某医院放射性同位素应用场所的辐射防护效果分析与评价

张厚军,王文斌

(核工业北京化工冶金研究院,北京 101149)

近年来,核医学在疾病诊治中的应用十分广泛,并发挥着极为重要的作用。在临床医学诊疗服务过程中,放射性同位素可能给工作人员和公众带来辐射危害[1]。核医学科已成为当代医学中不可缺少的一门学科[2],完善核医学科的放射防护管理措施,加强放射医疗工作者和公众的放射防护管理,能够有效减少个人受照剂量[3]。

目前科研工作者对核医学科放射防护管理方面已经进行了大量的研究,为进一步加强预防性放射防护[4],提高核医学科的辐射防护水平,笔者实地调查了多所医院核医学科,并选取了1所典型医院,对其核医学科辐射环境现状进行了监测。在对监测结果分析的基础上,评估各项辐射防护设施和措施的有效性,明确对放射医疗工作者和公众的辐射危害的可接受程度,并提出改进措施或建议。

1 放射性同位素应用流程

1.1 同位素131I

131I一般用于治疗甲亢,可减少甲状腺激素的合成和分泌,从而起到治疗作用[5]。131I能量低(最大能量0.606 5 MeV)、射程短(约2～3 mm),可基本上被甲状腺组织所吸收,其在甲状腺内的有效半衰期一般为4～6 d。

在自动分装仪中远程操控131I放射性药品,实现自动给药,根据需要配制不同浓度的药剂。

1.2 同位素99mTc

99mTc是用于临床单光子显像的主要药物[6],其发射的γ射线平均能量为141 keV,半衰期为6.02 h。使用前在通风柜内制备放射性核素标记化合物,然后根据检查项目在注射室完成注射给药,用SPECT对病人进行局部或全身显像。

1.3 同位素89Sr

89Sr常用来治疗骨转移瘤和诊断患者病变状况显像等,具有较高生物杀伤力,将核素与载体结合后可使其选择性地浓集在转移瘤处,达到治疗的目的。89Sr发射纯β射线,其能量为1.46 MeV,半衰期约50.6 d[7]。

1.4 同位素32P

32P的物理半衰期为14.3 d,平均能量为0.695 MeV,发射的β射线具有射程短、穿透力弱的特点。穿透力只有2～3 mm的β射线会对局部皮肤产生辐射生物效应,加快皮肤的新陈代谢,使皮肤的细胞发生改变,促进皮肤组织向正常的皮肤转化。

32P应用于皮肤敷贴时,在通风橱中将磷酸氢钠口服液涂在吸附滤纸上并烘干后,剪裁合适形状,并用塑料薄膜包裹后贴在病变部位。

2 应用场所辐射防护措施

2.1 辐射屏蔽

应用场所的防护措施包括墙体、顶棚、地板、防护门等。该同位素应用场的防护措施见表1。

表1 核医学同位素相关场所防护措施Table 1 Protective measures for isotope related sites in nuclear medicine

2.2 放射性工作场所分区

核医学科由医生办公室、治疗室、固废暂存间、服药室、病房、ECT检查室、病人卫生间等组成,其工作场所分为控制区和监督区,控制区包括ECT检查室、治疗室、服药室、病房、固废储存室、给药室、注射室、注射后患者候诊区、病人卫生间等,其他区域为监督区;各区之间均设有隔离门,以保证各区之间具有实体边界。该核医学科分区明确,通道合理[8]。

2.3 非密封放射性工作场所三废处理

2.3.1 放射性废液处理

患者的排泄物中含有大量的放射性131I,核医学科设置3个衰变池,衰变池设在核医学科北侧约30 m,位于地下,人员较少到达该区域。

衰变池池底和池壁坚固,采取了相应的防渗处理措施,耐酸碱腐蚀。3个衰变池总容积为120 m3,可以收集2.7年的废水,3个衰变池交替使用能达到排泄物经过10个以上半衰期衰变后排放的要求。衰变池的废水经过衰变后,经有资质的单位检测,达到排放水平后排入医院污水处理站,进一步处理达标后排入城市污水管网[9]。

由于服药后的患者是一个移动的放射源[10],因此,在住院期间患者在特定区域内活动,为服药患者和住院患者设置专用卫生间[11],专用卫生间下水道直接接至衰变池。

2.3.2 放射性废气处理

核医学科在通风橱分装、稀释液态放射性药品,操作时间较短;通风橱的顶部连接排风管道,其通风量在通风橱半开条件下风速不小于1 m/s,能有效防止放射性气体及气溶胶对工作场所造成交叉污染;在正常情况下,通风橱排出气体的放射性活度很小。通风橱的废气由排放系统直通屋顶,高出屋脊3 m排放,且设置了活性炭过滤装置。

