广西医用电子加速器验收检测泄漏辐射水平分析*

赵新春 周 艳 张会敏 陈掌凡 谢 萍*

广西医用电子加速器验收检测泄漏辐射水平分析*

赵新春① 周 艳① 张会敏① 陈掌凡① 谢 萍①*

目的：验收、检测广西地区医用电子加速器，分析其泄漏辐射水平，为估算放射职业人员、患者辐射防护剂量水平和制定放射防护控制策略提供依据，为医院的放射治疗质量控制提供指导。方法：对广西29台医用电子加速器进行验收、检测。使用热释光剂量计(TLD)测量加速器的泄漏辐射水平；使用中子测量仪测量中子的泄漏辐射水平，结合国家标准对其进行分析与评价。结果：加速器透过限束装置的辐射泄漏率最大值≤1.2%，平均值≤0.65%；距电子轨道1 m处辐射泄漏率最大值≤0.46%，有用线束中心轴2 m圆平面内辐射泄漏率最大值≤0.19%，平均值≤0.09%；标称能量≥10 MV的加速器，其电子轨道1 m处中子的辐射泄漏率最大值≤0.032%，有用线束中心轴2 m圆平面内中子的辐射泄漏率最大值≤0.028%，平均值≤0.014%。结论：所检测设备的泄漏辐射水平均在国家标准控制范围内，医用加速器的泄漏辐射水平是设备防护性能的重要指标，在其投入使用前必须通过验收，以确保医疗质量和安全。

医用电子加速器；泄漏辐射；热释光剂量计；辐射剂量；中子剂量仪

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

随着放射治疗在临床肿瘤治疗中的地位日益显著，利用医用电子加速器进行放射治疗已经成为肿瘤治疗的重要方法，尤其是调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy，IMRT)的临床应用为肿瘤的放射治疗带来变革[1]。放射治疗技术在广西传统的三甲医院已经成熟，部分地、市和县级医院逐渐开展了加速器放射治疗，目前广西各级医院陆续购置29台医用电子加速器。医用电子加速器是“双刃剑”，即能有效对患者进行治疗，提高患者的生存质量，同时存在辐射危害的隐患。加速器的泄漏辐射水平是反映加速器防护性能的基本指标，同时也是放射治疗中人体靶外剂量的重要来源[2]。加速器运行时所产生的泄漏辐射不容忽略，尤其是在加速器机房的辐射防护中，其泄漏辐射存在于机房次墙、机房迷路入口处中[3-4]。因此，每台加速器在投入使用前必须满足相应的泄漏辐射控制目标[5-7]。广西壮族自治区疾病预防控制中心对2007-2013年广西医用电子加速器检测验收结果进行了分析，重点分析加速器的泄漏辐射水平。

1 设备与方法

1.1 受检设备

本次检测验收对象为2007-2013年广西医用电子加速器29台，其中包括ELEKTA加速器10台、Varian加速器6台、西门子PRIMUS加速器7台、医科达北研医疗器械有限公司BJ系列加速器3台、北京高能大恒加速器有限公司KB1800型加速器1台、山东新华医疗器械股份有限公司XHA600D型加速器1台以及江苏海明医疗器械有限公司HM-J-16型加速器1台。上述被检测设备均为当时新安装的设备，检测验收前已进行了调试和试运行。

1.2 检测仪器

RGD-3A型热释光剂量仪，量程0.01～9999000 μGy，康科洛电子有限公司生产。PTW-UNIDOS型通用剂量计，德国培特威公司生产。FHT762型便携式中子测量仪，量程10～100000000 nSv/h，美国赛默飞世尔公司生产。上述设备均由中国计量科学研究院检定，仪器均在检定有效期范围内使用。

