德國(guó)BEBIG60Co后裝治療機(jī)放射防護(hù)及性能檢測(cè)的評(píng)價(jià)

趙立林　劉芬

【摘要】目的：檢測(cè)評(píng)價(jià)德國(guó)BEBIG60Co后裝治療機(jī)的輻射防護(hù)及性能。方法：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求檢測(cè)后裝治療機(jī)的輻射防護(hù)和各項(xiàng)性能。結(jié)果：60Co后裝治療機(jī)貯源器和周圍環(huán)境的輻射劑量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，60Co放射源活度的偏差為0.16%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏差≤±5%;β表面污染低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)論：開展后裝治療應(yīng)定期對(duì)機(jī)房輻射劑量及機(jī)器各項(xiàng)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)器性能的維護(hù)，保證計(jì)劃和治療的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】后裝治療機(jī);60Co源;輻射防護(hù);性能檢測(cè)

【中圖分類號(hào)】R737.33 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

后裝近距離放射治療是治療中晚期宮頸癌的主要手段，目前最常用的放射源有192Ir和60Co，與192Ir相比，60Co的主要優(yōu)勢(shì)之一是經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，因?yàn)槠浒胨テ陂L(zhǎng)達(dá)5.27年[1]。使用60Co作為放射源，質(zhì)量保證及質(zhì)量控制非常重要，尤其在機(jī)房放射防護(hù)及機(jī)器安全性能檢測(cè)等方面[2]。本研究依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后裝治療機(jī)房的輻射防護(hù)及其機(jī)器性能進(jìn)行檢測(cè)，并評(píng)價(jià)60Co后裝治療機(jī)的輻射防護(hù)及其性能。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

采用Eckert Ziegler BEBIG GmbH生產(chǎn)的60Co后裝治療機(jī)，機(jī)器型號(hào) Multisource，其裝源活度為68.93GBq，光子的平均能量1.25MeV，半衰期為5.271y。用于檢測(cè)輻射環(huán)境場(chǎng)所劑量的BH-3103B型便攜式X、γ劑量率儀;用于對(duì)60Co放射源的活度進(jìn)行校準(zhǔn)的Source Check井形電離室和檢測(cè)β表面污染的LB124多功能表面沾污α、β-γ檢測(cè)儀。

1.2 機(jī)房防護(hù)

后裝治療機(jī)房面積21.8m2，機(jī)房東墻為60cm混凝土加6cm鉛磚，南墻為60cm混凝土，西墻迷路內(nèi)墻為50cm混凝土加4cm鉛磚，迷路外墻為30cm混凝土，迷路外墻頂端為50cm混凝土，北墻為50cm混凝土加6cm鉛磚，防護(hù)頂為70cm混凝土，防護(hù)門為10mm鉛當(dāng)量。機(jī)房布局示意圖見圖1。

1.3 檢測(cè)方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[3]中介紹的方法，對(duì)治療室和周圍環(huán)境中輻射水平進(jìn)行測(cè)量，使用BH-3103B型便攜式X、γ劑量率儀對(duì)距離貯源器表面5cm處的任何位置及距離貯源器表面100cm處任何點(diǎn)的泄露輻射周圍劑量當(dāng)量率，分別在后裝治療機(jī)的前、后、左、右及上方5個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量。在距離貯源器表面5cm處測(cè)量時(shí)，應(yīng)在≤10cm的范圍內(nèi)選取泄露輻射周圍劑量當(dāng)量率的平均值。后裝機(jī)工作狀態(tài)下，使用便攜式X、γ劑量率儀測(cè)量后裝治療室外環(huán)境散射輻射周圍劑量當(dāng)量率，監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括防護(hù)門口、墻體外、控制臺(tái)、電纜孔位和頂棚上方。

按照標(biāo)準(zhǔn)中介紹的方法對(duì)60Co放射源活度進(jìn)行校準(zhǔn)。使用型號(hào)為TW33005的Source Check 井形電離室進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前將Source Check井形電離室置于治療室內(nèi)30min，使其與環(huán)境中的氣壓、溫度達(dá)到平衡。然后與Supermax靜電計(jì)連接，通電并預(yù)熱10min。用長(zhǎng)1m的軟管把后裝機(jī)與井形電離室適配器連接起來(lái)，治療時(shí)源通過軟管傳輸?shù)骄坞婋x室中。井形電離室的響應(yīng)與源在適配器中的位置有關(guān)，距離電離室底部50mm處為源的最佳駐留位置。

將源傳輸?shù)骄碗婋x室最大靈敏度位置，測(cè)量?jī)x預(yù)置時(shí)間60s，取5個(gè)電離電荷讀數(shù)求算術(shù)平均值。

計(jì)算源空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度SK，見式（1）

Mu：劑量?jī)x測(cè)量電離電荷讀數(shù)的平均值，單位為納庫(kù)侖每分鐘（Nc/min）;

NSK：60Co源空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度刻度因子，單位為戈瑞平方米每小時(shí)每安培（Gy·m2·h-1·A-1）;

NE：靜電計(jì)刻度系數(shù);

CT·p：環(huán)境溫度、氣壓校正因子;

Aion：電離電荷復(fù)合率校正因子。

環(huán)境溫度、氣壓校正CT·p，見式（2）：

T：環(huán)境溫度讀數(shù)，單位為攝氏度（oC）;

T0：標(biāo)準(zhǔn)條件溫度（22oC）;

P0：標(biāo)準(zhǔn)條件氣壓（101.3kPa）;

