核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控及語(yǔ)音提示報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

陳 渝，向 逾

核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控及語(yǔ)音提示報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

陳 渝，向 逾

目的：研制一種能對(duì)核醫(yī)學(xué)科服藥受檢者進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)及語(yǔ)言提示，同時(shí)可告知醫(yī)務(wù)工作人員服藥受檢者動(dòng)向的輻射場(chǎng)所監(jiān)控報(bào)警裝置。方法：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)核醫(yī)學(xué)科服藥受檢者的管控要求，利用成熟的劑量檢測(cè)儀及自制多通道電氣控制器組成管控點(diǎn)劑量監(jiān)測(cè)及語(yǔ)音提示裝置。結(jié)果：實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控點(diǎn)對(duì)服藥受檢者的劑量監(jiān)測(cè)、語(yǔ)音提示及醫(yī)護(hù)工作站的檢測(cè)報(bào)警位置指示。結(jié)論：輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置能有效管控核醫(yī)學(xué)科服藥受檢者的任意通行，提高了現(xiàn)場(chǎng)輻射防護(hù)的安全性。

輻射場(chǎng)所；劑量監(jiān)控；語(yǔ)音提示；裝置研制

0 引言

大部分醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科都設(shè)有放射性藥物治療與檢查項(xiàng)目，服用放射性藥物的受檢者，在待診和檢查后其體內(nèi)聚集有大量放射性核素，如：氟-18（18F）、碘-131（131I）、锝-99m（99mTc）等放射性同位素，并向體外釋放放射性輻射[1]。放射性核素在衰變期間，使受檢者成為輻射源，而產(chǎn)生的外照射可能對(duì)醫(yī)務(wù)工作人員、非服藥受檢者和受檢者家屬造成輻射危害[2]，同時(shí)對(duì)服藥受檢者所通行的場(chǎng)所造成環(huán)境的輻射污染，直接影響了他人的身體健康和環(huán)境狀況[3]。為確保服用放射性藥物的受檢者在指定的場(chǎng)所活動(dòng)，盡可能減少對(duì)他人的輻射危害，減小對(duì)環(huán)境的輻射污染，我們研制了一種既能對(duì)服藥受檢者進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)，又能通過(guò)語(yǔ)言提示服藥受檢者不得擅自進(jìn)入其他非監(jiān)督區(qū)域，同時(shí)還能告知醫(yī)院醫(yī)務(wù)工作人員服藥受檢者動(dòng)向的裝置，現(xiàn)已投入臨床使用，并申請(qǐng)了國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利。

1 核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所管控要求

我國(guó)對(duì)核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所受檢者的管控規(guī)范主要有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和醫(yī)療照射指導(dǎo)水平。GB 18871—2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定在控制區(qū)的入口處需設(shè)置相應(yīng)劑量檢測(cè)設(shè)備[4]；GBZ 129—2002《職業(yè)性?xún)?nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)規(guī)范》對(duì)核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所的控制區(qū)、監(jiān)督區(qū)進(jìn)行了明確定義[5]；GB 18871—2002附錄G2《核醫(yī)學(xué)診斷的醫(yī)療照射指導(dǎo)水平》指出：大多數(shù)成年受檢者在核醫(yī)學(xué)診斷中每次檢查常用的最大活度均在400 MBq以上，而GBZ 120—2006《臨床核醫(yī)學(xué)放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》要求：接受131I治療的患者，應(yīng)將其體內(nèi)的放射性活度降至低于400MBq后方可出院，以避免該患者家庭與公眾成員可能受到的輻射照射，并應(yīng)盡量減少放射性藥物和已給藥治療的患者通過(guò)非放射性區(qū)域[6]。盧寧等[7]報(bào)道，在距離注射18F-脫氧葡萄糖（FDG）顯像2 h后的受檢者1m處，劑量當(dāng)量率仍有（10.1±4.3）μSv/h。由此可見(jiàn)，實(shí)施對(duì)服藥受檢者的劑量監(jiān)測(cè)和通行管控是落實(shí)和貫徹國(guó)家法律法規(guī)要求、減少環(huán)境輻射污染和對(duì)他人身體健康影響的有效方法。

