PET/CT工作場所合理布局設計的探討與分析

張 奇 練德幸 梁 婧 劉 梅 張 震 朱衛國 侯長松*

PET/CT工作場所合理布局設計的探討與分析

張 奇① 練德幸① 梁 婧① 劉 梅① 張 震① 朱衛國① 侯長松①*

目的：探討PET/CT工作場所布局設計內容，為醫院PET/CT工作場所新建和改建設計提供參考。方法：根據相關文獻資料和工作經驗，結合PET/CT工作場所放射防護特點，對具有放射性的PET/CT工作場所布局的合理性進行分析。結果：針對PET/CT工作場所存在的不足，提出合理可行的布局設計要求。結論：對PET/CT工作場所合理的布局設計對降低輻射水平、實現輻射防護最優化以及滿足工作人員、受檢者和公眾照射最小化要求等方面具有重要意義。

正電子發射斷層顯像術；體層攝影術，X線計算機；工作場所；布局

[First-author’s address]Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China.

正電子發射計算機斷層掃描顯像儀(PET/CT)是利用放射性示蹤劑整合了PET和CT先進技術的功能分子影像設備。我國目前已有PET/CT130多臺，加速器90多臺，根據“2011-2015年全國正電子發射型斷層掃描儀配置規劃”，到2015年底，全國總體規劃配置PET-CT270臺[1-2]。PET-CT工作場所屬于開放型放射性工作場所，需要對放射性示蹤劑(放射性藥物)進行淋洗、分裝，并通過注射的方式引入人體，受檢者成為“移動放射源”，由于受各方面條件因素的限制，給放射防護工作帶來困難。PET/CT工作場所的布局設計除了要遵從放射性與非放射性工作場所分開、不同放射性操作或污染水平的工作場所分開等要求外，還需要考慮放射性藥物流轉和受檢者注射后流動過程中防護內容。調查顯示，我國大部分PET/CT工作場所存在布局不足，本研究結合PET/CT工作特點及相關工作經驗，對布局設計的合理性進行分析和探討。

1 PET/CT工作流程各環節的輻射

1.1 PET/CT工作流程

用于PET/CT顯像的典型正電子放射性核素均為短半衰期，在18F、15O、13N和11C中使用量最大的是18F，占總用量的90%以上[3]。放射性核素由回旋加速器產生，經過專用管道傳送入合成箱制成放射性藥物(或直接購買放射性藥物)，對其進行質量控制、分裝，注入受檢者體內候診后開展PET/CT診斷，診斷結束后留觀一段時間，受檢者離開，其工作流程如圖1所示。

圖1 PET/CT工作流程

1.2 PET/CT工作過程中的輻射危害

(1)回旋加速器。對于能量＞10 MeV的回旋加速器，在產生出放射性核素的同時，帶電粒子與靶物質作用會產生中子，中子與靶物質、部件以及屏蔽體等發生相互作用釋放出γ射線(平均能量約為8 MeV)，并通過熱中子反應生成以短半衰期為主的感生放射性，包括27Mg、24Na，28Al、64Cu、66Cu、56Mn、65Ni、108Ag和110mAg等，在停機后一段時間內仍具有較高輻射水平。機房內空氣受中子和γ射線的作用所產生的感生放射性核素主要包括11C、15O、13N和41Ar等，這些核素多數為β、γ衰變體，半衰期較短。

(2)含正電子核素。放射性藥物18F在合成、分裝、轉移和注射等過程中，發生正電子湮滅而產生γ射線(0.511 MeV)。

(3)PET/CT設備。CT掃描時球管發出有用X射線，此外還存在機頭組件泄漏的X射線以及來自設備、周圍物體和受檢者身體的散射X射線。

(4)放射性藥物。注射過放射性藥物的受檢者是“移動放射源”，放射性藥物穿透人體對周圍產生輻射。

(5)放射性廢物。回旋加速器設備內、外的空氣受照射后生成活化氣體，在放射性藥物合成及操作過程中存在放射性氣溶膠。殘余的液態放射性藥物、注射后受檢者液態排泄物以及沖洗相關容器、器皿等產生放射性廢液。回旋加速器產生的廢靶、注射放射性藥物使用的注射器、針頭、手套、導管、藥棉以及其他固態放射性廢物。

