福建省核医学常用放射性核素辐射环境监测与分析

福建省辐射环境监督站 万子诚

福建省核医学常用放射性核素辐射环境监测与分析

福建省辐射环境监督站 万子诚

对福建省内核医学常用放射性核素18F、99mTc、131I的辐射环境进行监测。结果表明, 工作场所周围γ吸收剂量率测值范围为 0.10～0.64μGy/h，较环境本底值（0.20μGy/h）未明显升高；工作场所 β表面污染水平控制区测值范围为 0.02～10.4Bq/cm2，监督区测值范围为 0.03～3.58Bq/cm2，均低于国家标准相应限值；废水的 β放射性比活度测值范围为 0.21～0.98Bq/L，低于国家污水排放 β比活度限值（10Bq/L）。对给药患者体外辐射水平监测与分析可知，常用核素诊疗过程所致周围人员的年有效剂量符合国家技术标准限制要求。

核医学 常用核素 辐射环境 监测与分析

1 概述

核医学是利用核素和核技术来进行生命科学和基础医学研究并诊断和治疗疾病的一门新兴综合性交叉学科，是核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术与医学相结合的产物。其中利用18F、99mTc、131I放射性核素能量高等特性进行疾病诊疗，不可避免地带来放射性危害，同时因单次用药量和年用药量比较大的特点，因而引起广泛关注。患者在注射18F、99mTc，服用131I（本文仅针对131I治疗甲状腺癌）后一段时间进入相应机房进行扫描，整个过程中医护人员、陪同家属等均会受到一定照射，对周围环境影响很大；而核医学使用的其他放射性核素能量低，使用量较小，使用频次较低，有些属于豁免水平（125I放免分析和14C呼吸实验），对周围环境影响极小。

为分析福建省内核医学常用放射性核素辐射环境，本研究对18F、99mTc、131I核素诊疗场所和给药患者体外辐射环境进行了监测。同时，考虑给药患者体外辐射水平随时间变化，引入核素有效半衰期进行受照人员年有效剂量分析与评价，以期为今后核医学科辐射防护管理提供参考。

2 调查对象、内容及方法

调查福建省内15家使用18F、99mTc、131I放射性核素诊疗的相关医疗单位。主要监测内容：工作场所周围环境γ吸收剂量率，工作台面、墙壁、地面β表面污染水平，废水总β放射性比活度，给药患者体外30cm和1m处γ吸收剂量率。采用相应国家监测技术规范[1-6]开展监测工作。

3 工作场所辐射环境监测结果

监测结果表明（见表1～表3），工作场所周围γ吸收剂量率测值范围为 0.10～0.64μGy/h，较环境本底水平（0.20μGy/h）未明显升高，屏蔽体防护性能良好；工作场所β表面污染水平控制区（配药、给药室等）测值范围为0.02～10.4 Bq/cm2，监督区（候诊区、休息室等）测值范围为0.03～3.58Bq/cm2，分别低于国家技术标准[1]中控制区、监督区 β放射性物质污染限值（40Bq/cm2和4Bq/cm2）；废水的β放射性比活度测值范围 0.21～0.98Bq/L，低于国家技术标准[2]污水排放β放射性比活度限值（10.0Bq/L）。

表1 工作场所周围环境γ吸收剂量率监测结果（μGy/h）

表2 工作场所β放射性表面污染水平监测结果（Bq/cm2）

表3 衰变池废水总β放射性比活度监测结果（Bq/L）

4 给药患者体外辐射水平及所致剂量估算

4.1 给药患者体外辐射水平监测结果

给药患者体外辐射水平监测结果见表4。

表4 给药患者体外γ吸收剂量率监测结果（μGy/h）

4.2 典型照射情景分析

18F与99mTc检查照射情景可做如下分析：患者一般在注射药物后约40～60min进行显像检査，显像时间约30min，保守估计，患者在医院停留时间为2h。而131I治疗照射情景与上述两者的不同之处在于患者隔离治疗（无家属陪同），一般在其服用后第5～7d才进行全身显像。

职业人员划分为A、B两类，A类主要是配药、给药的医护人员，其与患者的平均接触距离为0.3m，接触时间为服药后的前5～10min；B类主要指给患者扫描检查的医技人员，其与受检者的平均接触距离为 1m，接触时间为候诊后的前5～10min。公众划分三类，分别是:（1）陪同家属，与患者的平均接触距离为1m，18F与99mTc检查保守估计接触时间为2.5h，包括患者在医院停留的2h和回家途中的0.5h，131I治疗保守估计接触时间为1.5h；（2）配偶，设定与患者平均接触距离为1m（未分床），8h的睡眠时间，共计给药后前7d；（3）患者归途中所遇人群为最典型的公众，与患者平均接触距离为1m，接触时间为服药后的2～2.5h。

4.3 核素有效半衰期

引入患者体内核素有效半衰期是进行患者受照剂量评估的前提。18F、99mTc半衰期短，忽略生物排泄作用，体内核素总活度变化可按物理半衰期下的规律变化，而131I半衰期较长，甲癌患者体内核素总活度必然受到生物排泄影响，体外辐射水平不按物理半衰期下的规律变化。18F、99mTc物理半衰期可视为患者体内18F、99mTc有效半衰期；131I有效半衰期选取Alhaj等人[10]测量311例患者1m处剂量率获得的平均有效半衰期12.75h。

