赖晓洁　常 青　张　巍　袁海容　向辉云　

某DSA机房辐射屏蔽探讨与监测评价

赖晓洁常 青张巍袁海容向辉云

（广西壮族自治区辐射环境监督管理站，广西 南宁 530222）

目的：为验证目前广泛使用的DSA屏蔽效果计算方法，选取广西某一医院的DSA机房进行辐射屏蔽效果理论估算与现场监测评价。方法：通过现场勘探收集某DSA机房的详细设计参数，选用使用目前广泛使用的一种屏蔽效果计算方法，探讨机房的防护效果，并在DSA投入运行后，按照相关标准进行辐射环境监测与评价；将理论估算结果与实际监测结果相比较，探讨该屏蔽效果计算方法的适用性。结果：从理论估算结果可知，该DSA机房的整体屏蔽效果良好，在各侧屏蔽体外（墙体、防护门、观察窗等）处的剂量率推算结果均小于限值要求；通过对该项目投入试运行后的辐射环境监测结果可知，该DSA设备机房外的辐射剂量率为环境本底水平。结论：该DSA机房的屏蔽效果能够满足标准规定的剂量率限值要求，但是目前广泛使用的屏蔽效果计算方法存在一定的局限性，仍需进一步开展相关理论及实验研究。

DSA；防护设计；辐射防护；监测评价

引言

在介入放射学中，通常以影像诊断为基础，在医学影像诊断设备的引导下，利用穿刺针、导管及其他介入器材，对疾病进行治疗或采集组织学、细菌学及生理、生化资料进行诊断。而数字减影血管造影机（DSA）是介入操作最常用的导向设备。在血管造影图像中，血管影像与骨骼、软组织等结构的影像重叠在一起，不利于手术操作，而DSA能够利用减影的方法，将两帧人体同一部位注射对比剂前后的数字图像进行灰度相减，从而消除骨骼和软组织等因素影响，得到了它们差异部分的清晰减影图像，也就是只含有对比剂的血管影像，从而指导准确的介入操作。随着介入放射学的快速发展，DSA也朝着低辐射、高精确度、高安全性的方向发展。目前，DSA设备已经能够实现术中三维的图像采集，并获得类似于CT的断层图像和三位的血管图像以满足不同介入操作的需求。正是因为介入诊断技术的快速成熟，DSA在医疗领域的应用进入了快速发展轨道，已经成为了我国二级以上医院的常规设备[1]。

目前，探讨DSA防护设计的案例较少。本文以某一常规DSA机房为例，采用现行环评文件中常用的一种理论估算方法，推算出辐射防护屏蔽效果。在DSA运行后对设备机房进行监测，将理论估算结果与实际监测结果相比较，探讨该屏蔽效果计算方法的适用性。同时，关注DSA机房防护关键点，为同类设备机房的建设提供合理化建议。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 DSA设备参数

以广西某医院的介入诊疗中心DSA机房安装的1台Allura Xper FD20型DSA为本文的研究对象。该DSA设备的技术参数为：最大管电压125 kV，最大管电流1000 mA。设备安装于机房中央，实际使用时，为防止球管烧毁并延长使用寿命，管电压和管电流通常会预留约30%的余量。经与医院核实，该DSA透视模式下管电压在50 kV～70 kV范围内、管电流在5 mA～60 mA范围内，采集模式下管电压在70 kV～100 kV范围内、管电流在50 mA～500 mA范围内。为了将理论估算结果与实际监测结果相比较，因此采用实际监测时的管电压和管电流进行理论计算（透视工作参数为（80 kV，404 mA），采集工作参数为（66 kV，7.9 mA）。

根据GBZ130－2020[2]，DSA的等效总滤过不小于2.5 mmAl，该DSA为正规厂家的合格产品，因此满足次项要求，此处该DSA的等效总滤过按2.5 mmAl考虑；根据《辐射防护手册第3分册》可知，当球管工作参数为（80 kV，404 mA）时，距靶1 m处的输出量约为0.06 mGy/（mA·s）（8.73×107μGy/h）；当球管工作参数为（66 kV，7.9 mA）时，距靶1 m处的输出量约为0.04 mGy/（mA·s）（1.14×106μGy/h）。

1.1.2 机房防护设计

（1）防护措施。本项目中DSA机房建于东南部医技楼1楼介入诊疗中心，使用面积约51 m2，最小单边长度为5.6 m。DSA机房与控制室之间设置铅玻璃观察窗。DSA墙体的铅当量不少于3 mmPb，防护门铅当量均为3 mmPb，观察窗铅当量为3 mmPb。机房西侧为洁品间，机房南侧为控制室、通道，机房北侧为设备间、污物间、连廊；东侧为通道；机房正上层为病理科，无地下层。设备系统自带床旁射线防护帘和悬吊式射线防护屏不少于0.5 mmPb，医生所穿铅服为0.5 mmPb。

