廣西醫用電子加速器驗收檢測泄漏輻射水平分析*

趙新春 周 艷 張會敏 陳掌凡 謝 萍*

廣西醫用電子加速器驗收檢測泄漏輻射水平分析*

趙新春① 周 艷① 張會敏① 陳掌凡① 謝 萍①*

目的：驗收、檢測廣西地區醫用電子加速器，分析其泄漏輻射水平，為估算放射職業人員、患者輻射防護劑量水平和制定放射防護控制策略提供依據，為醫院的放射治療質量控制提供指導。方法：對廣西29臺醫用電子加速器進行驗收、檢測。使用熱釋光劑量計(TLD)測量加速器的泄漏輻射水平；使用中子測量儀測量中子的泄漏輻射水平，結合國家標準對其進行分析與評價。結果：加速器透過限束裝置的輻射泄漏率最大值≤1.2%，平均值≤0.65%；距電子軌道1 m處輻射泄漏率最大值≤0.46%，有用線束中心軸2 m圓平面內輻射泄漏率最大值≤0.19%，平均值≤0.09%；標稱能量≥10 MV的加速器，其電子軌道1 m處中子的輻射泄漏率最大值≤0.032%，有用線束中心軸2 m圓平面內中子的輻射泄漏率最大值≤0.028%，平均值≤0.014%。結論：所檢測設備的泄漏輻射水平均在國家標準控制范圍內，醫用加速器的泄漏輻射水平是設備防護性能的重要指標，在其投入使用前必須通過驗收，以確保醫療質量和安全。

醫用電子加速器；泄漏輻射；熱釋光劑量計；輻射劑量；中子劑量儀

[First-author’s address] Institute for Radiological Health and Protection, Guangxi Zhuang Autonomous Region Center for Disease Control and Prevention, Nanning 530028, China.

隨著放射治療在臨床腫瘤治療中的地位日益顯著，利用醫用電子加速器進行放射治療已經成為腫瘤治療的重要方法，尤其是調強放射治療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)的臨床應用為腫瘤的放射治療帶來變革[1]。放射治療技術在廣西傳統的三甲醫院已經成熟，部分地、市和縣級醫院逐漸開展了加速器放射治療，目前廣西各級醫院陸續購置29臺醫用電子加速器。醫用電子加速器是“雙刃劍”，即能有效對患者進行治療，提高患者的生存質量，同時存在輻射危害的隱患。加速器的泄漏輻射水平是反映加速器防護性能的基本指標，同時也是放射治療中人體靶外劑量的重要來源[2]。加速器運行時所產生的泄漏輻射不容忽略，尤其是在加速器機房的輻射防護中，其泄漏輻射存在于機房次墻、機房迷路入口處中[3-4]。因此，每臺加速器在投入使用前必須滿足相應的泄漏輻射控制目標[5-7]。廣西壯族自治區疾病預防控制中心對2007-2013年廣西醫用電子加速器檢測驗收結果進行了分析，重點分析加速器的泄漏輻射水平。

1 設備與方法

1.1 受檢設備

本次檢測驗收對象為2007-2013年廣西醫用電子加速器29臺，其中包括ELEKTA加速器10臺、Varian加速器6臺、西門子PRIMUS加速器7臺、醫科達北研醫療器械有限公司BJ系列加速器3臺、北京高能大恒加速器有限公司KB1800型加速器1臺、山東新華醫療器械股份有限公司XHA600D型加速器1臺以及江蘇海明醫療器械有限公司HM-J-16型加速器1臺。上述被檢測設備均為當時新安裝的設備，檢測驗收前已進行了調試和試運行。

1.2 檢測儀器

RGD-3A型熱釋光劑量儀，量程0.01～9999000 μGy，康科洛電子有限公司生產。PTW-UNIDOS型通用劑量計，德國培特威公司生產。FHT762型便攜式中子測量儀，量程10～100000000 nSv/h，美國賽默飛世爾公司生產。上述設備均由中國計量科學研究院檢定，儀器均在檢定有效期范圍內使用。

1.3 分析與評價標準

依據國家標準進行分析與評價，其標準為：①GBZ126-2002醫用電子加速器衛生防護標準與GBZ126-2011電子加速器放射治療放射防護要求；②GB/T19046-2003醫用電子加速器驗收試驗和周期檢驗規程；③GB 9706.5-2008醫用電氣設備 第2部分：能量為1～50 MeV電子加速器安全專用要求；④GB18871-2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準。

1.4 方法

按照有關標準使用PTW-UNIDOS型通用劑量計對加速器的輸出劑量進行校準，使用熱釋光劑量計(TLD)和便攜式中子劑量儀分別測量加速器X射線泄漏輻射水平和中子的泄漏輻射水平[8]。

