DR 检查室内扶持者所受辐射情况及单面屏蔽影响研究

马 震，汪建华，林启明

（中山市博爱医院医学影像科，广东中山 528400）

0 引言

DR 经过长时间的发展，已经成为现代医学最重要的检查手段之一。国内外学者一直在研究X 射线检查过程中产生的电离辐射对人体健康的损害[1-2]，以及如何进行防护[3-4]。随着研究的深入，人们越来越关注低剂量辐射带来的健康风险。Averbeck 等[5]认为人们更经常处于低剂量辐射环境中。Tang 等[6]研究发现低剂量辐射可能对健康产生一定影响。

目前国内外对X 射线的防护研究主要集中在保护受检者方面[2-5]，对X 射线检查中扶持者的防护研究比较少。本研究对2019 年9 月至2020 年2 月期间，在我科使用X 射线摄影系统行卧位和立位2种检查时，扶持者出现最多的区域的辐射剂量数据进行采集，研究X 射线诊疗过程中扶持者受到的辐射剂量情况及单面屏蔽的影响。

1 材料与方法

1.1 环境与设备

场所环境：本科室实际正常使用的X 射线检查室，面积为34.1 m2。最近一次环境评价合格。

X 射线检查设备：西门子Axiom Aristos MX 型X射线摄影系统。检查床长240 cm、宽80 cm，立位平板高53 cm、宽61 cm。X 射线发生器：功率50 kW，管电压150 kV，管电流500 mA。最近一次年检合格。

X 射线辐射剂量测量仪：白俄罗斯ATOMTEX AT1123 辐射剂量测量仪。脉冲辐射的环境剂量率当量范围为1～10 μSv/h，最小脉冲时间（短时辐射）为10 ns。最近一次年检合格。

单面屏蔽设备：苏州市苏东医用防护设备厂的升降式防护帘。铅当量为0.5 mmPb，面积为68.5 cm×32 cm，在有效期内。

1.2 检测区域

为了保证X 射线受检者检测部位满足检查条件，扶持者通常需要处于照射野旁最近的位置，将该位置定为检测区域。

卧位检查：球管自上向下垂直投照，距离地面2 m，距离平板探测器1 m。在检查床旁距离球管中心垂线0.5 m、距离地面1 m、与检查床长轴平行的位置设置防护帘。卧位检查示意图如图1 所示。

图1 卧位检查示意图

立位检查：球管水平投照，距离地面1 m。球管距离平板探测器2 m。在平板探测器旁设置防护帘，使其与平板探测器平行，间距5 cm，距离地面1 m，且使球管与防护帘的水平中线在同一平面内。立位检查示意图如图2 所示。

图2 立位检查示意图

1.3 摄影条件与采样点

摄影条件：管电压81 kV，管电流250 mA，曝光时间160 ms。照射野：30 cm×30 cm。将防护帘按照九宫格方式平分成9 个区域，每个区域中心位置为采样点。挂杆直径2.5 cm，升降柱的横截面为边长12 cm的正方形，防护帘与升降柱间距约5 cm。升降式防护帘如图3 所示。

图3 升降式防护帘

1.4 方法

由具有相关资质并获得国家认可的检测公司（广州南方医大医疗设备综合检测有限责任公司）派出专业团队携带检测设备按照项目设计采集数据并出具检测结果。拍摄流程：按研究方案设置防护帘、测量仪位置并固定，模拟正常拍摄情况，关闭好各个房门后在检查室外等候曝光，之后进入检查室内读取检测数据并复位。采样流程：在检测区域设置防护帘，并在防护帘后5 cm的位置设置测量仪，采集有屏蔽（5 cm）时的数据；采集完成后将测量仪贴住防护帘放置，采集有屏蔽（0 cm）时的数据；最后将防护帘移开，使测量仪与球管之间无任何遮挡，采集无屏蔽时的数据。所有数据均采集3 次，计算平均值。

2 结果

2.1 卧位和立位检测时的辐射剂量

X 射线检查设备产生X 射线的能量和数量存在波动，同时X 射线辐射剂量测量仪也存在一定误差，为了降低单个数据因波动和误差对结果的影响，所以对采样数据按行、列进行分析。按图3 点位分布，设①②③为上行，④⑤⑥为中行，⑦⑧⑨为下行；①④⑦为左列，②⑤⑧为中列，③⑥⑨为右列。采集数据结果基本符合距离中心线束越近辐射剂量越大，距离屏蔽面越远辐射剂量越大的规律。卧位检查时中列与X 射线中心线束距离最近，辐射剂量最大，左列和右列与X 射线中心线束距离稍远且相等，辐射剂量较小且较为接近，详见表1。立位检查时左列与X 射线中心线束距离最近，中列、右列依次逐渐远离，辐射剂量同样从左到右逐渐降低，详见表2。