（2）监控对讲设备。医院在DSA机房与控制室之间设视频监控系统与对讲系统，以便于工作人员清楚地观察机房内中情况，并在患者治疗过程中出现不适、移动位置等特殊情况时，采取紧急措施。

（3）区域划分与警示标识。按照标准要求，将DSA机房划分为控制区，将与DSA机房相邻的洁品间、污物间、设备间、连廊、通道、控制室、休息区及库房等机房墙外相邻区域划分为监督区。本项目在机房大门外设置电离辐射警告标志，拟在手术室防护门外顶部设置工作状态指示灯，显示“工作中，射线有害，灯亮勿入”，以警示人员注意安全；并在机房大门旁醒目位置张贴放射防护注意事项；在机房外醒目位置设置公告栏。

1.2 方法

1.2.1 关注点的选取

DSA机房位于地面一层，机房西侧为洁品间，机房南侧为控制室、通道，机房北侧为设备间、污物间、连廊；东侧为通道；机房正上层为病理科，无地下层。因此关注点1#至10#的设置：1#为主刀医生位置、2#位于控制室操作位、3#位于控制室出入机房防护门外30 cm、4#位于污物间出入机房防护门外30 cm（连廊）、5#位于机房北侧墙外30 cm（设备间）、6#位于机房北侧墙外30 cm（连廊）、7#位于机房西侧墙外30 cm（洁品间）、8#位于机房南侧防护门外30 cm（通道）、9#位于机房东侧墙外30 cm（通道）、10#位于机房正上方。

根据NCRP147号报告第4.1.6节指出，DSA屏蔽估算时不需要考虑主束照射。因此，本次评价重点考虑泄露辐射和散射辐射对周围环境的辐射影响。手术时，医生在待诊病人旁进行导管操作，操作过程中受到泄漏辐射及病人体表散射照射。结合场所布局，选取手术室屏蔽体外0.3 m处，各关注点距射线装置出束点距离详见表1，各关注点分布示意图如图1、图2所示。

表1 各关注点距射线装置出束点距离

图2 DSA机房平面图

1.2.2 标准限值

根据标准GBZ130－2020第6.3节的要求，具有透视功能的X射线设备在透视条件下检测时，周围剂量当量率应不大于2.5 μSv/h；具有短时、高剂量曝光的摄影程序机房外的周围剂量当量率应不大于25 μSv/h[2]。

1.2.3 计算过程

（1）泄漏辐射。

式（2）中，α、β、γ为对不同管电压X射线辐射衰减拟合参数。

根据公式（1）、公式（2）计算出各关注点的辐射剂量率，估算结果如表2所示。

表2 各关注点的泄漏辐射剂量率估算值

（2）散射辐射。

散射辐射的计算公式见公式（3）：

表3 关注点散射辐射剂量率估算值

（3）关注点的剂量率。

表4 关注点辐射剂量率估算值

从表2、表3的计算结果可知，在该DSA的防护参数下，机房外围各关注点的剂量率的计算结果范围均低于参考控制值（透视条件下2.5 μSv/h、摄影条件下25 μSv/h）。为了验证表4计算结果的准确性，在该DSA投入运行后，对该设备机房及周围进行辐射环境监测，通过监测结果对其辐射屏蔽能力进行评价。

2 辐射环境监测与评价

2.1 设备运行参数与监测仪器

DSA设备曝光时，在手术医生操作位均设置铅悬挂防护屏（0.5 mmPb）、床侧防护帘（0.5 mmPb），手术医生穿戴铅服、铅帽、铅围脖（防护能力均为0.5 mmPb）等个人防护用品。手术过程中，将两台设备电流、电压参数均设置为手术医生常使用的较高的数值（外周手术）；在设备正常运行，分别对两种工作状态进行监测。DSA采集状态工作电压80 kV、工作电流404 mA，透视状态工作电压66 kV、工作电流7.9 mA。监测时，采用AT1123型剂量率仪。

2.2 监测布点

在DSA正常工作下，在机房周围各侧墙体、防护门、控制室等处布设监测点位，测量周围剂量当量率水平。根据DSA机房楼层布局布设多个监测点位，绘制出的点位布设图具体见图3、图4。

图3 DSA透视状态监测点位布设图

图4 DSA采集状态监测点位布设图

2.3 监测结果

DSA监测结果如表5所示。

表5 监测结果

从表5的监测结果可知，当DSA运行时，在机房周围各侧屏蔽体外的周围剂量当量率与环境本底水平相当。

2.4 结果分析

对表5中的监测结果进行分析，可以得出以下结论。

（1）机房外部测点：DSA正常运行时（透视、采集），机房四周墙体外、各侧防护门（北侧、南侧）、观察窗、上方建筑、线孔等处的测值均与环境本底水平相当，符合GBZ130－2020[2]第6.3节中的要求。

