張 奇 練德幸 梁 婧 劉 梅 張 震 朱衛(wèi)國 侯長松*

PET/CT工作場(chǎng)所合理布局設(shè)計(jì)的探討與分析

張 奇① 練德幸① 梁 婧① 劉 梅① 張 震① 朱衛(wèi)國① 侯長松①*

目的：探討PET/CT工作場(chǎng)所布局設(shè)計(jì)內(nèi)容，為醫(yī)院PET/CT工作場(chǎng)所新建和改建設(shè)計(jì)提供參考。方法：根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料和工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合PET/CT工作場(chǎng)所放射防護(hù)特點(diǎn)，對(duì)具有放射性的PET/CT工作場(chǎng)所布局的合理性進(jìn)行分析。結(jié)果：針對(duì)PET/CT工作場(chǎng)所存在的不足，提出合理可行的布局設(shè)計(jì)要求。結(jié)論：對(duì)PET/CT工作場(chǎng)所合理的布局設(shè)計(jì)對(duì)降低輻射水平、實(shí)現(xiàn)輻射防護(hù)最優(yōu)化以及滿足工作人員、受檢者和公眾照射最小化要求等方面具有重要意義。

正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；工作場(chǎng)所；布局

[First-author’s address]Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China.

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描顯像儀(PET/CT)是利用放射性示蹤劑整合了PET和CT先進(jìn)技術(shù)的功能分子影像設(shè)備。我國目前已有PET/CT130多臺(tái)，加速器90多臺(tái)，根據(jù)“2011-2015年全國正電子發(fā)射型斷層掃描儀配置規(guī)劃”，到2015年底，全國總體規(guī)劃配置PET-CT270臺(tái)[1-2]。PET-CT工作場(chǎng)所屬于開放型放射性工作場(chǎng)所，需要對(duì)放射性示蹤劑(放射性藥物)進(jìn)行淋洗、分裝，并通過注射的方式引入人體，受檢者成為“移動(dòng)放射源”，由于受各方面條件因素的限制，給放射防護(hù)工作帶來困難。PET/CT工作場(chǎng)所的布局設(shè)計(jì)除了要遵從放射性與非放射性工作場(chǎng)所分開、不同放射性操作或污染水平的工作場(chǎng)所分開等要求外，還需要考慮放射性藥物流轉(zhuǎn)和受檢者注射后流動(dòng)過程中防護(hù)內(nèi)容。調(diào)查顯示，我國大部分PET/CT工作場(chǎng)所存在布局不足，本研究結(jié)合PET/CT工作特點(diǎn)及相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)布局設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析和探討。

1 PET/CT工作流程各環(huán)節(jié)的輻射

1.1 PET/CT工作流程

用于PET/CT顯像的典型正電子放射性核素均為短半衰期，在18F、15O、13N和11C中使用量最大的是18F，占總用量的90%以上[3]。放射性核素由回旋加速器產(chǎn)生，經(jīng)過專用管道傳送入合成箱制成放射性藥物(或直接購買放射性藥物)，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制、分裝，注入受檢者體內(nèi)候診后開展PET/CT診斷，診斷結(jié)束后留觀一段時(shí)間，受檢者離開，其工作流程如圖1所示。

圖1 PET/CT工作流程

1.2 PET/CT工作過程中的輻射危害

(1)回旋加速器。對(duì)于能量＞10 MeV的回旋加速器，在產(chǎn)生出放射性核素的同時(shí)，帶電粒子與靶物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與靶物質(zhì)、部件以及屏蔽體等發(fā)生相互作用釋放出γ射線(平均能量約為8 MeV)，并通過熱中子反應(yīng)生成以短半衰期為主的感生放射性，包括27Mg、24Na，28Al、64Cu、66Cu、56Mn、65Ni、108Ag和110mAg等，在停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍具有較高輻射水平。機(jī)房內(nèi)空氣受中子和γ射線的作用所產(chǎn)生的感生放射性核素主要包括11C、15O、13N和41Ar等，這些核素多數(shù)為β、γ衰變體，半衰期較短。

(2)含正電子核素。放射性藥物18F在合成、分裝、轉(zhuǎn)移和注射等過程中，發(fā)生正電子湮滅而產(chǎn)生γ射線(0.511 MeV)。

(3)PET/CT設(shè)備。CT掃描時(shí)球管發(fā)出有用X射線，此外還存在機(jī)頭組件泄漏的X射線以及來自設(shè)備、周圍物體和受檢者身體的散射X射線。

(4)放射性藥物。注射過放射性藥物的受檢者是“移動(dòng)放射源”，放射性藥物穿透人體對(duì)周圍產(chǎn)生輻射。

(5)放射性廢物?；匦铀倨髟O(shè)備內(nèi)、外的空氣受照射后生成活化氣體，在放射性藥物合成及操作過程中存在放射性氣溶膠。殘余的液態(tài)放射性藥物、注射后受檢者液態(tài)排泄物以及沖洗相關(guān)容器、器皿等產(chǎn)生放射性廢液?；匦铀倨鳟a(chǎn)生的廢靶、注射放射性藥物使用的注射器、針頭、手套、導(dǎo)管、藥棉以及其他固態(tài)放射性廢物。