表1 卧位检查时各点位不同状态时的辐射剂量检测结果 单位：nSv

表2 立位检查时各点位不同状态时的辐射剂量检测结果 单位：nSv

2.2 有屏蔽（0 cm）和无屏蔽时辐射剂量对比

对比有屏蔽（0 cm）和无屏蔽时的辐射剂量，单面屏蔽减少辐射剂量效果明显。（1）卧位：有屏蔽（0 cm）辐射剂量合计为268.960 nSv，无屏蔽辐射剂量合计为32 098.954 nSv。有屏蔽（0 cm）与无屏蔽相比，总体辐射剂量减少了99.16%，9 个采样点的辐射剂量减少幅度为98.72%～99.48%。（2）立位：有屏蔽辐射剂量（0 cm）合计为110.380 nSv，无屏蔽辐射剂量合计为1 706.754 nSv。有屏蔽（0 cm）与无屏蔽相比，总体辐射剂量减少了93.53%，9 个采样点辐射剂量减少幅度为88.36%～97.31%。立位检查时屏蔽面垂直于X 射线方向，与被照体表面平行，所以对来自被照体方向的辐射防护不足，从而导致减少辐射剂量的比例普遍小于卧位。

2.3 有屏蔽（5 cm）和有屏蔽（0 cm）时辐射剂量对比

对比有屏蔽（5 cm）和有屏蔽（0 cm）时辐射剂量，屏蔽面周围的防护能力相对于中心较差。（1）卧位：有屏蔽（5 cm）辐射剂量合计为445.042 nSv，有屏蔽（0 cm）辐射剂量合计为268.960 nSv。有屏蔽（5 cm）与有屏蔽（0 cm）相比，总体辐射剂量增加了65.47%，采样点⑤辐射剂量减少了10.77%，其余8 个采样点的辐射剂量均增加，幅度为14.83%～138.43%。（2）立位：有屏蔽（5 cm）辐射剂量合计为80.419 nSv，有屏蔽（0 cm）辐射剂量合计为110.380 nSv。有屏蔽（5 cm）与有屏蔽（0 cm）相比，总体辐射剂量减少了27.14%。采样点②、③、⑤辐射剂量增加，幅度为20.51%～30.23%，其余6 个采样点辐射剂量减少，幅度为14.62%～60.99%。卧位检查时，由于散漏射线具有来源广泛、方向混乱等特点，距屏蔽面5 cm 处散漏射线更多，因此辐射数值大幅度增加。立位检查时，因为在距离屏蔽面0 cm 处已经出现了对被照体方向防护不足的情况，因此增加与屏蔽面距离导致四周散射线增加的情况并不明显，而离辐射源越远辐射剂量越低的因素发挥了更重要的作用，所以出现了总体数值减少、各采样点数值有增有减的情况。

2.4 辐射剂量分布情况

按图3 点位分布，将辐射剂量数值按照上、中、下3 行和左、中、右3 列合计对比。（1）卧位：列对比时，中列均最大，分别大于左列28.49%～55.20%、大于右列21.85%～39.87%。行对比时，无屏蔽时上行最大，分别大于中、下行21.15%、17.34%；有屏蔽（0 cm）时下行最大，分别大于上、中行55.99%、50.39%。有屏蔽（5 cm）时下行最大，分别大于上、中行185.02%、213.48%。中列数值一直最大，表明使用屏蔽后左右两边的散漏射线并不多，而通过增加屏蔽后下行数值最大，表明有屏蔽时散漏射线主要来源于屏蔽面下方。（2）立位：列对比时，左列大于中列82.34%～209.14%，中列大于右列19.89%～49.71%，左列最大，右列最小，呈阶梯状分布，表明来自某处的辐射对结果产生主要影响。行对比时，无屏蔽时上行最大，分别大于中、下行2.10%、2.49%。有屏蔽（0 cm）时下行最大，分别大于上、中行112.70%、110.85%。有屏蔽（5 cm）时下行最大，分别大于上、中行21.51%、34.64%。由于立位检查时，球管、被照体以及屏蔽面和采样点所在平面位更加接近地面，因此来自地面的散射线比来自屋顶的多，所以增加屏蔽后下行数值最大。

3 讨论

本文为了研究实际诊疗过程中扶持者所受辐射情况以及单面屏蔽对散漏射线的影响，通过在正常工作X 射线检查室内，采用临床拍摄条件，模拟卧位和立位2 种检查方式，测量选定区域无屏蔽、有屏蔽、远离屏蔽时的辐射数据。考虑到水模形状规则、密度均匀，与人体差异较大，同时水对辐射有一定的吸收作用[7]，所以研究过程未使用水模。

3.1 散漏射线的主要来源

通过对结果中列数据的对比，发现越靠近X 射线中心线束和照射野辐射剂量越大，由于X 射线中心线束方向性好，在空气中传播产生的散射线较少，所以辐射主要来自被照体表面、浅层区域。卧位有屏蔽（5 cm）上行总辐射剂量大于中行，表明有来自上方的辐射剂量，应来自球管。有屏蔽时下行辐射剂量最大，分析原因是检测区和球管距离地面比屋顶更近，地面对检测区产生更多辐射。

