放射治疗建设项目评价.ppt

1、放射治疗项目职业病危害放射防护评价,我国放射诊疗项目发展现状,2009年中国卫生事业发展情况简报 2009年全国医疗机构放射防护重点监督检查中，共检查放射诊疗机构47820家，违法情况占19.4%。开展放射诊疗活动的医疗机构中持有效放射诊疗许可证的比率为69.9%，诊疗设备检测率65.4%。,我省的放射诊疗发展现状,100%60%,放射肿瘤学,远距放射治疗,后装腔内,射线,电子线,中子,重粒子,组织间,模技术,术中,近距离放射治疗,X射线,概 述,主要的评价依据,(1)中华人民共和国职业病防治法，中华人民共和国主席令，第52号（2011）；(2)放射诊疗管理规定，中华人民共和国卫生部令，第46

2、号（2006）；(3)建设项目职业病危害分类管理办法，中华人民共和国卫生部令，第49号（2006）；(4)放射工作人员职业健康管理办法，中华人民共和国卫生部令， 第55号（2007）。(5）放射诊疗建设项目卫生审查管理规定 卫监督发201225号(1)GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准；(2)GB16362-1996 体外射束放射治疗中患者的放射卫生防护标准；(3) GBZ 126-2011电子加速器放射治疗放射防护要求；(4)GBZ/T149-2002医学放射工作人员的卫生防护培训规范(5)GBZ/T181-2006建设项目职业病危害放射防护评价报告编制规范；(6)G

3、BZ/T201.1-2007放射治疗机房的辐射屏蔽规范-第1部分：一般原则；(7)GBZ/T220.2-2009建设项目职业病危害放射防护评价规范-第2部分：放射治疗装置。,放疗机基本构成及简要工作原理,医用电子直线加速器,能量在150MeV范围内的医用电子直线加速器被广泛应用于放射治疗。目前，我国拥有1000余台医用电子加速器。医用电子直线加速器由电子轮、加速管、束流控制和冷却系统等主要部分组成。电子直线加速器是利用微波(超高频，一般为3000MHz)电场加速，电子在其中作直线运动的加速器。,由主控制台的触发器将调制器触发，产生系列脉冲加到磁控管阴极及电子枪的阳极，因而磁控管发生振荡，产生微

4、波功率，同时电子枪发射的电子也从轴向进入加速管，在加速管中微波与电子相互作用，使电子从微波电磁场中不断获得能量，最后由加速管终端输出至偏转盒，作为电子线输出，或者打靶作为X射线输出。靶的下面是均整器，其下面有平板电离室。平板电离室一方面将电子或X射线在其中的电离电流信号输送至剂量监测仪，以确定治疗剂量；另一方面将束流强度变化的信号输送至束流控制系统，通过前、后驾驶线圈来控制电子的运动轨道和输出量。,电子枪,脉冲调制器,主控制台,前驾驶线圈,波导系统,磁控管,束流控制系统,剂量检测仪,偏转盒,可调准直器,加速管,靶,后驾驶线圈,均整器,平板电离室,60Co治疗机,60Co治疗机一般由以下部分组成

5、：一个密封的60Co放射源；一个源容器及防护机头；具有开关的遮线器装置；具有定向的线束准直器；支持机头的治疗机架，用以调节线束方向；治疗床；计时器及运动控制系统；辐射安全联锁装置。60C0射线治疗与一般深部X射线(200400kV）治疗相比，具有很多独特优点，诸如穿透力强、保护皮肤、旁向散射小、骨和软组织有相同吸收剂量等。与医用加速器（大于4MeV）相比，具有经济、可靠、结构简单、维修方便等；缺点是半影大、半衰期短以及防护等问题。由于60Co治疗机具有上述优点，仍然是发展中国家放射治疗中的主要设备，目前我国拥有470余台60Co治疗机。随着我国国民经济的发展，医用加速器增长很快，相比之下60C

6、o治疗机增长缓慢。,刀装置,刀装置一般由辐射装置、头盔准直器、治疗床和液压系统、操作控制台和计算机三维治疗计划系统五大部分组成。多个60Co射线源呈半球壳式排列，每个源的射线束通过球壳形中间体上的对应准直孔向中心焦点聚焦。放射源的外围是半球形屏蔽体，向内通过带准直孔的中间体与头盔准直器一一对准。,我国是刀治疗大国，拥有150余台不同型号的刀装置。国内近10家刀生产厂商，生产头、体部治疗刀。国产刀每台使用的60Co 源的数量多至40枚，少至1枚（旋转式刀）。,后装治疗机,后装治疗机一般由密封放射源、源容器、输源钢丝及连结、施源器、源运动和实施治疗的控制系统和安全联锁装置等部件组成。后装近距离治疗