(6)由于PET/CT各個房間屏蔽設計的種種缺陷，導致周圍房間中存在過量照射的潛在危險。

根據PET/CT工作流程，其各工作環節輻射危害見表1。

2 PET/CT工作場所設計存在的問題

2.1 工作場所選址

PET/CT工作場所要求建在較為獨立、集中的區域，但在實際操作中往往未能安排在相對獨立的場所，而是與其他科室混用。

2.2 藥物合成分裝

在未使用放射性藥物自動合成和分裝裝置的情況下，在合成、分裝過程中存在大量人工操作過程，致使工作人員受到輻射，尤其是手部輻射劑量較高。

2.3 藥物注射

在對受檢者藥物注射時未使用鉛套或鎢套對含有放射性藥物的針管進行屏蔽，注射人員直接手持針管進行注射，或未采用屏蔽注射車等防護措施，增加了工作人員的受照劑量。

2.4 受檢者候診

候診室內未設置視頻呼叫系統，檢查時需要醫務人員直接近距離呼叫，增加了工作人員的受照劑量。候診區域內未設置專用衛生間。

2.5 診斷過程

工作人員對受檢者診斷時需進行擺位操作，在此過程中未采取必要的防護措施。

2.6 留觀期間

診斷結束后的留觀期間受檢者擅自離開醫院，此時受檢者體內仍留存有部分放射性核素，會對周圍環境及人員造成輻射危害。

2.7 藥物流轉路線

放射性藥物合成后通過手提或移動車運轉鉛罐進行流轉，由于路線較長放射性藥物會經過其他工作場所，對運輸人員及公眾均可造成輻射危害。

2.8 人員流轉路線

注射藥物后的受檢者流轉路線與工作人員、公眾的路線交叉，由于無專用通道及專用離開出口而對工作人員及公眾造成不必要的輻射危害。

2.9 各類放射性廢物處置不當

無設置放射性廢氣排放管道、廢液排放管道和儲存設施，直接將放射性廢液排入市政排水系統；未設置固態廢物暫存桶，直接將固態放射性廢物作為普通醫學廢物進行處理，導致放射性污染。

3 PET/CT工作場所的合理布局

3.1 選址及布局原則

表1 PET/CT工作過程中輻射危害

PET/CT工作場所選址應遠離居民區且其他人員較少到達的地方，在醫院內部應選址于偏僻區域，盡可能設在單獨的建筑物內、建筑物的一層或一端。結合使用功能從低活度區向高活度區(低污染區向高污染區)布局，保證人流、物流和氣流相對獨立。

3.2 功能設施

(1)回旋加速器室。根據回旋加速器的機型設計回旋加速器機房的防護，對有、無自屏蔽的加速器有不同的設計方案。對于無自屏蔽的加速器設備通常需設計迷路，而對有自屏蔽的加速器設備則無需迷路設計。針對回旋加速器自重及防護要求，回旋加速器機房設計應盡量遠離其他非工作區域。能量＞10 MeV的回旋加速器，機房防護設計時除考慮γ射線外，還應考慮中子輻射。回旋加速器生產正電子藥物的過程中會產生放射性廢氣，應設置專用管道單獨排至室外。必要時可設置氣體廢物收集裝置，使其衰變達標后排出。

