高能医用直线加速器感生放射性辐射场的影响因素及其防护措施

2017-06-01余冉冉

中国医学装备 2017年3期

余冉冉

余冉冉①

目的：探讨高能医用直线加速器感生放射性辐射场的影响因素及防护方式。方法：采用模拟检验的方式，对高能医用直线加速器感生放射性的辐射水平进行研究，针对不同射线剂量、不同照射范围以及不同照射部位等因素的变化，分别对辐射场变化的影响进行研究。结果：高能X射线的辐射场强度会随着照射剂量的增加而增加，但随着照射时间的增加而减弱，以照射后第5 min时降低趋势最为明显；辐射场强度会随着照射面积的增加而降低，但这种降低趋势未完全按照与照射面积的递增而成规律递减。直线加速器机头处对照射部位产生的辐射场强度最大，其距离越远照射强度越低，在距离＞150 cm时下降趋势增大。结论：高能医用直线加速器感生放射性辐射场强度具有一定的变化特点，有效的辐射防护方法是尽量缩短进入照射机房内的时间、缩短患者体位调整时间以及合理选择照射的部位和剂量，以降低辐射损伤。

高能医用直线加速器；感生放射性；辐射场；特点；防护方法

余冉冉,女,(1988- ),本科学历，实习研究员。广州军区疾病预防控制中心防护科，从事放射防护监督检测及生物剂量研究工作。

目前，癌症是困扰人类健康的严重疾病之一，而放射治疗是对部分不适于手术切除治疗癌症的患者有效疗法。然而，放射治疗在杀伤癌细胞的同时，对人体正常细胞也有不同程度的损害，其危害类型包括瞬间辐射和感生放射性辐射两种，瞬间辐射容易被防护，而感生放射性辐射损伤则较难控制[1]。基于此，本研究对高能直线加速器感生放射性辐射强度的特点和防护方法进行研究。

1 设备及方法

1.1 检验设备

(1)使用Varian 2300型高能直线加速器(美国瓦里安公司)，该放射治疗仪器的最大放射能量可以达到15 MV，最大输出剂量则为600 cGy/min；而最大电子线剂量则为400 cGy/min。设备的靶材料选择的是钨金属，年平均工作时间可达1200 h。

(2)模拟检测仪器为LB123便携式放射线剂量测量仪(德国IBA公司)、6150AD环境辐射检测仪(美国GE公司)，该仪器的检测范围可以达到1～99.99 μSv/h，其能量可控制在23～70 keV范围内。

(3)DOSI剂量仪(美国Thermo Fisher公司)、FC65-G型电离室(美国Fluke公司)、DMC2000XB个人报警仪(美国Fluke公司)、水箱、钢卷尺、测距仪、医用摄影胶片及温度计等设备均经过广州计量院检查后处于使用有效期内，并且在检查过程中未见失灵或故障问题，检测工作均顺利进行[2]。

1.2 检验方法

(1)对10 min内、相同照射范围内以及不同射线照射剂量当中辐射场强度的变化进行检验，检验过程中采用15 MV的X射线对模拟患者进行照射，照射范围为10 cm×10 cm，将照射的输出剂量率分别调整为200 MU/min、400 MU/min和600 MU/min，对10 min内相同照射剂量下对不同照射范围中辐射场强度的变化进行检验[3]。

(2)检验过程中仍采用15 MV的X射线对模拟患者进行照射，照射的剂量规定为600 MU，所需要照射的方位则分别设定为10 cm×10 cm、20 cm×20 cm、30 cm×30 cm和40 cm×40 cm的范围内。对10 min内相同照射剂量下对不同照射位置中辐射场强度的变化进行检验，检验过程中仍采用15 MV的X射线对模拟患者进行照射，照射的输出剂量率同样固定为600 MU/min[4]。

1.3 检验指标

检验开机后瞬间30 min和10 min内的辐射场强度；机头局部、治疗床照射位置中心、距治疗床照射位置中心50 cm处、距治疗床照射位置中心100 cm处、距治疗床照射位置中心150 cm处以及距治疗床照射位置中心200 cm处的辐射场强度。