1.3 分析与评价标准

依据国家标准进行分析与评价，其标准为：①GBZ126-2002医用电子加速器卫生防护标准与GBZ126-2011电子加速器放射治疗放射防护要求；②GB/T19046-2003医用电子加速器验收试验和周期检验规程；③GB 9706.5-2008医用电气设备 第2部分：能量为1～50 MeV电子加速器安全专用要求；④GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准。

1.4 方法

按照有关标准使用PTW-UNIDOS型通用剂量计对加速器的输出剂量进行校准，使用热释光剂量计(TLD)和便携式中子剂量仪分别测量加速器X射线泄漏辐射水平和中子的泄漏辐射水平[8]。

(1)透过限束装置的泄漏辐射监测。采用图1所示方法进行布点测量，O为中心，测量点以5 cm均匀间隔。

图1 透过限束装置的X射线泄漏辐射布点监测示意图

(2)最大有用线束外的泄漏辐射(中子除外)。①垂直于有用线束中心轴，并以轴为圆心半径为2 m的圆平面内漏射线测量，采用图2所示方法进行布点测量，O为中心，圆半径向外依次为20 cm、50 cm、80 cm、150 cm和200 cm；②距电子轨道1 m处的泄漏辐射，采用图3所示方法行布点测量。

图2 垂直于线束中心轴半径为2 m的圆内平面布点监测示意图

图3 距电子轨道1 m处的泄漏辐射布点监测示意图

(3)对于X射线能量≥10 MV的加速器最大有用线束外的中子泄漏辐射。垂直于有用线束中心轴，并以轴为圆心半径为2 m的圆平面内中子的泄漏辐射监测；沿照射野每一主轴取最大方形边缘20 cm及距中心轴100 cm处测量8个点。采用加速器最大等中心剂量率开机照射，用中子剂量仪布点测量出8个点中子瞬时剂量率值(将监测设备全置于监测点，利用加速器操作室的摄像监视系统注意观察剂量仪读数或将探头置于监测点，用30 m长的数据连通探头至机房外，手持剂量仪读数)。如图4所示，①～④点为最大方形野边缘20 cm处的点，⑤～⑧点为距中心轴1 m处的点。距电子轨道1 m处的中子泄漏辐射：如图3所示，换用中子剂量仪进行布点测量。

图4 中子泄漏辐射布点监测示意图

2 结果

2.1 透过限束装置的相对辐射泄漏水平

29台加速器透过限束装置的相对辐射泄漏率最大值为1.2%，其数值为0.41%～1.2%，并在其之间波动，均低于国家标准要求的2%，相对辐射泄漏率平均值为0.21%～0.65%，低于国家标准0.75%(见表1)。

2.2 最大有用线束外的相对辐射泄漏水平

距电子轨道1 m处相对辐射泄漏率最大值为0.46，其值为0.11%～0.46%，并在其范围内变化，均低于国家标准值0.5%。有用线束中心轴2 m内圆平面内相对辐射泄漏率最大值为0.19%，其值为0.05%～0.19%，低于国家标准规定的0.2%；其平均值位于0.02～0.09，也低于国家标准规定的0.1%(见表2、表3)。

表1 透过限束装置的相对辐射泄漏水平

表2 最大有用线束外的泄漏辐射(中子除外)

表3 有用线束外的中子泄漏辐射

对X射线标称能量≥10 MV的加速器，距电子轨道1 m处中子的相对辐射泄漏率最大值为0.032%，其值为0.007%～0.032%，低于国家标准0.05%；有用线束中心轴2 m内圆平面内中子的相对辐射泄漏率最大值为0.028，其值为0.005%～0.028%，低于国家标准0.05%；平均值为0.003%～0.014%，低于国家标准规定的0.02%。

3 讨论

按照国家标准要求对医用电子加速器测试时可调限束装置应为全闭，然而国产和进口设备的可调限束装置不能严格地完全关闭，投影到野内会有0.2～0.5 cm宽的方形缝隙，因此必须用2～3个1/10值层的吸收材料进行减弱，否则监测结果会有所偏大。