4.4 辐射剂量估算

放射性核素所致辐射剂量的估算除了要考虑诊疗项目的核素特性、用药量外，还需要考虑人群与患者接触距离、时间等因素，特别是患者体内核素总活度变化导致的辐射剂量率变化。本文在考虑给药患者放射性随时间变化的因素，并引入核素有效半衰期的基础上，优化《环境地表γ剂量测定规范》GB/T 14583-93中剂量估算公式[4]，得出以下公式：

式中，He——有效剂量，mSv；0.7为剂量系数转换，Sv/Gy；t1，t2——测量初、末时间点，h； D（r，t1）——患者服药后t1时刻，距离其r处吸收剂量率，表4中测值，μGy/h；λ——核素有效衰变常数，h-1。

根据核医学常用核素诊疗典型照射情景，选取表4中相应监测值代入式(1)，可保守估算典型照射情景下单次诊疗所致职业人员有效剂量，结果如表 5、表 6所示，其中18F、99mTc、131I核素所致 A 类职业人员受照最大剂量分别为0.019、0.0036、0.2mSv，B类职业人员受照最大剂量分别为0.0024、0.00083、0.00015mSv。就公众而言，若患者给药后放开受照时间限制，核素衰变所致受照剂量大于核素衰变任何时间段的受照剂量，结合表4中相应监测值可保守估算典型照射情景下单次诊疗所致所致公众有效剂量，结果如表5、表6所示，其中18F、99mTc、131I核素所致公众受照最大剂量分别为0.065、0.048、0.0047mSv。

表5 单次典型18F、99mTc 检查所致周围人员受照最大剂量 (mSv)

表6 单次典型131I 治疗所致周围人员受照最大剂量

经调查，福建省内某肿瘤专科医院诊疗量最大，其中2016年度的诊疗量分别为18F核素300例次/月，99mTc核素500例次/月，131I核素20例次/月。一般情况，A类职业人员轮岗（工作时间为1月/年），B类职业人员无休息，依据上述典型照射情景下单次诊疗所致职业人员受照剂量，可保守估算常用核素所致职业人员年有效剂量，结果如表7所示，其中18F、99mTc、131I核素所致A类职业人员最大年剂量分别为5.7、1.8、4mSv，B类职业人员最大年剂量分别为8.6、4.98、0.036mSv，均低于国家技术标准中职业人员年有效剂量20mSv的限值[1]。

对于公众而言，其受照年有效剂量一般限于单次受照，结果如表7所示，其中18F、99mTc、131I核素所致公众最大年剂量分别为0.065、0.048、0.0047mSv，均低于国家技术标准中公众年有效剂量1mSv的限值[1]。

表7 131I、99mTc、18F所致职业人员、公众最大年有效剂量 (mSv)

5 结论

针对福建省内开展18F、99mTc、131I放射性核素诊疗的相关医疗单位，进行了γ吸收剂量率、表面放射性污染、放射性废水监测，结果表明，工作场所周围γ吸收剂量率测值范围为0.10～0.64μGy/h，较环境本底水平未明显升高，屏蔽体防护性能良好；工作场所β表面污染水平控制区测值范围为0.02～10.4Bq/cm2，监督区测值范围为0.03～3.58Bq/cm2，废水的β放射性比活度测值范围为0.21～0.98Bq/L，均低于国家技术标准限值。

本研究还对核医学诊疗中给药患者体外辐射水平进行了监测，划分潜在的受照人群，依据不同人群设定了若干与诊疗患者的照射情景，在考虑给药患者放射性变化，并引入核素有效半衰期的基础上，通过优化剂量估算方法，估算得出18F、99mTc、131I核素典型照射情景下单次诊疗所致周边人群受照剂量，进而结合最大工作量得出职业人员和公众的年有效剂量，A类职业人员最大年有效剂量分别为5.7、1.8、4mSv，B类职业人员最大年有效剂量分别为8.6、4.98、0.036mSv，公众最大年有效剂量分别为0.065、0.048、0.0047mSv，均符合国家技术标准限制要求。

[1] 潘自强,等. 电离辐射防护与辐射源安全基本标准:GB18871-2002 [S].北京:中国标准出版社,2002.

[2] 国家卫生部.医疗机构水污染物排放标准:GB 18466-2005[S].2005.

[3] 国家环境保护部.辐射环境监测技术规范: HJ/T 61-2001 [S].北京：中国环境科学出版社,2001.

[4] 国家环境保护部.环境地表γ辐射剂量测定规范:GB/T14583-93[S]. 1993.

[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员.表面污染测定第1 部分:β发射体（Eβmax>0.15 MeV）和α发射体: GB/T 14056.1-2008[S]. 2008.

[6] 国家环境保护部.水中总β放射性测定 蒸发法:EJ/T900-94[S].2001.

[7] 国家卫生部.临床核医学放射性卫生防护标准:GBZ 120-2006 [S].2006.

[8] 黄嘉麟,廖彤,刘宝华.核技术应用项目的辐射防护与安全[M]. 广州: 广东科技出版社, 2014.

[9] 郑钧正.电离辐射医学应用的防护与安全[M]. 北京: 原子能出版社, 2009.

[10] AlhajA N,LagardeC S,Lobriguito A M.Patient parameters and other radiation safety issues in131I therapy for thyroid cancer treatment[J].Health Phys, 2006 (91):119-122.

[11] 易艳玲.临床核医学诊疗中的辐射剂量与防护研究[D]. 上海: 复旦大学, 2012.