2 结果

2.1 照射剂量对辐射场强度的影响

在相同照射范围10 cm×10 cm的情况下，模拟检验均采用输出剂量率300 MU/min的吸收剂量对模拟患者进行局部照射，此时高能直线加速器感生放射器的辐射场强随着照射剂量的增加而增加，且随着照射时间的提高，其辐射场强开始明显减弱，在照射第5 min后辐射场强的减弱趋势更加明显，见表1。

表1 相同照射方位内不同输出剂量率各时间段内机头部位感生放射场强度变化(μSv/h)

2.2 照射范围对辐射场强度的影响

辐射场强度随着照射面积的增加而降低，但这种降低趋势未完全按照与照射面积的递增而成规律递减。其中，照射范围在20 cm×20 cm时的辐射场强相对较高，而10 cm×10 cm照射范围时辐射场强的下降趋势最为明显，相同照射剂量内不同照射面积各时间段内机头部位感生放射场强度变化见表2。

表2 相同照射剂量内不同照射面积各时间段内机头部位感生放射场强度变化(μSv/h)

2.3 辐射范围对辐射场强度的影响

照射部位的机头处辐射场强度最大，距离越远照射强度越低，在距离＞150 cm后下降趋势增大，相同照射剂量内不同辐射范围各时间段内机头部位感生放射场强度变化见表3。

表3 相同照射剂量内不同辐射范围各时间段内机头部位感生放射场强度变化表(μSv/h)

3 讨论

3.1 高能直线加速器感生放射器辐射场强度

高能直线加速器感生放射器辐射场的强度本身与X射线照射剂量、照射面积、照射时间以及辐射范围等具有明显的关联[4]。导致这一问题产生的原因在于，该放射治疗设备机头的材料具有一定的特异性，其机头均使用具有感生放射性的素材制作，这类素材本身在与高能质子束接触后会发生非线性散射的问题，并且这种散射的程度与高能质子束的强度、照射范围等均有明显的关联。而不同的制作材料所产生的核反应本身也不相同，因此也就导致了其所产生的辐射场强度不同[5]。

本研究结果显示，高能射线的辐射场强度会随着照射剂量的增加而增加，但是随着照射的时间增加而减弱，其中以照射后第5 min时降低趋势最为明显。同时辐射场强度还会随着照射面积的增加而降低，但这种降低趋势未完全按照与照射面积的递增而成规律递减。此外，照射部位的机头处辐射场强度最大，距离越远照射强度越低，在距离＞150 cm后下降趋势增大。本研究中每次测试时近针对某一条件下不同时间内辐射场强度的数据进行记录，因此测量时的相关数据存在针对性，能够满足本次研究的需求。

国内许多相关研究显示，该放射治疗设备机头部位的辐射场强度与放射束剂量的关联性最为紧密，当X射线束的剂量越强，其辐射场强度也就越高，并且在实际治疗当中，当机头的冷却时间为1 min时这种增长情况较为明显，而当冷却时间达到5 min后，则该辐射场强度的增长情况开始放缓。同时，X射线束产生的感生放射辐射场强与该线束照射的冷却时间呈反比，而这与本研究结果相同，表明模拟检验结果具有现实意义，可以作为分析高能直线加速器感生放射器辐射场强的分析指标[6]。

3.2 高能直线加速器感生放射器辐射的防护

本研究结果显示，虽然感生放射辐射场的强度与照射面积具有一定的联系，但是其影响不够明显。因此在对这种辐射场进行防护时应注意照射时X射线束的剂量以及进入到治疗室的时间。根据现代临床研究显示，采用高能直线加速器进行治疗时，其所产生的感生放射辐射场对于人体健康的影响具有潜伏性的特点，患者在放射治疗后的临床症状发生较晚，因此容易延误治疗时机。

通常情况下，放射治疗设备的辐射容易对人体内的性器官、骨髓、骨骼组织、肺部以及甲状腺等造成损伤，而在对女性患者进行治疗时还容易对其乳腺产生影响，严重时可导致乳腺炎。同时在长期使用高能直线加速器进行放射治疗时，还容易对患者的皮肤产生影响，并且在射线误照射人体眼部时，则可能会对晶状体造成损伤，从而导致人体视力下降。