2 核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所管控現(xiàn)狀

核醫(yī)學(xué)科多設(shè)在中心醫(yī)院，開(kāi)展的項(xiàng)目有放射性免疫檢測(cè)項(xiàng)目、放射性影像項(xiàng)目（如PET、ECT等）、放射性粒子插植以及其他放射診療項(xiàng)目。常用的放射性核素有18F、99mTc、125I及131I等，見(jiàn)表1。但核醫(yī)學(xué)科對(duì)服藥受檢者的現(xiàn)行管控方式主要是以口頭或文字告知的方式進(jìn)行留觀限制，只是要求服藥受檢者在核醫(yī)學(xué)科內(nèi)劃定的控制區(qū)等待，且不得任意走動(dòng)，但無(wú)法真正控制服藥受檢者的隨意行動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)服藥受檢者進(jìn)入低活性區(qū)域，造成對(duì)他人的輻射危害和環(huán)境污染。如某醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科內(nèi)，7個(gè)注射核素藥物7.4×108Bq的受檢者就使服藥候診室門(mén)口劑量達(dá)到6.9μSv/h，超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的劑量限制[8]。大中型醫(yī)院的核醫(yī)學(xué)科通常僅采用個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)獲得服藥受檢者體外的輻射劑量水平，基本沒(méi)有對(duì)服藥受檢者在科內(nèi)場(chǎng)所行走時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)劑量監(jiān)測(cè)；所需管控的場(chǎng)所出入口既無(wú)輻射劑量檢測(cè)和報(bào)警裝置，也無(wú)語(yǔ)言提示和告知設(shè)備；科內(nèi)醫(yī)務(wù)工作人員更無(wú)法獲知服藥受檢者是否進(jìn)入非放射性區(qū)域，對(duì)服藥受檢者的管控僅停留在口頭、文字告知和個(gè)人自覺(jué)性層面，不能真正構(gòu)成對(duì)服藥受檢者的有效管控[9]。

表1 核醫(yī)學(xué)科常用放射性核素的主要物理常數(shù)

3 輻射場(chǎng)所監(jiān)控報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

3.1 裝置設(shè)計(jì)

輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警裝置旨在解決現(xiàn)行核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所對(duì)服藥受檢者管控中所存在的不足。利用該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)核醫(yī)學(xué)科服藥受檢者的現(xiàn)場(chǎng)劑量監(jiān)測(cè)、訊響報(bào)警和語(yǔ)言提示，同時(shí)告知核醫(yī)學(xué)科醫(yī)務(wù)工作人員服藥受檢者正試圖進(jìn)入非放射性區(qū)域。根據(jù)輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警需求，所設(shè)計(jì)的輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警裝置主要由輻射監(jiān)測(cè)探頭、MP3播放器（帶TF卡插槽）、輻射劑量檢測(cè)儀、多通道電氣控制器和多媒體有源音箱等構(gòu)成，其輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警裝置的方框圖如圖1所示。

圖1 核醫(yī)學(xué)輻射場(chǎng)所監(jiān)測(cè)報(bào)警及語(yǔ)音提示控制裝置方框圖

3.2 主要模塊及功能

本裝置由輻射劑量探測(cè)模塊、多通道控制模塊、提示語(yǔ)音播放模塊組成。輻射劑量探測(cè)模塊主要是將場(chǎng)所輻射劑量經(jīng)探頭并轉(zhuǎn)換成電流，電流的大小正比于輻射劑量水平，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后顯示于劑量?jī)xLCD屏幕；當(dāng)輻射劑量超過(guò)劑量?jī)x預(yù)設(shè)的限值時(shí)，發(fā)出訊響提示音，同時(shí)輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。多通道控制器模塊主要是在輻射劑量?jī)x開(kāi)關(guān)信號(hào)的作用下，觸發(fā)門(mén)電路工作，并驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，使控制信號(hào)切換到對(duì)應(yīng)通道，然后觸發(fā)MP3播放器啟動(dòng)播放提示語(yǔ)音。提示語(yǔ)音播放模塊是在探測(cè)到場(chǎng)所劑量超標(biāo)時(shí)由MP3播放器播放預(yù)先錄制在TF卡中的限制性提示語(yǔ)音，該語(yǔ)音信號(hào)送入多媒體有源音箱并在醫(yī)護(hù)工作站操作臺(tái)播放。