(2)放射化學室和(或)合成分裝室。為減少放射性核素傳送距離，合成分裝室應設置在回旋加速器室旁邊。制備的放射性核素通過專用通道輸送到合成箱內，在該傳輸中核素的活度高(約為3.7×1010Bq)，應采用地溝傳輸并加蓋鉛磚或鉛板，以進行有效屏蔽防護。藥物合成后由工作人員利用自動分裝儀分裝藥物。合成柜、分裝柜均設置在鉛屏蔽箱內，以降低工作人員手動操作時受照劑量。通常合成柜壁鉛當量≥75 mm，分裝柜壁的鉛當量≥60 mm[4]。對于外購放射性藥物的醫院，需設置單獨的藥物貯存室和分裝室，對放射性藥物進行分裝。為減少放射性藥物運輸過程中對公眾的輻射危害，應優化醫院內運輸路線，縮短運輸距離，必要時可設定專用運輸通道及運輸電梯，盡量避免與其他工作人員和公眾發生交叉。

(3)質量控制室。條件允許時設置單獨的質量控制室，也可在放射化學室和(或)合成分裝室內質控操作臺完成相應工作。

(4)注射室。按照防護最優化原則，注射室應設置在合成分裝室隔壁或上、下層，前者可通過傳送窗口將放射性藥物傳送至注射室內，后者可通過專用藥物電梯進行傳遞，既可縮短運輸距離，又可減少對周圍影響。為降低注射時輻射危害，應采取帶屏蔽的注射方式及裝置，目前主要有3類：一體式全屏蔽防護、半開放式屏蔽打針窗和移動式防護小推車[5](如圖2所示)。

圖2 帶屏蔽的注射方式及裝置

檢測結果顯示，放射性藥物活度為2.44～5.80×108Bq，利用全屏蔽、半開放式和移動車注射時受檢者眼部、胸部和腹部的γ輻射周圍劑量當量率平均值分別為43.0 μSv/h、37.8 μSv/h和27.9 μSv/h；49.7 μSv/ h、72.8 μSv/h和47.9 μSv/h；62.4 μSv/h、73.6 μSv/h和65.8 μSv/h[5]。全屏蔽防護效果優于其他屏蔽形式，半開放式略優于移動式防護車，設計時應優先選擇考慮全屏蔽防護。距離含18F-FDG(5.55×108Bq)的注射器5 cm處的劑量率可高達33 mSv/h，如使用注射器鎢套則能夠減少88%的手部劑量，然而額外添加的0.8 kg的重量會給注射帶來一定困難[6]。可采用在注射前埋置靜脈通道、再將含鎢套注射器內藥物導入的方法。注射器、棉簽及注射人員的手套等為固態放射性廢物，應放在專用的固態廢物暫存桶內。暫存桶放置點應避開工作人員工作和經常走動的地方，必要時可擺放鉛磚或鉛屏風進行屏蔽。

(5)候診室。受檢者注射放射性藥物后應設置專用候診室，供受檢者候診休息，應根據工作量設置候診室的數量，保證每位受檢者有獨立的候診室。候診室內應設計視頻呼叫裝置，便于工作人員與受檢者溝通。受檢者排泄物及沖洗便池的水為液態放射性廢物，候診區域內應設置患者專用衛生間，通過專用下水道導入衰變池，使其放置衰變至放射性濃度降低到豁免排放標準后外排。根據每日的患者人數計算廢液產出量，按照廢液產出量及核素的半衰期設計衰變池的容量。

(6)PET/CT診斷機房。為降低擺位過程中的輻射危害，可在機房旁設置鉛屏風遮擋工作人員身體。據調查，受檢者(施藥量為3.0×108Bq)在機房內，未設置鉛屏風時擺位人員頭位、胸位和腹位分別為96～108 μSv/h、110～124 μSv/h和49～54 μSv/ h。設置鉛屏風后輻射水平可降低6 μSv/h[7-8]。

(7)留觀室。診斷結束后人體內放射性核素活度約為注射時的50%，此時若離開醫院，會對公眾產生輻射危害。條件允許時應設置留觀室，受檢者進一步靜待、觀察，經過1～2個半衰期后受檢者周圍劑量水平較低，如18F的半衰期為110 min，留觀時間可設為2～4 h，并且無異常狀況時再離開醫院。留觀室的設計可參照候診室，但不應在候診室內進行留觀。

