某医院192Ir近距离后装治疗机房辐射防护设计

吴友涛，李林涛 ，张德康（通信作者）

四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学医学院，放射肿瘤学四川省重点实验室 （四川成都 610041）

随着城市建设步伐的加快，某地主城区人口向新区扩散趋势明显，新区人口集聚以及城市配套设施建设都要求提高该地区的医疗技术和医疗设施水平。为分流老城区患者，同时满足新区就医条件，经上级批准某医院拟在新区建设新院区，并根据规划拟安装后装治疗机1台。近距离后装治疗是应用历史较长、应用范围较广的放射治疗技术，每年有大量患者接受该治疗，该治疗目前主要采用自动控制式近距离治疗后装设备，用于食管、直肠、子宫等人体自然腔道内肿瘤的治疗。

1 设计方案

该辐射源为1台近距离后装治疗机，设备尚未采购，厂商及型号待定。相关工作用房拟设置于医院肿瘤治疗中心楼（该楼地上共3层，无地下室）1层放射治疗中心。后装机房北侧为空地，东侧、南侧为过道，西侧为控制室和准备间，机房上方为核医学扫描诊断区，下方无建筑为土层，机房迷道呈“L”型，见图1。

图1 后装机房平面图及剖面图

后装机房主体结构为现浇混凝土，密度2.35 g/cm3；北侧、东侧、西侧墙体厚度均为700 cm，南侧迷路内墙厚度700 cm，迷路外墙厚度700 cm；顶棚厚度700 cm；机房铅门采用8 mm厚铅板。

2 方法

采用理论估算法评价电离辐射屏蔽效果。

2.1 辐射源参数及种类

根据医院业务需求和发展规划，拟使用192Ir作为辐射源，活度3.7×1 011 Bq。

2.2 关注点选取

后装治疗机房的防护主要是在γ放射源由贮源器送出后的整个治疗过程，其在治疗过程中对周围的照射，可视作γ点源各向同性，不同于加速器运行过程的照射，亦不同于γ远距离治疗时的照射特点。辐射防护屏蔽计算时，从偏安全的角度出发，忽略人体对射线的衰减作用，将放射源视为裸源进行防护计算；而裸源没有固定的照射方向，不分主、副防护，屏蔽墙的厚度仅决定于源与关注点的距离以及墙外环境人员居留情况。根据医院提供的相关信息，后装治疗机的移动范围距治疗室四周各墙体1 m，经分析，选取以下各点作为关注点（图1）：A点，东墙外30 cm处，过道；B点，南墙外30 cm处，过道；C点，西墙外30 cm处，控制室；D点，北墙外30 cm处，空地；E点，顶盖上方30 cm处，核医学扫描诊断区域；F点，防护门外30 cm处，准备室。

2.3 计算方法

2.3.1 墙体计算方法

计算方法选用GBZ/T 220.2-2009[1]附录D放射治疗机房屏蔽墙及防护门的一般核算方法，计算公式如下：

辐射源拟设置于机房中央位置，60Co活度为1.85×1011Bq（5 Ci），则有

式中： d为符合剂量率目标要求的主（副）墙屏蔽厚度，单位为mm； TVL为192Ir产生的γ射线在密度为2.35 g/cm3的混凝土中防护材料的十分之一值层厚度，单位为mm，TVL=152 mm[2]；A为γ放射源192Ir活度；Г为192Ir比释动能率常数，即0.111 μGy·m2MBq-1·h-1[3]；R 为墙外关注点与192Ir放射源间距离；Hp为对关注点处要求的瞬时剂量率控制水平，单位为μGy/h。

2.3.2 防护门计算方法

后装治疗机房防护门需考虑迷路入口墙体散射，外迷道口处剂量率Hw计算公式如下：

式中： H0为对距源1 m处的瞬时剂量率，H0= H0=0.111×3.7×105=4.1×104μGy/h ；d1为源到迷道口墙的距离，取3.0 m ；α1为迷道口墙的散射系数，取2.71×10-2（45°入射，垂直于墙散射）；A1为迷道口墙散射表面积，A1=2.2 m×4.5 m=9.9 m2；d2为迷道口处一点到门内侧距离，取5.8 m；计算出外迷道口处总剂量率，由防护门关注点处剂量限值为2.5 μGy/h，可得出防护门所需铅板厚度。

3 结果

计算结果表明，后装治疗机房防护设计符合GBZ121-2017《后装γ源近距离治疗放射防护要求》[4]和GBZT201.1-2007《放射治疗机房辐射屏蔽规范第1部分：一般原则要求》[5]的要求，具体如下。

3.1 屏蔽墙计算结果

按上述方法求得相应墙体混凝土（密度2.35 g/cm3）的屏蔽厚度，见表1。

表1 后装治疗机房验证计算厚度和屏蔽设计厚度对照

3.2 防护门计算结果

外迷道口处总剂量率为HT=36.4 μSv/h，防护门关注点处剂量限值为2.5 μGy/h，经1次散射到防护门处（其TVL按6 mmPb考虑），计算得出所需防护门厚度为7 mm铅板，因此，防护门采用8 mm铅板可达到安全防护要求。

4 讨论

根据《放射诊疗建设项目卫生审查管理规定》的分类，该医院后装治疗机建设项目属于危害严重类建设项目。总体分析结果表明，该建设项目在放射防护方面基本可行，同时，应注意以下几点：（1）后装机房建造应保证建筑材料和施工质量，混凝土应整体浇筑并有充分的振捣，以防出现裂痕和过大的气孔；（2）机房内、外墙上的电器部件（如配电箱等）的部位，应与同侧墙具有同等屏蔽，对嵌入式安装造成的局部屏蔽减弱部位，应进行屏蔽补偿；（3）放射治疗机房防护门应设计防挤压功能，防护门应设置电动和手动开启方式，以便停电时能够手动开启防护门；（4）为保障治疗室内人员在紧急状况下顺利逃出，应在防护门内侧安装应急开启按钮，但不能安装关闭按钮，防止紧急情况时按错按钮。