疗室临近区域。
二、辐射屏蔽
(一)基本要求
治疗室的辐射屏蔽应保证治疗室外人员可能受到的辐射符合GB18871第4.3的防护要求,辐射实践应遵循辐射防护三原则,即实践的正当性,防护与安全的最优化,个人剂量限值。
(二)治疗室屏蔽目标
考虑上述基本要求,放射治疗室屏蔽年剂量目标值要符合GB18871的要求,列于表6-1。
表6-1 剂量限值一览表(m Sv)

①这个标准所规定的剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂量和在同一期间内摄入放射性物质所致的待积剂量的和(对儿童的摄入计算至70岁)。
②连续5年的任何一年内,一年的有效剂量不应超过50mSv。对于孕妇的职业照射有附加限制,如果一旦怀孕,孕期内腹部表面受照的当量剂量限值为2mSv,而摄入放射性核素的量应为年摄入限值的1/20。
③特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv,则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv。
④对有效限值的限制足以防止皮肤的随机效应,不管受照射的面积大小,在任何1 cm2面积上平均年剂量的限值为500mSv。
(三)治疗机房辐射屏蔽的剂量参考控制水平
根据《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分:一般原则》GBZ/T201.1—2007标准的要求,放射治疗机房辐射屏蔽的剂量参考控制水平的一般要求:
1.治疗机房墙和入口门外的周围剂量当量率参考控制水平
(1)距治疗机房墙和入口门外表面30cm处和邻近治疗机房的居留因子较大(T>1/4)的人员驻留区域见式下式。

式中:
H——周围剂量当量率参考控制水平,μSv/h;
Hc——周剂量控制水平(μSv/周),其值如下:
放射治疗机房外控制区的工作人员:≤100μSv/周
放射治疗机房外非控制区的人员:≤5μSv/周
U——治疗装置向关注位置的方向照射的使用因子;
T——人员在放射治疗机房外控制区和放射治疗机房外非控制区驻留的居留因子;
t——治疗装置周最大累计照射的小时数,h/周。t是与治疗装置周工作负荷W相关的参数,应由放射治疗单位给定的放射治疗工作量导出。
(2)在距治疗机房墙和入口门外表面30cm处,当人员居留因子大于1/2时,该考察点的周围剂量当量不超过2.5μSv/h,当人员居留因子小于1/2时,该考察点的周围剂量当量不超过10μSv/h。
2.治疗机房顶屏蔽的辐射剂量率参考控制水平
(1)在治疗机房上方已建、拟建二层建筑物或在治疗机房旁邻近建筑物的高度超过自辐射源点至机房顶内表面边缘所张立体角区域时,距治疗机房顶外表面30cm处和或在该立体角区域内的高层建筑物中人员驻留处,辐射剂量率参考控制水平见上面“1.治疗机房墙和入门口外的周围剂量当量率参考控制水平”。
(2)除上述条件外,应考虑天空散射和侧散射辐射对治疗机房外的地面附近和楼层中公众的照射,以及穿出治疗机房顶的辐射对偶然到达顶外人员的照射,使用式6-1,并取Hc=5μSv/周、T=1/40,将其确定的治疗机房外表面30cm处的周围剂量当量率作为治疗机房顶屏蔽的辐射剂量率参考控制水平。
但是在各种放射治疗设备的专项标准中,也对各放射治疗装置屏蔽墙外的剂量率控制水平提出了要求。
对于医用加速器,根据《电子加速器放射治疗放射防护要求》GBZ126—2011的规定,有用线束直接投照的防护墙(包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计,其余墙壁按次级屏蔽要求设计,在加速器迷宫门处,控制室和加速器机房墙外30 cm处的周围剂量当量率应≤2.5μSv/h。