7、是通过施源器将放射源直接置入患者的肿瘤部位进行照射，其基本特征是放射源贴近肿瘤组织。目前，我国拥有约400台后装机，其中绝大部分是用192lr作为治疗源，少量的用252Cf中子源作为治疗源。,辐射危害因素,加速器,医用电子直线加速器可能产生的辐射危害因素主要包括： (1)加速器产生的电子束和电子打靶产生的X射线治疗束，用等中心处（距靶1m) 空气比释动能率表示，通常最大剂量率范围为6001000 (2400)cGy/min。射线能量：6MV-18MV (2)机头泄漏辐射，一般小于或等于治疗束剂量的0.1%。 (3)患者及室壁的散射辐射。 (4)光核反应产生的中子及其感生放射性当加速器的标称电压

8、大于或等于10MV时，主要考虑在X射线工作模式下(x，n)光-核反应产生的中子。对常用的医用电子加速器，在治疗束中距靶1m处中子剂量当量的分额通常小于X射线剂量的0.5%。主要的感生放射性核素是中子与加速器结构材料发生的(n，)俘获反应产生的放射性核素。由于加速器治疗室具有足够的屏蔽，这些感生放射性不会对治疗室外工作人员产生辐射危害。但停机后很快进入治疗室可能受到一定的照射。,60Co 射线远距离治疗机,(1) 60Co射线源产生的初始辐射，活度大于37TBq的60Co射线放射源，在等中心1m处空气比释动能率通常大于lGy/min。 (2)在治疗状态下，透过准直器的泄漏辐射在治疗束外的空气比释

9、动能率通常为距源相同距离处束轴上治疗束空气比释动能率的0.1%到0.5%。 (3)患者及室壁的散射辐射。 (4)在非治疗状态（源在贮存位置）下机头的泄漏辐射。距放射源防护屏蔽装置表面5cm处的周围剂量当量率（或空气比释动能率）不大于0.2mSv/h（或0.2mGy/h）；距放射源防护屏蔽装置表面1m处不大于0.02mSv/h（或0.02mGy/h）。 (5)载源器表面可能由于放射源物质泄漏引起的污染水平一般低于4B q/cm2。,后装机,对192lr 射线后装治疗机，微型单粒192Ir源的装源活度一般为3.7l011Bq。I92Ir的半衰期为73.8 d，发射光子的平均能量为0.37MeV。主

10、要辐射危害因素为l92lr源的初始辐射及其杂散辐射。,刀装置,刀装置应用60Co射线源，其半衰期为5.27年，平均能量为1.25MeV。活度范围2.2210146.66x1014Bq。头部治疗刀装置的最大准直器规格一般为50mm焦点距离约40cm。体部治疗刀常用最大照射野20cm20cm，焦点距离约50cm。主要辐射危害因素为： (1)60Co射线源产生的初始辐射，焦点处治疗束空气比释动能率一般大于1.5Gy/min。 (2)治疗状态下患者及周围物体的散射辐射。 (3)在非治疗状态下源装置的泄漏辐射。,放射防护措施,工作场所分区 安全防护装置 机房屏蔽 屏蔽设计验证计算举例,工作场所分区,控制

11、区监督区,(1)外照射治疗的照射室； (2)遥控后装治疗室； (3)所有放射源贮存室和放射源操作室。 对外照射治疗，常提出机房控制室是控制区还是监督区的问题。 在区域边界或适当位置处，应设有符合相关标准要求的电离辐射警示标志,安全防护装置,包括：联锁装置、警告装置和观察装置 联锁装置：包括门机联锁、两道独立的剂量联锁和紧急停机（回源）按健等。固定式辐射剂量监测报警仪运行警示装置、监视器与对讲设备,机房屏蔽,在预评价报告书中一般应对建设单位提供的机房屏蔽设计方案进行验证计算，并提出评价意见；也可以采用类比方法进行评价。在控制效果评价中应对屏蔽效果进行检测和评价。,影响外照射大小的三个重要参数是时

