放射性核素18F在核醫學科中的應用及其輻射防護

付文君

【摘要】核醫學科使用放射性核素18F通過PET/CT掃描進行醫學診斷，能夠準確發現病灶，并能夠準確鑒別。PET/CT將人體代謝所必需的物質標記上短壽命的放射性核素注射針劑18F注入人體后，利用示蹤原理顯示活體生物活動的醫學影像技術進行斷層掃描，通過采集數據及成像，進行疾病的診斷和分析。在應用核技術的同時，應采取相應的防護對策，對射線進行有效的防護，確保輻射環境安全和人員健康。

【關鍵詞】放射性核素18F，核醫學科，輻射防護

Abstract： Nuclear medicine USES radionuclide 18F for medical diagnosis through PET/CT scan， which can accurately detect and identify lesions. After the injection of 18F， a short-lived radionuclide labeled by PET/CT， which is necessary for human metabolism， into the human body， the medical imaging technology that shows the biological activity of the living body based on the tracer principle is used for tomography， and the diagnosis and analysis of diseases are carried out through data collection and imaging. At the same time of applying nuclear technology， corresponding protective countermeasures should be taken to effectively protect the radiation and ensure the safety and health of the radiation environment.

Key words： Radionuclide 18F， Nuclear Medicine， Radiation Protection

引言

放射性核素18F是氟元素的一種同位素，18F原子核內有9個質子與9個中子，其原子核不穩定，易放出正電子而變為18O，因此18F具有放射性，半衰期為109.8min。18F不是自然存在的，通常需要利用核反應進行人工制備相應的化合物而得來。由于18F特殊的性質，在醫學上常被引入到葡萄糖等有機分子中，用于PET/CT掃描診斷。

PET顯像技術所用的PET/CT又稱“正電子發射計算機斷層顯像儀”，是一種現代化分子水平的高科技醫學影像設備。它實現了PET與CT圖像的同機融合，集PET和CT的優點于一體，可同時進行功能和形態顯像。PET/CT能準確鑒別腫瘤的良惡性、發現轉移灶、評價療效、檢測腫瘤治療后復發及轉移、尋找腫瘤原發灶、預測放、化療效果，為腫瘤的診斷及治療提供科學依據。

1放射性核素18F的制備

1.1回旋加速器工作原理

以大連市某醫院PET中心所用回旋加速器（能量10MeV/流強100μA）制備18F-FDG為例。回旋加速器在利用射頻電場，在直流控制磁場中加速質子、氘核、氦核或其他重粒子的加速器，主要包括D型盒、離子源、偏轉板、磁鐵線圈、磁軛、真空泵等部分。利用回旋加速器將質子加速至10MeV的能量，使其撞擊18O發生反應（p，n）而產生18F。

回旋加速器生成的18F經示蹤實驗室標記后，用于正電子發射斷層成像檢查（PET）的注射液。示蹤實驗室是一個小型的自動化系統，在實驗室完成回旋加速器生成的放射性18F-氟化物轉化為放射性2-18F-2-脫氧葡萄糖 （FDG）的過程。

1.2回旋加速器核素生產過程

回旋加速器可生產11C、13N、15O和18F四種放射性同位素藥物。因四種核素中18F半衰期最長，使用最廣泛，故以生產18F-FDG為例。

生產流程為：

裝靶（H218O、1.5ml）→打靶→制成18F→傳送18F至熱室→開始化學合成

化學合成流程為：

18F由地下管道傳遞到收集瓶內，轉入自動合成裝置上→測量活度→載QMA樹脂柱，H218O分離、回收→加入K222/K2CO3溶液，淋洗18F→無水乙腈除水→加入三氟甘露糖，完成氟化取代反應→加入乙醚溶解氟化產物，經SiO2柱移至水解反應→蒸發乙醚，去乙醚保護基→經去水離子樹脂柱，在產品瓶中與生理鹽水混合成注射劑。

2放射性核素18F診斷流程

（1）護士對候診室待診患者進行身高、體重等基本信息進行登記;

（2）根據患者基本信息確定注射劑量，建立靜脈通道，安靜等候注射;

