耿建華 陳英茂 陳盛祖 田嘉禾

在PET/CT正電子藥物中心，正電子藥物從生產(chǎn)到使用經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié):①由回旋加速器生產(chǎn)正電子核素；②經(jīng)過專用管道將正電子核素傳送到化學(xué)合成器內(nèi)；③在化學(xué)合成器內(nèi)將放射性核素標(biāo)記到特定的化合物上，形成放射性藥物；④將放射性藥物傳送到分裝熱室；⑤對放射性藥物進(jìn)行質(zhì)控；⑥質(zhì)控合格后，在分裝熱室內(nèi)，將放射性藥物分裝成臨床需要的活度量；⑦將分裝好的藥物傳送到PET/CT中心注射室，進(jìn)行PET/CT顯像。每個(gè)環(huán)節(jié)均需放射防護(hù)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)防護(hù)問題，均會導(dǎo)致工作人員甚至公眾受到輻射。本文針對正電子藥物從生產(chǎn)到使用每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)特點(diǎn)，對各個(gè)環(huán)節(jié)的防護(hù)進(jìn)行探討；并且依據(jù)我國現(xiàn)行的有關(guān)政策，對放射防護(hù)所需的各種評估進(jìn)行討論，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立正電子放射性藥物生產(chǎn)中心提供參考。

1 防護(hù)要求

1.1 回旋加速器機(jī)房的防護(hù)

根據(jù)回旋加速器的機(jī)型設(shè)計(jì)回旋加速器機(jī)房的防護(hù)，對有、無自屏蔽的加速器有不同的設(shè)計(jì)方案。對無自屏蔽的加速器設(shè)備，通常設(shè)計(jì)迷路防護(hù)，墻及頂?shù)幕炷梁穸雀鶕?jù)不同機(jī)型在2 m左右；而對有自屏蔽的加速器設(shè)備無需迷路設(shè)計(jì)，墻及頂?shù)幕炷梁穸雀鶕?jù)不同機(jī)型在40～80 cm范圍。推薦在地下室建設(shè)回旋加速器機(jī)房，這樣便于防護(hù)。由于本身重量及防護(hù)的要求，回旋加速器不適于安裝在二層及以上的建筑中。如果加速器安裝在一層，由于設(shè)備本身、凈化通風(fēng)及防護(hù)等的要求，普通建筑的高度不能滿足回旋加速器機(jī)房的需求，無論有無自屏蔽，回旋加速器機(jī)房的前后左右及上下六面均需防護(hù)。回旋加速器機(jī)房內(nèi)的輻射包含中子輻射及γ射線輻射，其中中子輻射約占1/4，γ射線輻射約占3/4。因此防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮γ射線的防護(hù)還要考慮中子射線的防護(hù)。

中子射線來源于靶上核反應(yīng)（18O(p，n)18F）產(chǎn)生中子，其能量及發(fā)射角度取決于機(jī)型。中子的最大能量為加速器束流粒子的能量。目前用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)的回旋加速器束流能量在7～30 MeV，從靶部位發(fā)射的中子，不同方向其能量及數(shù)量不同，因此在中子防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮加速器的方位，使靶的位置置于易于防護(hù)并遠(yuǎn)離工作人員活動的區(qū)域。在設(shè)計(jì)加速器的門時(shí)，根據(jù)中子與物質(zhì)的相互作用設(shè)計(jì)。中子與物質(zhì)原子核作用主要有三種[1]：①非彈性碰撞：碰撞前后總動能不相等。碰撞使核處于激發(fā)態(tài)，放出γ光子，快中子損失能量改變方向。原子序數(shù)越大，損失能量越多。②彈性碰撞：碰撞前后總動能相等。核不變，獲得動能，稱為反沖核；中子損失能量改變方向。原子序數(shù)越小，損失能量越多。③核反應(yīng)：熱中子與核發(fā)生核反應(yīng)，吸收中子。因此加速器門防護(hù)材料應(yīng)包含三類材料，第一類材料，原子序數(shù)高的重金屬，用來防護(hù)γ射線及使中子在其中產(chǎn)生非彈性碰撞降低能量，通常使用鉛；第二類材料，原子序數(shù)小的輕核材料，使中子在其中產(chǎn)生彈性碰撞降低能量，通常采用含氫材料，例如，水、石蠟、聚乙烯，各種材料密度及含氫量[2]如表1所示；第三類材料，熱中子吸收物質(zhì)，用于與熱中子發(fā)生核反應(yīng)來吸收中子（該過程也稱為熱中子俘獲），例如：硼、鋰、鎘材料，各種俘獲物質(zhì)中所含俘獲熱中子核素的天然豐度及反應(yīng)截面[2]如表2所示。