加速器在临床运用前必须通过各项性能的检测和防护检测，国内对此已有相关报道[9-12]。医用电子加速器的泄漏辐射水平是设备防护性能的重要指标，在加速器临床放射治疗中泄漏辐射水平过高时，可能会对患者病灶外的正常组织产生过多的靶外剂量，从而增加正常组织放射损伤的危险，进而影响治疗效果和患者的生活与生存质量[13-16]。加速器建设项目中的职业病危害分类属于放射性危害与诊断风险为严重危害类别，从事加速器放射治疗的医疗机构需取得省级卫生行政部门核发的加速器配置证。目前，广西约有40余台加速器在从事放射治疗，2007-2013年是广西加速器更新、升级的高峰期，已有29台通过了验收检测。由于样本数量少，不便于通过监测数据横向分析、比较各能量档不同型号、不同厂家设备辐射泄漏性能的优劣；也不便于纵向分析比较同一型号，不同能级设备辐射泄漏水平的优劣。

加速器泄漏辐射的剂量与加速器机头组装体、电子轨道的材料和结构、靶材料和电子束能量等有相应关系。然而，现场测量条件、测量设备的使用及人为操作因素等也会影响检测结果，因此必须严格依据国家标准、遵守作业指导书采取缜密的质量控制措施，最大程度地避免人为因素可能带来的测量误差，以保证测量数据的科学性、可靠性和客观性。

[1]窦文.调强放射治疗射野和剂量的验证[D].广州：南方医科大学，2012：3-6.

[2]马永忠，王时进，苏旭，等.某医院18MV医用加速器靶外辐射剂量水平及其影响因素[J].中国职业医学，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]中华人民共和国卫生部.GBZ126-2002医用电子加速器卫生防护标准[S].北京：中国标准出版社，2002-04-08.

[6]国家质量监督检验检疫总局.GB9706.5-2008医用电气设备第2部分：能量为1MeV至50MeV电子加速器安全专用要求[S].北京：中国标准出版社，2008.

[7]国家职业卫生标准.GBZ126-2011电子加速器放射治疗放射防护要求[S].中华人民共和国卫生部，2011-11-30.

[8]国家质量监督检验检疫总局.JJG 589-2008医用电子加速器辐射源检定规程[S].北京：中国质检出版社，2009.

[9]张会敏，陈掌凡，赵新春.广西某医院医用电子加速器验收检测与评价[J].职业与健康，2011，27(22)：2543-2545.

[10]张京战，周开建，赵智慧，等.河北省部分医用电子加速器性能检测结果与分析[J].中国辐射卫生，2011，20(2)：209-210.

[11]鄢立刚，寇庆河，仝玉社，等.某军区2010年医用电子加速器性能检测与质量控制[J].中国辐射卫生，2011，20(2)：215.

[12]陈军军，苟于强，吴敏，等.医用电子直线加速器辐射防护验收[J].职业与健康，2010，26(15)：1698-1701.

[13]王燕，孟庆勇.低剂量辐射诱导适应性反应机制的研究进展[J].中国辐射卫生，2013，22(4)：509-512.

[14]马建萍，赵仁，何剑莉，等.106例宫颈癌放疗所致放射性损伤的临床分析[J].宁夏医学杂志，2013，34(3)：260-261.

[15]马永忠，王时进，苏旭.放射治疗并发的靶外放射损伤[J].中国自然医学杂志，2007，9(3)：267-270.

[16]刘发全.辐射损伤与修复的研究近况[J].国外医学：放射医学核医学分册，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

卫生行业科研专项(201002009)“辐射危害控制与核辐射卫生应急处置关键技术研究及其应用”

①广西壮族自治区疾病预防控制中心放射卫生防护所 广西 南宁 530028

*通讯作者：308982855@qq.com

赵新春,男,(1977- ),硕士，工程师。广西壮族自治区疾病预防控制中心放射卫生防护所，研究方向：辐射检测与评价。