（3）患者注射示蹤劑18F的劑量按0.15mCi/kg計算，同時根據18F核素的半衰期，一般開始顯像的劑量約為12mCi進行注射。注射過FDG標記物的患者，在候診室候診約50min;

（4）為改善PET的顯像質量，同時為有利于減少對工作人員的照射劑量，患者進入檢查室后，醫護人員根據檢查部位的不同，對患者進行擺位后PET/CT開機進行掃描顯像，完成全身掃描成像2D采集需要9min，3D采集需要12min。完成整體掃描成像時間大約7-15min。

3輻射防護

（1）PET中心回旋加速器機房、化學合成室、衰變池等工程施工過程中應嚴格遵守輻射防護的要求。凡是水管、電纜、排風等各類管線需要通過屏蔽體時，均采取地下通道方式，確保不影響屏蔽效果。

（2）電纜屏蔽材料的選材。回旋加速器機房所用電纜的外屏蔽材料宜選用耐輻射的無機絕緣材料。

（3）通風。回旋加速器機房和熱室安裝通風設施，排風設施的氣流方向為加速器機房和熱室的負壓>其他房間的負壓，外排放口設置空氣過濾器，排風出口應高出本建筑物。

（4）易燃易爆氣體的管理。PET中心使用高純氫氣和氮氧混合氣為易燃易爆氣體，應按照易燃、易爆氣體管理，安置在單獨的、安全的房間內，在房頂預留緩沖排氣口，防止氣體泄露發生意外。

（5）放射性廢水的管理

PET中心外排的含放射性的廢水進入衰變池后，經存放10個半衰期后（20h），可排往醫院污水處理站。

（6）放射性固體廢物的管理

放射性固體廢物按核素種類分類后，標明產生日期密封在塑料袋中，置于廢物庫中，待10個半衰期后，按醫用垃圾集中處置。回旋加速器產生的廢棄靶和靶膜由供應商回收。

（7）回旋加速器機房、熱室，設置監控裝置、報警裝置，防護門具有防盜功能。

4 “三區”劃分

（1）制藥區

控制區：包括回旋加速器室、熱室、放化檢測、質控室。

監督區：包括廢物庫、緩沖室、衛生通過間及有關走廊。

其余場所為非限制區。當回旋加速器完成制備后，由回旋加速器機座底部通過地下輸送管道將其傳送到化學合成室進行藥物合成，管道經地下一直延伸到放化室的合成柜底部。將合成室合成、分裝并標定后的核素注射劑，藥品通過傳藥梯輸送到注射室，由醫護人員取出放入準備間內暫存。

（2）掃描區

控制區：傳藥梯和注射準備間。

監督區：廢物庫、PET/CT掃描間、注射后等候區、衛生間、VIP休息室。

其余場所為非限制區。

核醫學場所布局應滿足醫患不交叉的原則，醫護人員及患者均有獨立通道。

5討論

放射性核素輻射環境影響分析及防護是醫用核技術利用活動中不可或缺的環節，若能夠科學得當地管理，能夠將放射性影響降至最低，對周圍輻射環境產生盡可能小的影響。在醫用核技術利用活動中，應該重點關注使用單位是否建立有專門的輻射防護體系，相關規章制度是否齊全，操作規程是否科學合理，輻射事故應急預案是否可行，日常管理是否能夠做到落實到位。對醫用核技術利用活動進行輻射環境影響分析和防護，是確保周圍環境安全、人員健康的基礎。

參考文獻

[1]電離輻射防護與輻射源安全基本標準[S]，GB18871-2002.

[2]徐從斌. 18F-FDG PET/CT聯合ProGRP和NSE對小細胞肺癌的臨床診斷及分期價值[J/OL]. 臨床肺科雜志，2019（07）：1261-1265.

[3]王榮福，吳彩霞.放射性核素及其標記物的臨床應用價值[J].同位素，2019，32（03）：195-203.

[4]核醫學[M]. 人民衛生出版社，王榮福，2018.

[5]核醫學[M]. 北京大學醫學出版社，王榮福，2018.

[6]PET/CT[M]. 北京大學醫學出版社，王榮福， 2011.

[7]18F標記正電子藥物研究現狀與進展. 霍焱，王榮福.核化學與放射化學. 2015 （05）.