2.3.3 放射性固废处理

固态废弃物主要为一次性塑胶手套、小塑料口杯和注射器,固体废弃物产生量约为26 kg/a。产生的放射性固体废物用塑料袋统一收集,包扎好并编好日期,按不同核素分类储存在衰变箱内,衰变箱上设电离辐射标志。经过10个半衰期以上衰变后,经有资质的单位检测达到排放水平后,作为普通医疗垃圾处理。废药盒及废旧99Mo-99mTc发生器置于铅罐中,储存在固废暂存间内,最终由厂家回收。

2.4 其他防护措施

131I自动分装仪,采用北京恒昌高科RM-905adP型131I自动分装仪,采用50 mmPb防护;同位素应用场所配备铅防护眼镜、铅帽、铅衣、铅围脖、铅手套等,以及送药盒、淋洗罐、放射废物储存桶、铅屏、铅移动注射车和个人剂量报警仪;病人出入口、各功能用房设置电离辐射警告标志,监督区和控制区设置电离辐射警告标志和隔离措施,SPECT机房门口设置电离辐射警告标志及工作指示灯;配备RM-905a型活度计,JB4040型表面沾污仪,RM-905adP型全自动给药机;操作人员佩带个人剂量计,禁止工作人员在控制区和监督区进食、饮水、吸烟,工作人员操作后在离开工作室前需洗手。

2.5 防护措施符合性分析

该放射性同位素应用场所辐射防护措施满足《核医学辐射防护与安全要求》(HJ 1188—2021)第6章“工作场所的辐射安全与防护”中的要求,满足《核医学放射防护要求》(GBZ 120—2020)第5章“工作场所的放射防护要求”中的要求。

3 放射工作场所检测与分析

核医学的主要检测因子为周围剂量当量率、β表面污染及衰变池排水口总α、总β。使用的检测仪器主要有AT1123型γ辐射剂量率仪和CoMo170型表面污染监测仪,AT1123型γ辐射剂量率仪的能量响应为0.015～10 MeV,测量范围为50 nSv/h～10 Sv/h,脉冲辐射的最小持续时间为10 ns;CoMo170型表面污染监测仪的探头面积为170 cm2。

选取附近敏感点为检测关注点(图1),检测时段为医院正常诊疗时间,相关检测方法及方法来源见表2,检测结果见表3～表4。

图1 检测布点示意图Fig. 1 Detection layout diagram

表2 检测方法及方法来源Table 2 Test method and method source

表4 β表面污染检测结果Table 4 Test results of β surface contamination

由表3可看出,核医学科工作场所及周围剂量当量率为107～541 nSv/h,满足《核医学放射防护要求》(GBZ 120—2020)中规定的“在核医学控制区外人员可达处,距屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率控制目标值应不大于2.5 μSv/h”的要求。检测最高值出现在131I分装给药室内,且131I自动分装仪出药口处周围剂量当量率远高于本底值,经分析认为自动分装仪出药口在给药结束后有滴漏现象。

由表4可看出,核医学科工作场所及周围β表面污染为

根据衰变池出水口的检测结果,核医学科衰变池出水口总α为0.22 Bq/L、总β为0.13 Bq/L,满足《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466—2005)中的规定的“放射性最高允许排放浓度总α为1 Bq/L,总β为10 Bq/L”控制水平。

4 剂量估算

核医学科的放射工作人员所受的职业照射主要来源为γ射线和β射线,由于使用的放射性药物为液态,且在常温、容器包容下操作,在正常使用情况下,内照射可忽略。β射线能量较低,在空气中的射程较短,由β射线导致的外照射也可忽略,故本研究只估算γ外照射剂量。

外照射人均年有效剂量为关注点剂量率、年照射时间和居留因子之积,估算得到的放射工作人员外照射剂量见表5。可以看出,放射工作人员接触的剂量水平低于基本标准中的剂量限值。本研究取基本标准中规定的年剂量限值的四分之一为管理目标值(即5 mSv),估算的年有效剂量远小于管理目标值。

表5 工作人员所受外照射附加年有效剂量估算结果Table 5 Estimation results of additional annual effective dose of external exposure to staff

5 结论与建议

5.1 结论

该医院核医学科屏蔽体的屏蔽效果良好,各场所的屏蔽措施有效。在现有辐射防护设施和措施条件下,辐射水平较低,能够有效保障医护人员的职业安全以及患者和公众的身心健康。

5.2 建议

建议工作人员定期对131I自动分装仪出药口处进行擦拭去污,每次操作后使用便携式辐射监测仪监测γ辐射剂量率水平。