表1 常用含氫材料的密度及含氫量

表2 常用俘獲物質(zhì)中所含俘獲熱中子核素的天然豐度及反應(yīng)截面

回旋加速器機(jī)房中γ射線輻射的來源主要有3個(gè)方面：①中子與物質(zhì)作用產(chǎn)生；②生產(chǎn)的正電子核素發(fā)出的正電子，發(fā)生正電子淹沒產(chǎn)生的511 keVγ射線；③活化產(chǎn)物（感生放射性核素）發(fā)射的γ射線，其中包含中子空氣活化及加速器部件活化的產(chǎn)物[3-5]。中子空氣活化產(chǎn)物主要有11C、13N、15O、41Ar，前三種核素均為正電子核素，發(fā)射γ射線的能量為0.511 MeV，半衰期短，分別為20.9 min、9.96 min、2 min，因此對環(huán)境輻射劑量貢獻(xiàn)最大的為41Ar，半衰期為1.8 h，發(fā)出主要γ射線的能量為1.3 MeV。中子及質(zhì)子對加速器部件活化的產(chǎn)物[3-5]如表3所示, 主要由中子和質(zhì)子的（n,γ）、（n,p）及（p,n）等反應(yīng)產(chǎn)生。

表3 加速器部件的感生放射性核素

55Fe 2.74 a X:0.059 59Fe 45 d 1.099，1.292 56Co 77 d 0.511，0.847，1.238，2.599，1.771 57Co 271 d 0.122，0.136 58Co 71 d 0.511，0.811 60Co 5.3 a 1.173，1.332 57Ni 36 h 0.511，1.378，1.919 65Ni 2.5 h 1.482，1.116 60Cu 23.7 min 0.511，1.333，1.792，0.826 61Cu 3.4 h 0.511，0.656,1.185,0.284 62Cu 9.7 min 0.511 64Cu 12.8 h 0.511 66Cu 5.1 min 1.04 65Zn 244 d 0.338，0.777，1.116，0.511 110mAg 252 d 0.658 183Re 70 d 0.046，0.110，0.162，0.209 184Re 38 d 0.111，0.792，0.895，0.903

圖1所示為某16 MeV加速器，束流38 μA的質(zhì)子轟擊氧-18水，工作2200 min的Havar箔膜，放置18 d后,其中的感生放射性核素及其γ射線波譜[3]。可見由感生放射性核素發(fā)射的γ射線能量由幾十keV到兩個(gè)多MeV, 半衰期由幾分鐘到數(shù)年。因此，即使在加速器停機(jī)時(shí)，加速器周圍也會有相當(dāng)高的輻射，特別是打開加速器的自屏蔽時(shí)，應(yīng)格外注意防護(hù)。在有自屏蔽時(shí)，這些活化產(chǎn)物對環(huán)境輻射劑量的貢獻(xiàn)大大減少。γ射線的防護(hù)主要原子序數(shù)高的物質(zhì)，例如鉛，混凝土等。

圖1 Havar箔膜上的感生放射性核素及其γ射線波譜

1.2 合成室及分裝室的防護(hù)

合成室及分裝室內(nèi)的輻射源為正電子放射性核素，其外照射為正電子湮滅輻射產(chǎn)生的能量為511 keV的γ射線。防護(hù)主要依靠合成熱室(放置合成器的鉛箱)及分裝熱室(放置分裝裝置的鉛箱)來達(dá)到防護(hù)目的，因?yàn)榉派湫运幬镌诤铣蔁崾壹胺盅b熱室中完成合成及分裝。根據(jù)所選機(jī)型及需求的放射性核素的產(chǎn)量來選擇合成熱室及分裝熱室的防護(hù)。通常合成熱室壁的鉛當(dāng)量≥75 mm, 分裝熱室壁的鉛當(dāng)量≥60 mm。根據(jù)合成熱室及分裝熱室外的劑量水平，設(shè)計(jì)合成室及分裝室墻壁的防護(hù)。

1.3 藥物傳送過程中的防護(hù)