12、间、距离和屏蔽。这三个参数均包含在屏蔽设计中,屏蔽设计三个基本步骤,建立居留区计算点处有效剂量的设计值 估算在无屏蔽情况下计算点处的有效剂量 计算减弱倍数和屏蔽厚度,建立居留区计算点处有效剂量的设计值,在国际原子能机构(IAEA)出版物中，推荐的有效剂量典型设计值为：对职业人员为10mSv/a或0.2 mSv/week：对公众为0.5mSv/a或0.01 mSvweek。值得注意的是，当把这些典型设计值用于屏蔽计算时，在居留区内人员的实际个人剂量值将是有效剂量设计值的1/10到1/30，这是由于： 患者对入射束的减弱通常未被考虑： 假定了最大可能的泄漏辐射； 假定工作人员总是在最大受照位置：

13、对双模式加速器，总是假定加速器工作在x射线模式； 对双能量X射线加速器，总是假定其工作在较高能量。,在我国放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分：一般原则 (GBZT201.12007中，推荐的有效剂量参考控制水平值为：对职业人员为5mSv/a；或 0.1mSv/week；对公众为0.25mSv/a或0.005 mSv/week。机房屏蔽设计中，通常假定周工作负荷在一年中是均匀分布的，因此，只要满足周剂量限值（年限值的1/50）的要求，就可以满足年剂量限值的要求。若将年剂量限值分配到更小的时间间隔（如每小时），对放疗机房屏蔽设计而言，一般将加大对机房屏蔽的要求。,估算在无屏蔽情况下计算点处的有效剂

14、量,a)初始辐射（直接来自机器准直器出口） H未屏蔽= WUT d0 2/d2 (1)式中： H未屏蔽屏蔽条件下，计算点处的剂量，单位为Sv/week; do源到等中心距离（加速器的源轴距SAD），对加速器通常为lm; W一周工作负荷； U利用因子： T居留因子； d源到计算点距离。,b)患者散射辐射（初始辐射直接投射到患者） H未屏蔽= WT(F/Fo) (do/d1)2 (dod2)2 (2)式中：距散射体（患者）1m处散射辐射与距源1m处初始辐射的比率，并归一到患者受照表面积为400cm2； Fo一平均照射野面积(400 cm2)； F一患者实际受照面积，单位为cm2； do一源到等中心

15、距离，对加速器为1m； d1一源到患者散射体的距离，近似等于源到等中心距离，单位为m； d2一患者散射体到计算点距离，近似为等中心到计算点距离，单位为m；,泄漏辐射（对加速器仅在出束時存在）H未屏蔽=WTdo2/d2 (3)式中：泄漏辐射占初始辐射的比率； do一源到等中心距离，对加速器通常为1m; d等中心到到计算点距离（对所有可能机架角的平均距离）；,计算减弱倍数和屏蔽厚度,屏蔽厚度的计算方法：一是计算穿透因子（减弱倍数的倒数），通过查图表求得屏蔽厚度；二是使用什值层厚度（TVL）求得屏蔽厚度。本文采用后一种方法，这种方法可简化计算，特别是如果整体屏蔽体是由两种以上物质组时，只需使各种物质

16、的TVL数目之和等于所需要的总的TVL数。,X=TVL lg H未屏蔽/H控制 (4)式中：X所需的屏蔽厚度，单位cm; TVL什值层厚度，单位cm; H未屏蔽/H控制一屏蔽减弱倍数； H未屏蔽未屏蔽条件下计算点处的剂量，单位为Sv/week; H控制-计算点处剂量设计控制值，单位为Sv/week。,由于在屏蔽体表面附近存在一个衰减建成区，引入第一什值层TVL1加以修正，因此，总屏蔽厚度X由下式计算， X=TVL1+ (NTVL1）TVLe式中：NTVL 总什值层数，NTVL= lg H未屏蔽/H控制； TVLe一平衡什值层厚度。,屏蔽设计验证计算举例（以加速器为例）,一般考虑,在屏蔽验证计算

