优化调强放射治疗室辐射屏蔽防护的设计

安徽 医科大学学报 Acta Universitatis Medicinalis Anhui 2009 Jun；44(3) ◇技术与方法◇ 优化调强放射治疗室辐射屏蔽防护的设计 洪 浩，汪 志，唐 虹 摘要 目的 探讨我院优化调强放射治疗室的屏蔽防护设 计的方法。方法 以IAEA的47号报告和 NCRP的 151号 报告为基础分别计算出初级、次级防护墙的厚度，经实践检 验进行评价。结果 调强放射治疗室屏蔽墙厚度计算值与 实际值较为接近。结论 我院调强放射治疗室机房屏蔽及 周围邻近环境的安全防护性能符合要求 ，对工作人员及公 众无危害 ，属安全性工作。 主题词 辐射防护／方法；放射科 ，医院 中图分类号 R 142；R 197．3；R 815．2 文献标识码 A 文章编号 1000—1492(2009)03—0407—02 调强放射治疗已经在国内多家医院开展，放射 治疗的方式也从原来的垂直、水平照射为主变为任 意角度照射为主。作者 以 IAEA的 47号报告和 NCRP的 151号报告为基础 ，探讨调强放射治疗室 的屏蔽设计，设计出理想屏蔽的，以达到提高 防护能力、降低防护代价的目的。 1 与方法 1．1 调强放射治疗系统 Varian Clinac23EX直线 加速器，TPS为Topslane Venus系统。 1．2 重晶石砼 密度为 3．5 g／cm ，对 6MVX射线 在重晶石砼中TVL(1／10价层)值取 0．25 m。普通 砼密度为2．35 cm ，对应的6MVX射线 TVL值取 0．345 m[ 。 1．3 普通放射治疗对屏蔽墙防护方法 根据《医 用电子加速器卫生防护》GBZ126-2002文件，本 着最优化的原则，对有用线束直接投照的防护墙 (包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计，其余墙壁均 按次级辐射屏蔽要求设计，另采用设置地下管道解 决穿越防护墙的导线、导管等对屏蔽墙防护的影响， 依据以上要求计算出防护墙厚度 。 防护墙厚度的计算 j： (1)初级防护墙厚度 Sp=TVLlog 。[(W ·U· 2009—03—19接收 作者单位：安徽医科大学第一附属医院放疗科，合肥 230022 作者简介 ：洪 浩，男，硕士，责任作者，E．mail：hxwbb@163．con T·n)／(P·d )]；(2)次级防护墙厚度 Ss=TVL． 1og10[(oL·W ·U·T-n)／(P·d )] 上式中防护墙厚度单位为米。w 为每周工作 负荷，其单位为：Gy·in～ ·w～。U为使用因子。 T为居留因子。n为安全系数，一般取 2。P为每周 剂量限值，对控制区取 0．4 m Sv／W，非控制区取 0．02 mSv／W。d为距离因子，以米为单位。0【为散 射线与原射线的强度之 比，在防护计算 中一般取 0．001。 1．4 对调强放射治疗室屏蔽墙防护再优化 依据 IAEA47号报告 ：因为 IMRT分次处方剂量与普通 放疗相同所以在计算初级防护墙厚度时按常规工作 负荷计算。而在计算次级防护时，因为调强放射治 疗多使用多叶光栅(MLC)或遮线器，所以产生了大 量的小子野。与普通放射治疗相比，相同的处方剂 量的机器跳数(MU)要远远高于普通放射治疗。对 于相同的处方剂量的调强放射治疗的 MU与普通放 射治疗的MU之比称为调强因子(C )。C =MIMRT／ M普放，其中M MRT=总 MU／处方剂量 。其工作负荷 W=W1MRT+W普放。另外在 NCRP 151号报告中将 每周剂量限值，对控制区建议取 0．1 m Sv／W⋯。 2 结果 加速器机房主防护墙 A与 B之间的宽度为6．9 m，次防护墙 C与 D之间的宽度为6．9 m，机房迷路 位于次防护墙 D与次防护墙E之间宽度为2．07 m， 净空间高度为 3．5 m。加速器机头朝次防护墙 D； 机座靠近次防护墙 C，加速器等中心位于机房中心。 2．1 初级防护墙 每周工作 5 d，每天工作按 120 个患者计算，每人处方剂量 2 Gy，其中调强每天不 超过 20人。