PET-CT中心医用回旋加速器及机房设计简介

樊宽章 张伟 侯婵 孟凡力

1 中国海洋大学信息科学与工程学院 （青岛 266100）

2 青岛大学医学院附属医院 （青岛 266003）

加速器按粒子加速方式不同分为直线加速器和回旋加速器。回旋加速器按使用用途分为医用回旋加速器、科研型回旋加速器及其他用途回旋加速器等。医用回旋加速器又分为治疗型回旋加速器和制药型回旋加速器，治疗型回旋加速器如IBA公司产的MM50，制药型回旋加速器如PETCT中心医用回旋加速器，可根据加速器粒子加速能量的不同分为不同的型号，如10M、12M、18M、20M等型号。我院PETCT中心医用回旋加速器为日本住友公司产的10M医用加速器（以下简称医用回旋加速器）。下面对我院加速器机房设计及建设做一简单总结。

PETCT中心医用回旋加速器主体设备分为主磁体、靶系统、屏蔽体、电器柜、真空系统、控制系统等，附属设备分为气瓶罐、空压机、水冷机等。另外，要把医用加速器生产出的放射性粒子合成为PETCT示踪剂，还需要以下设备：合成模块、合成模块箱、层流机房、质控及放化用实验室设备等。

医用回旋加速器工作原理如下：利用真空泵对加速器内部保持真空状态，通过控制系统对加速器进行参数设定，添加生产所需原料，由离子源产生带电离子，对带电粒子进行加速，达到相应能量后轰击靶系统，产生放射性物质。在控制系统的控制下，根据不同的PETCT检查，将相应的放射性物质传送到合成模块箱内，由合成模块合成不同的PETCT示踪剂。示踪剂生产后由工作人员对其进行质量控制，质检合格后方可注射到病人体内，用于PETCT检查。加速器工作过程中利用水冷及风冷对相应部件进行冷却。

PETCT中心医用回旋加速器机房大体分为：主机房、气瓶间、控制室、合成热室、放化室、质控室、层流机房等。医用回旋加速器在生产PETCT示踪剂过程中，加速器机器及其周围将产生非常强的辐射性。同时PETCT示踪剂本身具有很强的辐射性，为加速器以外最大的辐射源。医用回旋加速器在生产过程中需要氢气、氦气、氮气、空气等压缩气体，所以在机房设计及建设时，要充分考虑泄露及防爆问题。根据国家放射性药物生产使用管理规定及准则，药物合成房间必须达到相应的净化要求，洁净度达到十万级水平，以保证生产的放射性药物达到国家标准，同时符合国家环保要求。根据“国家放射性同位素与射线装置放射防护条例”、《环境保护法》及相应的法律法规，整个区域及流程须符合相应的法律法规规定。

主机房设计建设时要注意以下几个方面：（1）主机房选址时应在环保部门的指导下，选择建设在环保部门审核通过的建设位置，并做屏蔽体。医用回旋加速器在生产放射性药物的过程中，将产生非常强的放射性，辐射源主要包括瞬时辐射源（主要指放射性核素和伴随产生的中子等）、中子活化物以及中子在慢化吸收过程中产生的高性能射线和放射性废物。加速器屏蔽体为自屏蔽体，内含硼砂化合物及混凝土成分，其作用是把95%以上有害放射性辐射线阻挡在加速器主体附近较小的范围内，避免对周围环境及操作人员的辐射损伤，剩余有害放射性辐射线利用机房四周墙壁浇筑相应厚度的混凝土来防护。另外入门处要做迷道设计，以更好的保护周围环境，同时避免对工作人员的辐射损伤。主机房墙壁须根据加速器能量达到相应的防护级别。（2）由于主磁体、屏蔽体体积和重量较大，主磁体及四块屏蔽体共计50余吨（重量因型号及品牌略有不同），安装时需由专业吊装公司把加速器主体设备吊入机房，所以在机房建设时需根据磁体及屏蔽体的尺寸及重量预留吊装口，以方便吊装。一般吊装口根据现场环境预留在机房侧面或顶部为宜，待吊装结束后再对吊装口进行封堵浇筑。（3）加速器生产放射性药物时，加速器室内会产生气态放射性污染，主要有加速器室内被活化的气体、臭氧、和气态放射性药物等，为保证工作人员安全，需对机房安装CRV空调以保证机房在负压状态下保持温湿度，同时安装独立排风系统，并在排风系统出口处放置活性炭吸附装置，以保护环境安全。（4）机房地沟及穿墙孔要用铅砖封堵，以避免射线泄露。（5）预留上水点及排水地漏，以应对冷却水跑漏时应急处理。

气瓶间由于放置压缩氢气、氦气、氮气等，需要保持房间干燥，并对房间做防爆设计 。同时，要设置泄压窗或泄压门，以保证在气体爆炸时及时泄压，保护工作人员及设备安全。

根据国家放射性药物生产GMP标准，药物合成热室必须达到净化要求，洁净度达到万级水平，以保证生产的放射性药物达到国家相应标准，同时符合国家环保要求。放射性药物的和成及分装均在药物合成热室内完成，合成模块及分装模块均放置于模块箱体内，合成模块箱在模块箱六面用铅砖做严格放射防护，并在模块箱体内设置专用排风系统，保持箱体内负压状态，合成热室机房四周墙壁浇筑相应厚度的混凝土来保护工作人员及环境。进出合成热室的通道根据功能分为人流通道和物流通道，保证人流和物流分离。人流通道设置一更、二更，在一更处设置衣帽间，工作人员进出时均需更换衣服、鞋帽，二更处放置洗手池和自动烘干器。为保证内部环境洁净要求，须在机房内设置专门清洁间，设置专用清洁用具，并放置具有烘干功能的洗衣机，以及时清洗内部工作服。为工作方便，在合成热室和质控室与放化室之间设置传递窗口，以方便合成后的药物传动到质控间和放化室，作相应的质控和试验。

总结：PETCT中心医用回旋加速器由于其工作时具有放射性，机房建设时应根据国家法律法规、设备工作原理及工作流程，制订详尽方案，以最大限度保护工作人员与周围环境。

[1]电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].(GB18871-2002).

[2]张丹枫 赵兰才.辐射防护技术与管理[M].南宁:广西民族出版社,2003.506.

[3]医用电子加速器卫生防护标准[S](GBZ126-2002).