3.2 立位时主要方向散漏射线大小

立位无屏蔽时，由于X 射线能量与距离的平方成反比[8]，球管到左、中、右列采样点距离分别约为2.045、2.104、2.185 m，对列比较的结果为左列大于中列5.87%、中列大于右列7.89%，与实际左列大于中列82.34%、中列大于右列49.71%这一结果不符，所以球管为次要影响。而地面辐射数值较小且分布均匀，所以地面为次要影响，平板探测器为主要影响。设平板探测器模拟辐射中心点到防护帘边缘位置的距离为x，到左、中、右列采样点距离分别为x+11.4、x+34.2、x+57.0。次要影响辐射剂量为y，球管在左、中、右列采样点辐射剂量分别为891.372-y、488.853-y、326.529-y，依据X 射线能量与距离的平方成反比[8]，建立方程组：

解得y=83.777nSv，即次要影响辐射剂量为83.777 nSv。3 列采样点辐射剂量合计为1 706.754 nSv、次要辐射剂量合计为251.330 nSv，所以3 列平均约有85.27%的辐射剂量来自平板探测器方向。

3.3 卧位时主要方向散漏射线大小

根据X 射线能量与距离的平方成反比[8]，卧位时球管到采样点辐射剂量/立位球管到采样点辐射剂量=立位球管到采样点距离的平方/卧位球管到采样点距离的平方。立位球管到采样点3 列的平均距离是卧位的1.86 倍，所以卧位时球管到采样点辐射剂量为3.46×83.777=289.868 nSv。由于立位次要影响主要包括球管和整个环境，而环境不能看作点辐射源，辐射随距离衰减程度较弱，由此推导出的结果略大于实际。有屏蔽（5 cm）下行距离地面最近，且在地面的投影面积最大，能够采集到最多地面方向的辐射。有屏蔽（0 cm）中行距离屏蔽面最近且在屏蔽面中间，各方面辐射的影响最小。所以有屏蔽（5 cm）时下行辐射剂量266.517 nSv 减去有屏蔽（0 cm）时中行辐射剂量77.553 nSv，最能体现每行来自地面的辐射剂量，为188.964 nSv。无屏蔽时的辐射剂量主要包含检查床、球管和地面3 个方向，总计32 098.954 nSv，减去3 列球管方向的辐射剂量289.868×3=869.604 nSv 和3 行来自地面的辐射剂量188.964×3=566.892 nSv，得出检查床方向的辐射剂量为30 662.458 nSv，占总辐射剂量的95.52%。

GB 4792—1984《放射卫生防护基本标准》[9]规定公众年辐射剂量不应超过1 mSv，《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》[10]规定扶持者在诊断治疗期间所受剂量不超过5 mSv。本次研究中最大辐射剂量为4 464.289 nSv，远低于各规定的要求，证明普通X 射线诊疗过程中产生的辐射属于低剂量辐射。研究表明，屏蔽面周边位置对后方5 cm 距离位置的防护效果已明显降低，而我国成年人胸厚普遍大于15 cm[11]，因此需要对侧面进行防护。研究同时指明了散漏射线的主要来源均不在屏蔽面的后方，因此可以不对后面进行防护。从防护最优化考虑，推荐使用梁丽等[12]列举的前面型防护围裙：前部防护由颈部到膝部以下，包括整个胸部和肩部，肩部材料宽度不小于110 mm，并至少延伸到肩后150 mm。围裙的长度充分减少了来自下方的辐射，向肩后延伸使围裙完全包裹住人体侧面，解决了单面屏蔽侧面防护减弱的问题，而减少后部防护可减轻质量，使穿戴更加舒适方便。

本研究结果表明，扶持者受到的辐射大部分来自被照体，这与X 射线设备的设计目的一致：球管产生的X 射线尽可能多地按照预设方向射向被照体，减少球管辐射泄漏，增加X 射线使用效率。同时相对于主射线，散漏射线的来源更加广泛，增加了防护难度。虽然可以改良防护装备以增强防护效果，也可以在X 射线设备内部填充吸收材料，将散漏射线转化成热能，但只要扶持者在检查室内就会不可避免地受到辐射。而方鹏等[13]研制了一种全自动胸部X 射线防护装置，5 mm 铅板大幅减少了辐射剂量，若继续升级改良，增加扶持功能，既可以避免扶持者进入检查室内受到辐射影响，又能对被检者提供更加安全的保障。

综上所述，扶持者受到的辐射主要来自3 个方向：被照体、球管和地面，其中被照体方向辐射最大。单面屏蔽周围防护能力相对于中心有不足，推荐使用前面型防护围裙。