调强因子取 4则加速器 SSD=100 cm = 1 m，在 1 m处，加速器每周工作负荷 W =1200 Gy·m～ ·W ～。 u取0．25，T取1，n取2，A墙外为非控制区，P= 0．02 mSv／W，主屏蔽墙 A参考点距等中心6．05 m。 初级防护墙 A的厚度 Sp：TVLlog。。[(W ·U· · 408· 安徽医科大学学报 Acta Universitatis Medicinalis Anhui 2009 Jun；44(3) T·n)／(P·d )]=0．25 loglo[(1200×0．25×1× 2)／(2×10一 ×6．05×6．05)]：1．48 ITI 初级防护 B墙外为控制区 P=0．1 mSv／W，U 取0．25，T取 1，n取2，主屏蔽墙 B参考点距等中心 6．15 nl。同理可计算出初级防护墙 B的厚度应为 1．47 in。 2．2 次级防护墙 经计算调强因子 C 为4故其工 作负荷 W =1800 Gy·113～ ·W～。次级防护 C的 墙外为公共区U取 1，T取 1，11取 2，P=0．02 roSy／ W ， ：0．001。 次级防护墙 C的厚度 Ss=TVLIog。。[(仪·W · u·T·n)／(P·d )]=0．251og10[(0．001×1800×1 ×1×2)／(2×10一 ×5．05×5．05)]：0．96 m 次级防护 D的墙外为迷路 U取 1，T取 1／4， 取2，P=0．1 mSv／W，0【=0．001。 次级防护墙 D的厚度 Ss=TVLIog。0[(仅·W · U·T·n)／(P·d )]=0．3451ogl0[(0．001×1800 X 1×0．25×2)／(1×10一 ×4．65 x4．65)]=0．9 m 次级防护 E的墙外为公共区 U取 1，T取 1，忍 取 2，P=0．02 mSv／w， =0．001。 同理可计算出次防护墙 E的厚度为：1．19 m。 调强放射治疗室机房与普通放射治疗室机房各防护 计算点的计算值及建筑取值见表 1、2。 表1 调强放射治疗室机房各防护计算点的计算值及建筑取值表 表2 普通放射治疗室机房各防护计算点的计算值及建筑取值表 2．3 经省级环保局及省疾病控制中心、卫生监督所 对机房 进行 全 面检测，其 结果 符合 国家 标准 GBZ126-2002对医用加速器治疗室的防护要求。结 果见表3。 表 3 x、Y空气吸收剂量率 3 讨论 随着调强放射治疗技术在肿瘤放射治疗领域得 到广泛应用，同时人们对辐射防护和安全的要求也 不断提高。我院在设计调强放射治疗室辐射屏蔽防 护时，以IAEA的47号报告和 NCRP的 151号报告 为基础，运用辐射屏蔽原理，根据调强放射治疗所具 有的辐射特点，对初级 x射线、次级 x射线等屏蔽 防护进行严谨的、规范的和优化的屏蔽计算。得出 调强放射治疗室所需的各辐射屏蔽结果。在开展调 强放射治疗后，由省环保局辐射卫生监督所对该机 房辐射屏蔽效果进行严格测试和最后评价，评价结 果各项屏蔽防护指标均符合国家标准要求。 参考文献 【1 J National Council on Radiation Protection And Measuremerns． Structural shielding design and evaluation for structural megavoh— age x—and gamma—ray radiotherapy facilities，Rep．151[R]． Washington：NCRP，2005：55—68． [2] 中华人民共和国国家职业卫生标准．医用电子加速器卫生防 护标准[S]．北京：中华人民共和国卫生部，2002：1—9． [3] 胡逸民．肿瘤放射物理学[M]．北京：原子能出版社，1999：638 — 59． [4] International Atomic Energy Agency．Radiation protection in the design of radiotherapy facilities，safety reports series No．47[R]． Vienna：IAEA，2006：112—21．