17、中，对双模式加速器（产生电子束和X射线），仅对最高能量X射线进行屏蔽计算。20 MeV电子在普通混凝土中的最大射程仅为5.2cm，防护X射线所需的屏蔽厚度能满足对电子束的屏蔽要求。 当加速器电压大于或等于10MV时，光子与机头屏蔽物质（如铅）发生光核反应，产生中子。铅、钨和其它高原子序数(Z)是有效的光子屏蔽物质，但不能有效地屏蔽中子。在机房内任一点的中子注量由直接中子、散射中子和热中子组成。对1025MV的加速器，直接中子的平均能量很少超过1 MeV，机房散射中子的平均能量约为0.24 MeV，除去热中子以外的中子平均能量约为0.34 MeV。高含氢物质能有效减弱快中子，混凝土有较高的氢成分

18、，0.34 MeV中子在混凝土中的TVL约为2lcm，而高能X射线( 1025MV)，在混凝土中的TVL约为4050cm。因此，如果对光子屏蔽是适当的，那么对中子也是适当的。但是，如果使用重金属或高原子序数(z)物质用于机房屏蔽，例如铅或铁用于组合屏蔽，应在金属夹层中添加中子慢化物质。,屏蔽验证计算,某单位拟购置西门子公司生产的PRIMUS型加速器，X射线最大能量为15MeV。,主屏蔽墙A,初始辐射（治疗束）周工作负荷W=1000Gy/week=1.0109Gy/week , 由图1可知，加速器等中心(s)到A墙外30cm处最近距离，d=4.0m+3m+0.3m=7.3m，而靶到A墙外最近距离

19、，d=7.3m+do( SAD) =7.3m+l.0m=8.3m。墙外为人行道（公众可及区），周剂量控制值H控制=5Sv/week (0.25mSv/50week)。U= 1/4,T= 1/8。将上述参数代入方程（1）和 (4)。,H未屏蔽= WUTd0 2/d2 =l.0109l/4l/8128.32 =4.54x105 X= TVL lg H未屏蔽/H控制 = TVL lg4.54105 5 =TVL lg (9.08104) = 4.96TVL,高能X射线在混凝土（2.35g/cm3）和铅中的TVL值,15MV加速器产生的初始X射线束在普通混凝土中的TVL1值为44cm， TVLe为4l

20、cm，该建设项目将采用普通混凝土作屏蔽材料，墙体厚度X=44+4l (4.96-1) =206（cm),泄漏辐射,泄辐射的屏蔽计算应考虑强调强因子。对调强治疗（IMRT)，调强因子定义为：调强放射冶疗每单位处方吸收剂量所需要的加速器平均监督单位(MUIMRT)数与常规放射治疗每单位处方吸收剂量的加速器监督单位( MUconv)数的比值。这个比值一般在210范围内。,W=5l.0109Sv/week（假定调强因子为5，实际情况下应考虑调强治疗和非调强治疗的工作负荷比例）； U=1; T=1/8; = 1I0-3; do=lm; d=4.0m+3.0m+0.3m =7.3m; H控制= 5Sv/w

21、eek;,将上述参数代入方程(3) 和 (4)，X=TVL lg H未屏蔽/H控制=TVL lg (5l.0109l/8lll0-3127.32)5 =TV/lg (2.34103)=3.37TVL,附表2 高能X射线的泄漏辐射在混凝土（中的TVL),15MV加速器产生的泄漏X射线束在普通混凝土中的TVL1值为36cm， TVLe为33cm（见附表2）。若使用普通混凝土作屏蔽材料，墙体厚度X=36+33(3.37-1) =114（cm),患者受照表面辐射,= 1.54l0-2（散射角为100，内插值，见附表3：00-100之间也存在散射，但没有可利用的散射系数）； W= 1.0 109Sv/w

22、eek; T=1/8; U=I/4； F=40cm40cm= 1600cm2； do=lm; d1=lm; d= 4.0m+3.0m+0.3m=7.3m; H控制= 5Sv/week。,H未屏蔽=WT (F/400) d02 d0 2/dl 2d22= (1.54xl0-21.0109l/8l/41600/40012x12)(12x7.32) =3.61104Sv/week X = TVLlg(H未屏蔽/H控制) =TVL/lg (3.6lx104/5) =3.86TVL,对于15MV加速器，患者的散射辐射在普通混凝土中的TVL为42cm(见附表4，因表中无100，故取150数据)，因此，屏蔽