(1)透過限束裝置的泄漏輻射監測。采用圖1所示方法進行布點測量，O為中心，測量點以5 cm均勻間隔。

圖1 透過限束裝置的X射線泄漏輻射布點監測示意圖

(2)最大有用線束外的泄漏輻射(中子除外)。①垂直于有用線束中心軸，并以軸為圓心半徑為2 m的圓平面內漏射線測量，采用圖2所示方法進行布點測量，O為中心，圓半徑向外依次為20 cm、50 cm、80 cm、150 cm和200 cm；②距電子軌道1 m處的泄漏輻射，采用圖3所示方法行布點測量。

圖2 垂直于線束中心軸半徑為2 m的圓內平面布點監測示意圖

圖3 距電子軌道1 m處的泄漏輻射布點監測示意圖

(3)對于X射線能量≥10 MV的加速器最大有用線束外的中子泄漏輻射。垂直于有用線束中心軸，并以軸為圓心半徑為2 m的圓平面內中子的泄漏輻射監測；沿照射野每一主軸取最大方形邊緣20 cm及距中心軸100 cm處測量8個點。采用加速器最大等中心劑量率開機照射，用中子劑量儀布點測量出8個點中子瞬時劑量率值(將監測設備全置于監測點，利用加速器操作室的攝像監視系統注意觀察劑量儀讀數或將探頭置于監測點，用30 m長的數據連通探頭至機房外，手持劑量儀讀數)。如圖4所示，①～④點為最大方形野邊緣20 cm處的點，⑤～⑧點為距中心軸1 m處的點。距電子軌道1 m處的中子泄漏輻射：如圖3所示，換用中子劑量儀進行布點測量。

圖4 中子泄漏輻射布點監測示意圖

2 結果

2.1 透過限束裝置的相對輻射泄漏水平

29臺加速器透過限束裝置的相對輻射泄漏率最大值為1.2%，其數值為0.41%～1.2%，并在其之間波動，均低于國家標準要求的2%，相對輻射泄漏率平均值為0.21%～0.65%，低于國家標準0.75%(見表1)。

2.2 最大有用線束外的相對輻射泄漏水平

距電子軌道1 m處相對輻射泄漏率最大值為0.46，其值為0.11%～0.46%，并在其范圍內變化，均低于國家標準值0.5%。有用線束中心軸2 m內圓平面內相對輻射泄漏率最大值為0.19%，其值為0.05%～0.19%，低于國家標準規定的0.2%；其平均值位于0.02～0.09，也低于國家標準規定的0.1%(見表2、表3)。

表1 透過限束裝置的相對輻射泄漏水平

表2 最大有用線束外的泄漏輻射(中子除外)

表3 有用線束外的中子泄漏輻射

對X射線標稱能量≥10 MV的加速器，距電子軌道1 m處中子的相對輻射泄漏率最大值為0.032%，其值為0.007%～0.032%，低于國家標準0.05%；有用線束中心軸2 m內圓平面內中子的相對輻射泄漏率最大值為0.028，其值為0.005%～0.028%，低于國家標準0.05%；平均值為0.003%～0.014%，低于國家標準規定的0.02%。

3 討論

按照國家標準要求對醫用電子加速器測試時可調限束裝置應為全閉，然而國產和進口設備的可調限束裝置不能嚴格地完全關閉，投影到野內會有0.2～0.5 cm寬的方形縫隙，因此必須用2～3個1/10值層的吸收材料進行減弱，否則監測結果會有所偏大。

加速器在臨床運用前必須通過各項性能的檢測和防護檢測，國內對此已有相關報道[9-12]。醫用電子加速器的泄漏輻射水平是設備防護性能的重要指標，在加速器臨床放射治療中泄漏輻射水平過高時，可能會對患者病灶外的正常組織產生過多的靶外劑量，從而增加正常組織放射損傷的危險，進而影響治療效果和患者的生活與生存質量[13-16]。加速器建設項目中的職業病危害分類屬于放射性危害與診斷風險為嚴重危害類別，從事加速器放射治療的醫療機構需取得省級衛生行政部門核發的加速器配置證。目前，廣西約有40余臺加速器在從事放射治療，2007-2013年是廣西加速器更新、升級的高峰期，已有29臺通過了驗收檢測。由于樣本數量少，不便于通過監測數據橫向分析、比較各能量檔不同型號、不同廠家設備輻射泄漏性能的優劣；也不便于縱向分析比較同一型號，不同能級設備輻射泄漏水平的優劣。

加速器泄漏輻射的劑量與加速器機頭組裝體、電子軌道的材料和結構、靶材料和電子束能量等有相應關系。然而，現場測量條件、測量設備的使用及人為操作因素等也會影響檢測結果，因此必須嚴格依據國家標準、遵守作業指導書采取縝密的質量控制措施，最大程度地避免人為因素可能帶來的測量誤差，以保證測量數據的科學性、可靠性和客觀性。

[1]竇文.調強放射治療射野和劑量的驗證[D].廣州：南方醫科大學，2012：3-6.