藥物傳送過程中的防護(hù)是非常重要而又最易被忽視的環(huán)節(jié)。其中包括了三個(gè)傳送通道：①加速器機(jī)房到合成熱室的放射性核素通道，在該傳輸中，核素的活度很高（大于1 Ci），因此需高鉛當(dāng)量的防護(hù)，通常采用地溝傳輸，上面加蓋鉛磚防護(hù)；②合成熱室到分裝熱室的放射性藥物通道，在該傳輸中，核素的活度也很高，并且，有可能距離較遠(yuǎn)，還有可能跨越樓層，因此防護(hù)應(yīng)格外引起注意，需高鉛當(dāng)量的防護(hù)；③分裝熱室到PET/CT注射室的通道，在該傳輸中，核素的活度只是一位患者的注射活度（10 mCi左右），活度較低，但通道距工作人員較近，也需要適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。

1.4 劑量監(jiān)測報(bào)警設(shè)施

在回旋加速器機(jī)房、合成室、分裝室及室外的走廊要裝備固定的劑量監(jiān)測報(bào)警設(shè)施，能顯示實(shí)時(shí)檢測點(diǎn)的劑量率，并可設(shè)置報(bào)警閾值。在合成室及分裝室的出口處，應(yīng)設(shè)置手足劑量檢測設(shè)備。此外，還應(yīng)配置可移動的放射性污染儀，工作人員應(yīng)配備可讀式個(gè)人劑量報(bào)警儀，以防受到高輻射。

1.5 攝像監(jiān)視設(shè)施

為了放射性物品安全，對放射性物品的場所及傳輸過程中應(yīng)有攝像監(jiān)視，因此在加速器機(jī)房、合成室、分裝室、注射室及其在傳輸過程應(yīng)有攝像監(jiān)視設(shè)施。

2 放射防護(hù)評價(jià)

PET/CT藥物中心場地的設(shè)計(jì)完成后，按照國家有關(guān)規(guī)定，在場地施工前，要進(jìn)行“職業(yè)病危害因素放射防護(hù)評價(jià)”及“輻射項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)”，同時(shí)獲得兩方面的評價(jià)報(bào)告后，才能施工。項(xiàng)目竣工并且設(shè)備安裝完畢，通過兩方面的驗(yàn)收后，藥物中心場地及加速器等設(shè)備才能投入使用。

2.1 職業(yè)病危害評價(jià)

按照《放射診療管理規(guī)定》（衛(wèi)生部令46號，2006年），新建PET/CT正電子藥物中心，按照下列步驟進(jìn)行職業(yè)病危害評價(jià)：①在建設(shè)施工前，醫(yī)療機(jī)構(gòu)請衛(wèi)生行政部門指定的放射衛(wèi)生技術(shù)機(jī)構(gòu)（例如，疾控中心或有資質(zhì)的放射衛(wèi)生技術(shù)服務(wù)公司）對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行職業(yè)病危害放射防護(hù)預(yù)評價(jià)，獲得“職業(yè)病危害放射防護(hù)預(yù)評價(jià)報(bào)告”。②將職業(yè)病危害放射防護(hù)預(yù)評價(jià)報(bào)告提交給相應(yīng)的衛(wèi)生行政部門，申請進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目衛(wèi)生審查。③衛(wèi)生審查通過后，方可施工。④項(xiàng)目竣工后可安裝設(shè)備，設(shè)備安裝完畢，請施工前做職業(yè)病危害放射防護(hù)預(yù)評價(jià)的放射衛(wèi)生技術(shù)機(jī)構(gòu)對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行職業(yè)病危害控制效果評價(jià)，獲得“建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)病危害控制效果放射防護(hù)評價(jià)報(bào)告”后，方可使用。⑤如果正電子藥物中心和PET/CT場地一起建設(shè)，PET/CT安裝完畢后，請衛(wèi)生部指定的放射衛(wèi)生技術(shù)機(jī)構(gòu)對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行職業(yè)病危害控制效果評價(jià)，并且對PET/CT設(shè)備進(jìn)行性能檢測，獲得PET/ CT場地職業(yè)病危害控制效果評價(jià)報(bào)告及PET/CT設(shè)備性能檢測報(bào)告，向衛(wèi)生行政部門提出PET/CT項(xiàng)目放射診療許可申請，獲得批準(zhǔn)后方可使用。

2.2 環(huán)境影響評價(jià)