P：環(huán)境氣壓讀數(shù)，單位為千帕（kPa）。

計(jì)算電離電荷復(fù)合率校正因子Aion，見式（3）：

Q1：測(cè)量?jī)x在高壓300V電離電荷讀數(shù)，單位為納庫(kù)侖每分鐘（Nc/min）;

Q2：測(cè)量?jī)x在高壓150V電離電荷讀數(shù)，單位為納庫(kù)侖每分鐘（Nc/min）。

源活度Aapp的計(jì)算見式（4）：

SK：源空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度，單位為戈瑞平方米每小時(shí)（Gy·m2·h-1）;

F：60Co源空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度與源活度轉(zhuǎn)換系數(shù)，F(xiàn)=1.130?10-2Gy·m2·h-1·Ci-1。

計(jì)算檢測(cè)源活度值（Aapp，t）與臨床實(shí)際使用源活度值（Aapp，B）相對(duì)偏差DeV，見式（5）：

Aapp，B：臨床實(shí)際使用源活度值，單位為居里（Ci）;

Aapp，t：檢測(cè)源的活度值，單位為居里（Ci）。

β表面污染檢測(cè)。使用LB124多功能表面沾污α、β-γ檢測(cè)儀在病人床表面、機(jī)房地面、機(jī)器表面、機(jī)房放物品桌面和控制室桌面進(jìn)行測(cè)量。

檢測(cè)后裝治療機(jī)控制臺(tái)的源位指示、聲光報(bào)警、劑量監(jiān)測(cè)、監(jiān)視器、對(duì)講機(jī)和計(jì)時(shí)器運(yùn)行功能;檢驗(yàn)后裝治療機(jī)控制計(jì)時(shí)器的誤差，測(cè)定放射源從貯源器至施源器內(nèi)預(yù)定位置的傳輸時(shí)間;檢驗(yàn)放射源在傳輸系統(tǒng)及施源器內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)與返回貯源器的功能。

2 結(jié)果

2.1 后裝治療室放射防護(hù)檢測(cè)結(jié)果

后裝治療室墻壁及防護(hù)門的屏蔽厚度符合防護(hù)最優(yōu)化原則，治療室屏蔽體外30cm處因透射輻射所致的周圍劑量當(dāng)量率最大為0.53μSv/h，低于標(biāo)準(zhǔn)要求的2.5μSv/h，測(cè)量結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，具體測(cè)量結(jié)果見表1。

2.本底范圍為0.09～0.11μSv/h.

3.本底平均值為0.25μSv/h.

2.2 β污染水平檢測(cè)結(jié)果

施源器、治療床等表面因放射性物質(zhì)所造成的β污染水平最大值為0.28Bq/cm2，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求的4Bq/cm2，測(cè)量結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，具體測(cè)量結(jié)果見表2。

2.本底范圍為0.25～0.26Bq/cm2.

3.本底平均值為0.25Bq/cm2.

2.3 貯源器泄露輻射檢測(cè)結(jié)果

后裝治療機(jī)貯源器泄露輻射的周圍劑量當(dāng)量率測(cè)量及治療室周圍環(huán)境中散射輻射的周圍劑量當(dāng)量率測(cè)量結(jié)果顯示，測(cè)量得到的結(jié)果均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量結(jié)果如表3所示。

2.4 后裝治療機(jī)放射源外觀活度檢測(cè)結(jié)果

放射源活度相對(duì)偏差為0.16%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求的≤±5%，具體測(cè)量結(jié)果見表4。

3 討論

由于近距離后裝治療對(duì)正常組織損傷小，而且療效較好，被普遍應(yīng)用于宮頸癌、前列腺癌、鼻咽癌、乳腺癌及皮膚癌等的治療，通常與外照射相結(jié)合。60Co放射源裝源活度為68.93GBq，光子的平均能量1.25MeV，半衰期5.271y，不銹鋼包殼密封，表面污染及泄漏率<18kBq，測(cè)量結(jié)果如表1、表2、表3和表4所示，后裝機(jī)表面5cm處的輻射劑量率為18μSv/h，在后裝機(jī)表面100cm處的輻射劑量率最大為1.93μSv/h，均遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的50μSv/h和5μSv/h。

井形電離室由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且有效測(cè)量體積>200cm3，不存在輻射場(chǎng)梯度變化效應(yīng)，信噪比高，所以使用井形電離室測(cè)量放射性活度相對(duì)于指形電離室測(cè)量方法方便、快速、且準(zhǔn)確，適用于臨床校準(zhǔn)60Co的質(zhì)量保證。本研究的測(cè)量結(jié)果為0.16%，符合WS 262-2017《后裝γ源近距離治療質(zhì)量控制檢測(cè)規(guī)范》中所規(guī)定的≤±5%”的要求，同時(shí)也符合IAEA報(bào)告書建議的偏差≤±3%的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]Stefan Strohmaier，Grzegorz Zwierzchowski.Comparison of 60Co and 192Ir sources in HDR brachytherapy[J].Contemp Brachytherapy，2011，12，3（4）：199-208.

[2]曹新平，祁振宇，葉偉軍.近距離放療劑量保障及驗(yàn)證技術(shù)[J].腫瘤學(xué)雜志，2006，12（4）：267-268.

[3]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GBZ121-2017后裝γ源近距離治療放射防護(hù)要求[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017-11-01.

作者簡(jiǎn)介：

趙立林（1986-），男，蒙古族，內(nèi)蒙呼和浩特人，工程師，研究方向：放射物理

*通訊作者：

劉芬（1980-）女，內(nèi)蒙古呼和浩特市人，研究生，高級(jí)工程師，研究方向：放射物理