[2]馬永忠，王時進，蘇旭，等.某醫院18MV醫用加速器靶外輻射劑量水平及其影響因素[J].中國職業醫學，2007，34(2)：159-160.

[3]International Atomic Energy Agency.Radiation protection in the design of radiotherapy facilities：Safety reports series 47[R].Vienna：IAEA pubs，2006.

[4]National Committee on Radiological Protection. Structural shielding design and evaluation for megavoltage X and Gamma-ray radiotherapy facilities：Report 151[R].Maryland：NCRP pubs，2005.

[5]中華人民共和國衛生部.GBZ126-2002醫用電子加速器衛生防護標準[S].北京：中國標準出版社，2002-04-08.

[6]國家質量監督檢驗檢疫總局.GB9706.5-2008醫用電氣設備第2部分：能量為1MeV至50MeV電子加速器安全專用要求[S].北京：中國標準出版社，2008.

[7]國家職業衛生標準.GBZ126-2011電子加速器放射治療放射防護要求[S].中華人民共和國衛生部，2011-11-30.

[8]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 589-2008醫用電子加速器輻射源檢定規程[S].北京：中國質檢出版社，2009.

[9]張會敏，陳掌凡，趙新春.廣西某醫院醫用電子加速器驗收檢測與評價[J].職業與健康，2011，27(22)：2543-2545.

[10]張京戰，周開建，趙智慧，等.河北省部分醫用電子加速器性能檢測結果與分析[J].中國輻射衛生，2011，20(2)：209-210.

[11]鄢立剛，寇慶河，仝玉社，等.某軍區2010年醫用電子加速器性能檢測與質量控制[J].中國輻射衛生，2011，20(2)：215.

[12]陳軍軍，茍于強，吳敏，等.醫用電子直線加速器輻射防護驗收[J].職業與健康，2010，26(15)：1698-1701.

[13]王燕，孟慶勇.低劑量輻射誘導適應性反應機制的研究進展[J].中國輻射衛生，2013，22(4)：509-512.

[14]馬建萍，趙仁，何劍莉，等.106例宮頸癌放療所致放射性損傷的臨床分析[J].寧夏醫學雜志，2013，34(3)：260-261.

[15]馬永忠，王時進，蘇旭.放射治療并發的靶外放射損傷[J].中國自然醫學雜志，2007，9(3)：267-270.

[16]劉發全.輻射損傷與修復的研究近況[J].國外醫學：放射醫學核醫學分冊，2000，24(4)：186-188.

Acceptance testing analysis on leakage radiation levels sets of medical electron accelerators in Guangxi/

ZHAO Xin-chun, ZHOU Yan, ZHANG Hui-min, et al// China Medical Equipment,2014,11(2):9-12.

Objective: To analyze the leakage radiation levels of medical electron accelerators by acceptance test, aiming to estimate the radiation protection dose level of the radiation occupation personnel and patients, and to Provide basis for the establishment of radiation protection control strategy, also to guide the Radiotherapy quality control for the hospital. Methods: Twenty-nine sets of medical electron accelerators were tested in GuangXi from 2007 to 2013, and studied with some equipment including thermo luminescence dosimeters (TLD) and Neutron dosimeter to obtain leakage radiation doses of X-ray and Neutron respectively. The data were analyzed and appraised with relative standards. Results: The radiation leakage rate maximum of the beam limiting device is ≤1.2%, the mean value of which is ≤0.65%. In addition, the maximum leakage rate is ≤0.46% at a distance 1m from electron orbit;leakage rate maximum is ≤0.19% within the 2m plane from useful harness inner circle, its mean value is ≤0.09%; for nominal energy ≥10MV accelerator, the neutron leakage rate maximum at the position 1m away from the electronic track is ≤0.032%. Neutron leakage rate maximum is ≤0.028% within 2m round plane of the useful beam central axis. It means value is ≤0.014%. Conclusion: The detection device leakage radiation levels are within the control of the national standard, leakage radiation levels of medical accelerator is an important index in the protection performance of equipment, in order to ensure the medical quality and safety, the device must pass the acceptance test before be put into use.

Medical electron accelerator; Radiation leak; Thermo luminescent dosimeter; Radiation dose; Neutron dosimeter.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.02.003

1672-8270(2014)02-009-04

R144.1

A

2013-11-13

衛生行業科研專項(201002009)“輻射危害控制與核輻射衛生應急處置關鍵技術研究及其應用”

①廣西壯族自治區疾病預防控制中心放射衛生防護所 廣西 南寧 530028

*通訊作者：308982855@qq.com

趙新春,男,(1977- ),碩士，工程師。廣西壯族自治區疾病預防控制中心放射衛生防護所，研究方向：輻射檢測與評價。