目前，我国从事放射治疗的医师数量达到万人以上，其所从事的工作性质使其难以避免会被感生放射性辐射场损伤。因此，对医生和患者进行有效的辐射防护势在必行。辐射防护措施为：①在对患者进行防护时主要是以缩短照射时间、缩减辐射面积的方式进行保护，同时放射治疗后还需要对患者的各器官组织进行病理检查，了解患者放射治疗过程中的各类不良反应，也为后期的治疗工作提供参考数据；②在对治疗技师进行防护时应重点注意，医师在进入治疗室内时必须佩带铅制外衣、铅制围脖、铅制卫生帽及铅制眼镜等衣物，但是为了降低铅对人体的毒害，应该在佩带前在相应位置先佩带塑料薄膜，从而将铅制衣物与人体皮肤隔离开。而在佩带铅制眼镜时可以先佩带预期配套的塑料眼镜框，借此保护眼眶周围的皮肤[7]；③进一步对医师进行工作技能培训，尤其是对患者体位的摆放，应保证每次进入治疗室内摆放体位的效率。如条件允许的情况下，在治疗前技师还可以指导患者进行体位训练，以患者病床作为治疗床，对每个阶段的体位均进行训练，可以提升实际治疗时患者的配合度；④严格控制进入治疗室内的间隔时间，应在X射线束冷却5 min后进入，进入间隔时间不可过长，最长不得＞10 min，这样可有效缩短患者在辐射场内的暴露时间，从而降低X射线对患者脏器组织的损伤；⑤合理安排治疗顺序。本研究为高能直线加速器的放射治疗，在实际应用过程中，应将高能设备治疗与低能设备治疗的患者进行交替治疗，这样可以避免治疗时长期处于高能射线的照射下[8-12]；⑥应加强治疗室内的通风，在每位患者治疗完成后均需要开窗通风，其目的在于通过气流将室内的放射性物质带走，从而有效降低室内放射性物质的含量。也可以在治疗室内安装排风扇，从而降低放射性物质在外界空气当中的散发[13-14]。

4 结语

高能医用直线加速器感生放射性辐射对工作人员健康具有一定的不良影响，可以通过合理选择防护措施、调整病灶照射时间以及缩短进入照射机房的时间等尽可能减少辐射影响，从而为医疗工作人员提供安全的工作环境[15]。

[1]张秀文，张永寿，郑庆海，等.医用电子直线加速器基本原理与职业防护[J].中国医学装备，2012，9(4)：18-22.

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Discussion on the influence factor of induced radioactivity radiation field of high-energy medical linear accelerator and its safeguard measures

YU Ran-ran//
China Medical Equipment,2017,14(3):13-16.

Objective: To discuss the influence factor of induced radioactivity radiation field of high-energy medical linear accelerator and its safeguard measures. Methods: The simulation test was applied to research the radiation level of the induced radioactivity for high-energy medical linear accelerator; and to research the influences of different factors, such as radiation dose, range of exposure and site of exposure and so on, on the changes of radiation field. Results: The research showed that the high-energy X-ray radiation field strength would increase with the increasing of radiation dose, while reduce with the increasing of radiation time; and the obviously reductive trend appeared after radiated 5 minutes. Meanwhile, radiation intensity would reduce with the increasing of irradiated area, but the reductive trend was not totally proportional in accordance with the increasing of irradiated area. Additionally, the head part of linear accelerator could produce the most intensity of radiation field on exposure site, and the farther away the head part of linear accelerator, the intensity the lower; and the reductive trend would increase when the distance exceeded 150 cm. Conclusion: The induced radioactive radiation field intensity of high-energy medical linear accelerator has some characteristics of change. The effective safeguard measures were to reduce the work time in equipment room, reduce the adjustment time of patient position and choose reasonable exposure site and dose, and all of these measures can reduce the radiation injury.

High-energy medical linear accelerator; Induced radioactivity; Radiation field; Characteristic; Safeguard measure

1672-8270(2017)03-0013-04

R812

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.003