3.3 出入路線

為避免未注射藥物的受檢者與注射藥物的受檢者、工作人員發生相互影響，場所布局中應設計3條不同人員出入路線：①未注射藥物的受檢者，從進入醫院到等待注射區域；②受檢者注射藥物后進行候診、診斷和留觀區域，直至離開醫院的通道；③工作人員進出放射工作場所。由于注射藥物后的受檢者如同“移動放射源”，應對其設計專用路線、專用通道和專用出口，避免與路線①和③發生交叉。如果受場所布局所限部分路線發生交叉，則應加強有效管理和控制，降低對其他人員的輻射影響。

3.4 工作場所分區

根據“電離輻射防護與輻射源安全基本標準”，應將輻射工作場所分為控制區和監督區[9]。應對PET/ CT工作場所的回旋加速器機房、藥物貯存室、合成分裝室、質控室、注射室、注射藥物后的候診室、PET/CT機房以及留觀室等劃分為控制區域。將回旋加速器操作室、PET/CT操作室和注射前候診室劃分為監督區。輻射工作場所應在顯著位置設有電離輻射警示標識，回旋加速器機房和PET/CT機房門外設置警示燈。醫院問診室、閱片室及候診大廳(患者注射藥物前)等不受放射性危害的場所，不屬于輻射工作場所，為非限制區。非限制區與輻射工作場所應有明顯的分界隔離及門禁系統。

3.5 通風

放射性藥物進行開放性操作時會揮發產生氣態放射性廢物，藥物分裝應在通風櫥內進行，其風速≥1 m/s[10]。除分裝室外，在注射室、注射藥物后的候診室、檢查室以及留觀室應設置必要通風措施，其房間的排氣應接入專用排氣管道，且每個房間的管道設置回止伐，防止放射性物質的反流。總排氣管道要高出周圍最高建筑物，必要時安裝高效過濾裝置，并根據使用情況定期進行更換，以保證排出的廢氣達到規定要求，更換下來的濾膜作為固體放射性廢物處理。

4 結論

近年來，PET/CT應用發展迅速，其在工作流程中需將放射性藥物注射至受檢者體內，由于放射性藥物注射到受檢者體內后所產生的流動性，使放射防護工作難度增加。合理的工作場所布局設計對降低工作場所輻射劑量，實現防護最優化設計，滿足工作人員、受檢者和公眾輻射劑量最小化等要求具有積極意義。建設使用單位應根據“中華人民共和國職業病防治法”的要求，在可行性論證階段委托開展職業病危害(放射防護)預評價工作，對工作場所的布局設計是否合理進行評價，以便從源頭上控制職業病危害[11]。保護工作人員的健康和權益是一項極其重要的工作。

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[11]中華人民共和國主席令第60號.中華人民共和國職業病防治法[S].2001-10-27.

Discussion and analysis on reasonable layout design in PET/CT workplace

ZHANG Qi, LIAN De-xing, LIANG Jing, et al// China Medical Equipment,2014,11(6):46-49.

Objective:To discuss the content of reasonable layout design in workplace of PET/ CT, and provide a reference for hospital.Methods:According to the literature and relevant working experience, combining with the radiation protection characteristics of PET/CT, analyze the reasonable layout design.Result:Put forward the main points of Reasonable layout design in workplace of PET/CT.Conclusion:Reasonable layout design has a positive meaning to reduce the radiation levels of workplace, to realize protection optimization, and to meet the requirements of minimize radiation exposure.

Positron-emission tomography; Tomography, X-ray computed; Workplace; Layout

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.06.015

1672-8270(2014)06-0046-04

R814.42

A

2014-03-05

①中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所 輻射防護與核應急中國疾病預防控制中心重點實驗室 北京 100088

*通訊作者：cdc_changsong@163.com

張奇，男，(1978- )，碩士，助理研究員。中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所輻射防護與核應急中國疾病預防控制中心重點實驗室，從事放射防護、放射檢測、職業病危害評價工作。研究方向：放射防護、放射檢測、職業病危害評價。