3.3 工作原理

如圖1所示，以1#管控點(diǎn)為例。當(dāng)1#管控點(diǎn)輻射監(jiān)測(cè)探頭未檢測(cè)到超過(guò)國(guó)家規(guī)定限值（空氣比釋動(dòng)能率2.5μSv/h）的輻射劑量時(shí)，輻射劑量檢測(cè)儀不輸出控制指令信號(hào)，多通道電氣控制器不輸出觸發(fā)信號(hào)，MP3播放器不工作，此時(shí)1#管控點(diǎn)無(wú)語(yǔ)言提示，醫(yī)護(hù)工作站操作臺(tái)上的多媒體音箱也無(wú)語(yǔ)音信號(hào)輸出。當(dāng)服藥受檢者到達(dá)1#管控點(diǎn)附近，1#管控點(diǎn)輻射監(jiān)測(cè)探頭檢測(cè)到超過(guò)國(guó)家規(guī)定限值的輻射劑量時(shí)，輻射劑量檢測(cè)儀將控制指令信號(hào)送入多通道電氣控制器中，經(jīng)切換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于1#管控點(diǎn)MP3播放器的觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)，1#管控點(diǎn)MP3播放器開(kāi)始播放預(yù)先錄制在TF卡中的MP3訊響報(bào)警聲和限制服藥受檢者通行的提示語(yǔ)音；與此同時(shí)，1#管控點(diǎn)MP3播放器將音頻信號(hào)經(jīng)多通道電氣控制器送入醫(yī)護(hù)工作站操作臺(tái)上的多媒體音箱，發(fā)出與1#管控點(diǎn)相同的訊響報(bào)警和限制性語(yǔ)音提示。其他各管控點(diǎn)劑量檢測(cè)與語(yǔ)音提示的工作原理與此相同。

3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)分析

根據(jù)我院核醫(yī)學(xué)科現(xiàn)場(chǎng)布控需求，設(shè)置了4個(gè)控制點(diǎn)，將輻射劑量檢測(cè)探頭及MP3播放器安裝在相應(yīng)控制點(diǎn)的門(mén)沿上方，如圖2（a）所示；4路劑量監(jiān)測(cè)電纜、播放器音頻電纜、播放器電源線（DC12V）一并布線，并連接到醫(yī)護(hù)工作站操作臺(tái)旁的輻射劑量檢測(cè)儀（如圖2（b）所示）和多通道控制器（如圖2（c）所示）。接通電源，儀器自檢正常，在輻射劑量?jī)x上完成各控制點(diǎn)劑量限值設(shè)定，然后使用131I核素在各控制點(diǎn)進(jìn)行模擬測(cè)試。將核素容器移動(dòng)到高1.3m、水平距離控制門(mén)1.4～2.2m位置時(shí)，播放器及醫(yī)護(hù)工作站多媒體音箱能同時(shí)輸出警報(bào)音和限制性提示語(yǔ)音，輻射劑量?jī)x持續(xù)報(bào)警并顯示出控制點(diǎn)超標(biāo)劑量數(shù)值。移開(kāi)核素容器后，整套裝置處于待機(jī)狀態(tài)。輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝圖如圖2所示。

圖2 輻射場(chǎng)所監(jiān)控報(bào)警裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

本裝置為集成技術(shù)的應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)依耐于技術(shù)成熟的輻射劑量檢測(cè)儀[9]。測(cè)量范圍0.1～200μSv/h；測(cè)量誤差≤±15%；能量響應(yīng)40 keV～3 MeV；報(bào)警閾值2.5μSv/h（可自設(shè)）；傳輸距離≤50m（劑量檢測(cè)儀與探頭之間的距離）。自制多通道電氣控制器為4路（可擴(kuò)展），具有管控點(diǎn)自動(dòng)切換指示，供電電源AC 220 V，功率＜60W。

3.5 應(yīng)用效果分析

在檢測(cè)中，使用國(guó)產(chǎn)已標(biāo)定的FD-3013B型γ輻射儀與本裝置進(jìn)行比對(duì)測(cè)試，結(jié)果表明，該裝置測(cè)試值誤差≤±10%，報(bào)警閾值2.5μSv/h，聯(lián)動(dòng)可靠，靈敏度高，控制響應(yīng)快，提示語(yǔ)音清晰，實(shí)用性強(qiáng)。該裝置在我院核醫(yī)學(xué)科應(yīng)用中，使服藥受檢者及時(shí)明白自己體內(nèi)輻射劑量超限，不得任意行走；同時(shí)告知了核醫(yī)學(xué)科醫(yī)護(hù)工作人員該服藥受檢者所處的實(shí)際位置，起到了對(duì)服藥受檢者現(xiàn)場(chǎng)管控的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