对于医用γ射线远距治疗设备,根据《医用γ射束远距治疗防护与安全标准》GBZ161—2004的规定,治疗室的墙壁及顶棚必须有足够的屏蔽厚度,使距墙体外表面30 cm的可达界面处,由穿透辐射所产生的平均剂量当量率低于2.5μSv/h。
对于头部立体定向治疗装置,根据《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》GBZ168—2005的规定,治疗室建筑应有满足防护要求的屏蔽厚度,保证在距治疗室墙体外30 cm可达界面处停留的医务人员(不含放射性工作人员)或其他公众成员所受到的平均年有效剂量不超过1 mSv,该处因透射产生的空气比释动能率一般应≤2.5μGy/h。
(四)屏蔽材料的选择
在放射治疗工作环境中,有各种不同能量的射线种类,在选择合适的屏蔽材料时,就必须考虑辐射的类型和应用的特点,同时也要考虑经济代价和材料的易获得。目前,医疗机构最常用的防护材料为混凝土,混凝土有许多优点,如价格低廉、容易浇筑、含水量较高、结构可靠等,是建筑上理想的结构材料。用在辐射防护领域,既可以防光子,也可以防中子,是一种极为有用的屏蔽防护材料。
此外,常用的辐射防护材料还有铅、铁、硼、钨等。其中硼是一种最重要的热中子吸收材料,主要优点是热中子吸收截面大、无贯穿γ辐射和相对低的价格。为了使中子能量软化和被吸收而又不产生硬γ射线,常把含硼化合物加入10 MeV至以上加速器的防护门中。
三、治疗装置的泄漏辐射
(一)放射性核素源治疗装置贮源状态下的泄漏辐射
《医用γ射束远距治疗防护与安全标准》GBZ161—2004的规定,γ远距治疗设备放射源置于贮存位置时,放射源防护屏蔽周围杂散辐射空气比释动能率的限值为:距放射源防护屏蔽表面5 cm的任何可接近位置≤0.2mGy/h;距放射源100 cm的任何位置上,≤0.02mGy/h。
《后装γ源近距离治疗卫生防护标准》GBZ121—2002的规定,后装γ源贮源器表面5 cm处的任何位置,泄漏辐射的空气比释动能率不得>100μGy/h;距离贮源器表面100 cm处的球面上,任何一点的泄漏辐射的空气比释动能率不得>10μGy/h。
《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》GBZ168—2005的规定,γ远距治疗设备放射源置于贮存位置时,放射源防护屏蔽周围杂散辐射空气比释动能率的限值为:距放射源防护屏蔽表面5 cm的任何可接近位置不大于200μGy/h;距放射源60 cm的任何位置上,不大于20μGy/h。
(二)60 Co远距治疗装置治疗状态下的泄漏辐射
《医用γ射束远距治疗防护与安全标准》GBZ161—2004的规定,γ远距治疗设备在正常治疗距离处,以辐射束轴为中心并垂直辐射束轴、半径为2 m的圆平面中的最大辐射束以外的区域内,最大泄漏辐射的空气比释动能率不得超过辐射束轴与10 cm×10 cm照射野平面交点处的最大空气比释动能率的0.2%;平均泄漏辐射的空气比释动能率不得超过最大空气比释动能率的0.1%。距放射源1m处,最大有用射束外泄漏辐射的空气比释动能率不得超过辐射束轴上距放射源1m处最大空气比释动能率的0.5%。
《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》GBZ168—2005的规定,透过准直器的泄漏辐射率(准直器关闭时与开启时辐射水平之比)不得大于2%。
(三)加速器部件活化产物在机头外的泄漏辐射
《电子加速器放射治疗放射防护要求》GBZ126—2011规定,标称能量大于10MeV的加速器,由于(γ,n)反应致加速器部件的活化称为感生放射性。在最大吸收剂量率条件下,进行4 Gy照射,以间隙10min的方式连续运行4 h后,在最后一次照射终止后的10 s开始测量,测得感生放射性的周围剂量当量应满足:在不超过3min的时间内,测得感生放射性的周围剂量当量率在离外壳表面5 cm任何容易接近处不超过200μSv/h,离外壳表面1 m处不超过20μSv/h。