按照《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》（國家環(huán)境保護(hù)總局令第31號，2006年）及《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》（中華人民共和國國務(wù)院令第253號，1998年），新建正電子藥物中心，按照下列步驟進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)：①在新建及改建施工前，醫(yī)療機(jī)構(gòu)請具有相應(yīng)環(huán)境影響評價(jià)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)編制“建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告表（輻射項(xiàng)目）”;②將環(huán)境影響報(bào)告表提交給相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)行政主管部門審批;③環(huán)境保護(hù)行政主管部門審批通過后，方可施工。5年未施工，重新審批;④項(xiàng)目竣工后，安裝設(shè)備，向環(huán)境保護(hù)行政主管部門申請?jiān)摻ㄔO(shè)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收;⑤向環(huán)境保護(hù)行政主管部門申請?jiān)擁?xiàng)目的輻射安全許可;⑥獲得該項(xiàng)目許可后（在輻射安全許可證中增加該項(xiàng)）方可使用。

放射性藥品具有放射性，應(yīng)遵從我國關(guān)于放射防護(hù)的法規(guī)，但是放射性藥品也是注入人體內(nèi)的藥品，還必須遵從關(guān)于藥品的有關(guān)法規(guī)，因此獲得了上述兩個(gè)評價(jià)許可，還不能正式生產(chǎn)患者用正電子放射性藥物，需按照相關(guān)規(guī)定，在藥品監(jiān)督管理部門備案。我國現(xiàn)行的關(guān)于正電子放射性藥物管理的規(guī)定為《醫(yī)療機(jī)構(gòu)制備正電子類放射性藥品質(zhì)量管理規(guī)范》（國家食品藥品監(jiān)督管理局 中華人民共和國衛(wèi)生部，國食藥監(jiān)安[2006]4號）。按照該規(guī)范，醫(yī)療機(jī)構(gòu)填寫《醫(yī)療機(jī)構(gòu)制備正電子類放射性藥品申請表》，經(jīng)所在地省、自治區(qū)、直轄市衛(wèi)生行政主管部門審核同意后，向省、自治區(qū)、直轄市藥品監(jiān)督管理部門提出制備正電子類放射性藥品申請并報(bào)送有關(guān)資料，經(jīng)審核合格，獲得《正電子類放射性藥品備案批件》，方可制備患者用正電子放射性藥物自用。如果醫(yī)療機(jī)構(gòu)擁有三類《放射性藥品使用許可證》，則只能制備下列12種正電子類放射性藥品自用：氟-18[18F]脫氧葡糖（18F-FDG）；氟-18[18F]氟化鈉（18F離子）；氮-13[13N]氨水(13N-NH4+)；氧-15[15O]水（15O-H2O）；碳-11[11C]乙酸鹽（11C-Acetate）；碳-11[11C]一氧化碳(11C-CO)；碳-11[11C]蛋氨酸(11C-Methionine)；碳11-[11C]膽堿(11C-Choline)；碳-11[11C]氟馬西尼（11C-FMZ）；碳-11[11C]雷氯必利（11C-Raclopride）；碳-11[11C]甲基-N-2β-甲基酯-3β-（4-氟-苯基）托烷(11C-CFT)；碳-11[11C]甲基哌啶螺環(huán)酮（11C-NMSP）。如果醫(yī)療機(jī)構(gòu)擁有四類《放射性藥品使用許可證》，除可生產(chǎn)上述12種藥物外，還可以研發(fā)新藥，向國家食品藥品監(jiān)督管理局提出備案申請，填寫《醫(yī)療機(jī)構(gòu)研制正電子類放射性新制劑申請表》，報(bào)送有關(guān)資料，國家食品藥品監(jiān)督管理局組織核醫(yī)藥學(xué)有關(guān)專家技術(shù)審核，同意備案的發(fā)給《正電子類放射性藥品新制劑備案批件》，方可生產(chǎn)自用。取得GMP認(rèn)證的醫(yī)療機(jī)構(gòu)制備的正電子類放射性藥品可以調(diào)劑給其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用。

PET/CT正電子藥物中心的建設(shè)歷經(jīng)設(shè)備配置選型、選址、設(shè)計(jì)、放射防護(hù)評價(jià)、施工、設(shè)備安裝、場地驗(yàn)收、放射性藥品生產(chǎn)備案等環(huán)節(jié)，只有按程序進(jìn)行每個(gè)環(huán)節(jié)，并保證每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能保證放射性藥物生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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