輻射場(chǎng)所劑量監(jiān)控報(bào)警裝置在核醫(yī)學(xué)科的臨床應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了管控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)劑量檢測(cè)、訊響報(bào)警、語(yǔ)音限制性提示和醫(yī)護(hù)工作站劑量顯示、報(bào)警位置指示、語(yǔ)音提示等功能，增強(qiáng)了對(duì)核醫(yī)學(xué)科服藥受檢者的管控，降低了服藥受檢者對(duì)他人和環(huán)境的輻射影響，提高了核醫(yī)學(xué)科場(chǎng)所輻射防護(hù)安全性和對(duì)服藥受檢者的管控效能。該裝置還可與核醫(yī)學(xué)科管控點(diǎn)的通過(guò)門(mén)實(shí)現(xiàn)門(mén)禁聯(lián)動(dòng)[10]，以確保服藥受檢者體外輻射超限時(shí)不能通過(guò)門(mén)禁。

[1]易艷玲.臨床核醫(yī)學(xué)診療中的輻射劑量與防護(hù)研究[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2012.

[2]蔣云.醫(yī)院核醫(yī)學(xué)輻射安全與防護(hù)管理探討[J].中國(guó)輻射衛(wèi)生，2012，21（3）：324-325.

[3]宋培峰，王曉濤，陳棟梁，等.醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科輻射安全與防護(hù)管理應(yīng)注意的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].輻射防護(hù)通訊，2011，31（4）：16-18.

[4]GB 18871—2002 電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[5]GBZ 129—2002 職業(yè)性?xún)?nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].北京：法律出版社，2004.

[6]GBZ 120—2006 臨床核醫(yī)學(xué)放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民衛(wèi)生出版社，2007.

[7]盧寧，汪靜，喬宏慶，等.～（18）F-FDGPET顯像中受檢者周?chē)藛T的輻射劑量監(jiān)測(cè)[J].中華核醫(yī)學(xué)雜志，2004，24（3）：186-188.

[8]許翠珍，王進(jìn).某醫(yī)院新建核醫(yī)學(xué)工作場(chǎng)所驗(yàn)收監(jiān)測(cè)與分析[J].中國(guó)輻射衛(wèi)生，2010，19（1）：71-72.

[9]石二為，李滌，劉寶辰.核醫(yī)學(xué)科工作場(chǎng)所的放射性水平及防護(hù)狀況分析[J].職業(yè)與健康，2002（4）：111-112.

[10]楊賓峰，羅飛路，陳棣湘.分布式智能門(mén)禁監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].工業(yè)計(jì)量，2004，14（3）：28-29，34.

（收稿：2013-06-24 修回：2013-08-05）

Radiation dosemonitoring and voice alarm device in nuclear medicine site

CHEN Yu,XIANG Yu
(Departmentof Equipment,Xinqiao Hospital of the Third Military Medical University,Chongqing 400037,China)

Objective To develop a radiation site dose monitoring and voice alarm device for the subject who receives radionuclide drugs,and to inform themedical staff the trends of the subjects.Methods In accordance with the national standards requirement for the subject,mature measuring instrument and self-developed multichannel electrical controller were used to constitute the site dose monitoring and voice alarm device.Results The dose detection and voice prompt were realized for the subject,and the alarming position indication was implemented in themedical station.Conclusion The radiation dosemonitoring alarm device can effectively supervise the random passing of the subject,and thus safety of field radiation protection can be enhanced greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（7）：34-36]

radiation site;dosemonitoring;voice prompt;device development

R318.6；R143

A

1003-8868（2014）07-0034-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.034

專(zhuān) 利：國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利（ZL 201320306642.5）

陳 渝（1963—），男，高級(jí)工程師，主要從事生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)、醫(yī)療儀器設(shè)備管理及研究方面的工作，E-mail：13908316814@163.com。

400037重慶，第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院設(shè)備科（陳 渝，向 逾）

向 逾，E-mail：xiangyu0719@163.com