23、厚度X=423.86=162cm。,附表4 不同散射角下患者散射辐射在混凝土中的TVL值（cm）,表中综合厚度是按照下述原则确定：当计算给出的各类辐射所需的屏蔽厚度中邻近两个较大厚度相差一个1/10值厚度或更大时，一般应采用其中较厚的屏蔽厚度；若相差不到一个1/10值厚度，则应当采用其中较厚的屏蔽并增强一个半值厚度，即增加厚度为0.302TVL。,初始束屏蔽墙宽度估算： 作为一般原则，初始束屏蔽墙宽度为投射到所考虑墙面的最大射野（方野或矩形野）的对角线长度，并在两侧至少各加30cm（见图2）。在等中心处最大射野为40cm40cm，投射到屏蔽墙面的方野边长，d=40cm(6.3m/1m)=252

24、cm=2.52m。对角线长，d=(2.522+2.522)1/2=3.6m。因此，屏蔽墙宽度dw=3.6+0.32=4.2m。,辐射检测的特殊问题,1 加速器脉冲场,辐射剂量监测中应注意的特殊问题之一是对加速器的脉冲场的监测，医用加速器是以脉冲方式工作的，脉冲宽度通常为几微秒，肿冲重复频率为每秒几百个脉冲。例如，加速器出剂量率为4Gy/min，肿冲重复频率为PRF为400次/s，那么每个肿冲的剂量为0.17mGy。若肿冲宽度为5s，那么剂量率为34Gy/s。有些仪器不能正确给出加速器辐射源按时间平均的剂量率，甚至失效，特别是脉冲计数仪器（G-M和闪烁型计数器）。G-M型计数器具有相对较大的死时

25、间（可达数百微秒），受加速器束流占空比（加速器提供有用束流时间的百分比）影响很大，即受束流脉冲宽度和频率影响很大，不适合用于测量加速器产生的脉冲场。闪烁型计数器用于测量加速器产生的脉冲场时容易出现饱和。因此这两种类型的探测器会低估脉冲辐射的剂量率，甚至失效。但是，它们具有响应快，适合于放射源(60Co、192Ir等)治疗屏蔽设施的扫描检测和快速探测加速器屏蔽设施可能存在的空隙和裂缝。对加速器屏蔽设施，需要使用电离室型巡测仪，最好具有累积剂量和剂量率两种测量模式。在加速器脉冲辐射场中，电离室型巡测仪也存在离子复合校正问题，但对防护剂量测量，其引起的误差可以忽略不计。,中子及其感生放射性,测量要求

26、,作为屏蔽设施的首次评价检测，每一面屏蔽墙外都应使用G-M或闪烁型计数器确认屏蔽是否存在缺陷。对加速器治疗室，测量时应使用最高可利用能量和最大剂量率。如发现屏蔽存在缺陷，应使用适当仪器在屏蔽缺陷位置作进一步测量。,对主屏蔽墙防护检测,使用最大射野，最大剂量率，准直器旋转45，使得照射野的对角线沿着屏蔽墙方向。测量的范围要从主墙屏蔽过度到次墙屏蔽，以确认主墙的宽度是否适当。测量时，辐射束中不放置任何模体。应在治疗室的平面图上标出测量点位置。,对次屏蔽墙防护检测,在等中心位置放置模体以模拟患者的散射辐射。对每面次屏蔽墙，在机架角00，900，1800和2700分别进行测量。在主墙与次墙的连接处进行

27、仔细测量以确定是否存在来自小角度散射的透射辐射。,对标称能量大于10MV加速器，还需测量机房门处或迷宫入口处及电缆通道等出口处的中子剂量。在机房顶部剂量水平较高的情况下，还需测量机房外可能由于天空散射产生的辐射水平；如在机房附近有高层建筑，还需测量这些高层建筑上层处可能由于机房顶层侧散射所产生的辐射水平。,测量报告,测量报告应包含下述信息： (1)机器型号，安装地点： (2)测量日期： (3)使用测量仪器的型号、系列号和校淮日期； (4)检测条件； (5)标有测量点位置分布的设施平面图； (6)检测结果与评价： (7)报告编制人等。,对存在个别防护薄弱环节的处置方法,(1)提供局部附加屏蔽； (2)限制射线束的方位，以避免投射到屏蔽薄弱区域。这个方法可以是临时性措施，到附加屏蔽到位为止；也可以是永久性的，即通过机械的、电器的联锁来禁止射线束投射到屏蔽薄弱区域，并明确写入操作规程； (3)限制人员进入指定区域，并作为控制区，设置适当辐射警示标志或设立物理屏障（如加锁的门）。在这种情况下，进入指定区域须经机器操作人员允许。,更正说明,