（2）对于机房内的测点，主刀医生位置（有铅挡板、铅帘、有铅衣），在透视状态下周围剂量当量率为374 nSv/h，在采集状态下周围剂量当量率为1.56×104nSv/h；主刀医生位置（有铅挡板、铅帘、无铅衣），在透视状态下周围剂量当量率为3.22×104nSv/h，在采集状态下周围剂量当量率为8.57×105nSv/h。助手位置（有防护），在透视状态下周围剂量当量率为1.47×104nSv/h，在采集状态下周围剂量当量率为4.99×105nSv/h；助手位置（无防护），在透视状态下周围剂量当量率为4.94×105nSv/h，在采集状态下周围剂量当量率为1.94×106nSv/h。将以上监测结果与推算结果相比，可以得知，机房内的测值与推算结果有明显差异。

3 结论

在本文中第1.2.3节的估算方法是目前DSA机房的常用计算方法，虽然计算简单，但是仍然与实测值存在一定的差异。此项估算方法仍然存在一定的不足，在计算方面：第一，在进行屏蔽透射因子B的计算时，为了方便，将混凝土、实心砖、硫酸钡抹灰等不同屏蔽物质的换算成等效铅厚度来进行计算，而不同屏蔽物质对不同管电压X射线辐射衰减的有关三个拟合参数是不一样的，从而影响屏蔽投射因子B结果的准确性。第二，在选择离靶1 m处的空气比释动能率时，选用的是《辐射防护手册第三分册》图3.1中的数据。该图的制图时间年代久远，由于纵坐标轴仅有主刻度线（无次刻度线），而且两个刻度线之间的距离不等，非均匀刻度，在选用不同总滤过厚度的离靶1 m处空气中的空气比释动能率时，会产生误差。此外，该图只绘制出了固定电压相对应的曲线，所以在选用特定曲线以外的电压对应的离靶1 m处空气比释动能率时，会产生误差。

综合分析认为，虽然第1.2.3节的计算方法存在一定的不足，但是目前的暂无其他适用的估算方法。鉴于以上情况，仍需进一步开展DSA机房的防护设计屏蔽效果相关理论及实验研究。此外，辐射工作人员穿着铅衣与不穿铅衣的数值相差较多，因此，在开展介入治疗工作中，辐射工作人员应遵循辐射防护的各项规定，在保证医疗质量和医疗安全的前提下，采取有效的防护措施（使用屏蔽挡板、穿戴铅防护用具等），降低受照剂量，以减小辐射可能带来的危害。同时，医疗设备制造商也大力更新设备，以期在低剂量基础上提供更佳服务。

[1]蒋宁一，戎明海. 实用医疗辐射防护[M]. 北京: 人民卫生出版社，2015.

[2]GBZ 130－2020. 放射诊断放射防护要求[S]. 北京: 中国标准出版社，2020.

[3]李德平，潘自强. 辐射防护手册(第3分册)[M]. 北京: 原子能出版社，1990.

[4]李德平，潘自强. 辐射防护手册(第1分册)[M]. 北京: 原子能出版社，1987.

Discussion and Monitoring Evaluation of Radiation Shielding in a DSA Room

Objective: In order to verify the widely used calculation method of DSA shielding effect, a DSA room in a hospital in Guangxi was selected for theoretical estimation and field monitoring evaluation of radiation shielding effect. Methods: The detailed design parameters of a DSA computer room were collected through field exploration, and a widely used shielding effect calculation method was selected to discuss the protection effect of the computer room. After the DSA was put into operation, the radiation environment was monitored and evaluated according to relevant standards. The applicability of this method is discussed by comparing the theoretical estimation results with the actual monitoring results. Results: From the theoretical estimation results, it can be seen that the overall shielding effect of the DSA machine room is good, and the calculated results of dose rates at the sides of the shielding body (wall, protective door, observation window, etc.) are all lower than the limit requirements. According to the radiation environment monitoring results after the project was put into trial operation, it can be seen that the radiation dose rate outside the DSA equipment room is the environmental background level. Conclusion: The shielding effect of the DSA room can meet the dose-rate limit requirements stipulated in the standard, but the widely used shielding effect calculation method has some limitations, and further theoretical and experimental studies are needed.

DSA; protection design; radiation protection; monitoring and evaluation

R14

A

1008-1151(2022)01-0020-05

2021-10-27

广西壮族自治区生态环境厅2020年核与辐射安全研究课题（桂环办函〔2020〕169号）。

赖晓洁（1976－），女，广西河池人，广西壮族自治区辐射环境监督管理站工程师，从事辐射环境监测与评价工作。

常青（1990－），女，广西壮族自治区辐射环境监督管理站工程师，从事辐射环境监测与评价工作。