(6)由于PET/CT各個(gè)房間屏蔽設(shè)計(jì)的種種缺陷，導(dǎo)致周圍房間中存在過量照射的潛在危險(xiǎn)。

根據(jù)PET/CT工作流程，其各工作環(huán)節(jié)輻射危害見表1。

2 PET/CT工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 工作場(chǎng)所選址

PET/CT工作場(chǎng)所要求建在較為獨(dú)立、集中的區(qū)域，但在實(shí)際操作中往往未能安排在相對(duì)獨(dú)立的場(chǎng)所，而是與其他科室混用。

2.2 藥物合成分裝

在未使用放射性藥物自動(dòng)合成和分裝裝置的情況下，在合成、分裝過程中存在大量人工操作過程，致使工作人員受到輻射，尤其是手部輻射劑量較高。

2.3 藥物注射

在對(duì)受檢者藥物注射時(shí)未使用鉛套或鎢套對(duì)含有放射性藥物的針管進(jìn)行屏蔽，注射人員直接手持針管進(jìn)行注射，或未采用屏蔽注射車等防護(hù)措施，增加了工作人員的受照劑量。

2.4 受檢者候診

候診室內(nèi)未設(shè)置視頻呼叫系統(tǒng)，檢查時(shí)需要醫(yī)務(wù)人員直接近距離呼叫，增加了工作人員的受照劑量。候診區(qū)域內(nèi)未設(shè)置專用衛(wèi)生間。

2.5 診斷過程

工作人員對(duì)受檢者診斷時(shí)需進(jìn)行擺位操作，在此過程中未采取必要的防護(hù)措施。

2.6 留觀期間

診斷結(jié)束后的留觀期間受檢者擅自離開醫(yī)院，此時(shí)受檢者體內(nèi)仍留存有部分放射性核素，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境及人員造成輻射危害。

2.7 藥物流轉(zhuǎn)路線

放射性藥物合成后通過手提或移動(dòng)車運(yùn)轉(zhuǎn)鉛罐進(jìn)行流轉(zhuǎn)，由于路線較長放射性藥物會(huì)經(jīng)過其他工作場(chǎng)所，對(duì)運(yùn)輸人員及公眾均可造成輻射危害。

2.8 人員流轉(zhuǎn)路線

注射藥物后的受檢者流轉(zhuǎn)路線與工作人員、公眾的路線交叉，由于無專用通道及專用離開出口而對(duì)工作人員及公眾造成不必要的輻射危害。

2.9 各類放射性廢物處置不當(dāng)

無設(shè)置放射性廢氣排放管道、廢液排放管道和儲(chǔ)存設(shè)施，直接將放射性廢液排入市政排水系統(tǒng)；未設(shè)置固態(tài)廢物暫存桶，直接將固態(tài)放射性廢物作為普通醫(yī)學(xué)廢物進(jìn)行處理，導(dǎo)致放射性污染。

3 PET/CT工作場(chǎng)所的合理布局

3.1 選址及布局原則

表1 PET/CT工作過程中輻射危害

PET/CT工作場(chǎng)所選址應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)且其他人員較少到達(dá)的地方，在醫(yī)院內(nèi)部應(yīng)選址于偏僻區(qū)域，盡可能設(shè)在單獨(dú)的建筑物內(nèi)、建筑物的一層或一端。結(jié)合使用功能從低活度區(qū)向高活度區(qū)(低污染區(qū)向高污染區(qū))布局，保證人流、物流和氣流相對(duì)獨(dú)立。

3.2 功能設(shè)施

(1)回旋加速器室。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(duì)有、無自屏蔽的加速器有不同的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于無自屏蔽的加速器設(shè)備通常需設(shè)計(jì)迷路，而對(duì)有自屏蔽的加速器設(shè)備則無需迷路設(shè)計(jì)。針對(duì)回旋加速器自重及防護(hù)要求，回旋加速器機(jī)房設(shè)計(jì)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離其他非工作區(qū)域。能量＞10 MeV的回旋加速器，機(jī)房防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)除考慮γ射線外，還應(yīng)考慮中子輻射。回旋加速器生產(chǎn)正電子藥物的過程中會(huì)產(chǎn)生放射性廢氣，應(yīng)設(shè)置專用管道單獨(dú)排至室外。必要時(shí)可設(shè)置氣體廢物收集裝置，使其衰變達(dá)標(biāo)后排出。

(2)放射化學(xué)室和(或)合成分裝室。為減少放射性核素傳送距離，合成分裝室應(yīng)設(shè)置在回旋加速器室旁邊。制備的放射性核素通過專用通道輸送到合成箱內(nèi)，在該傳輸中核素的活度高(約為3.7×1010Bq)，應(yīng)采用地溝傳輸并加蓋鉛磚或鉛板，以進(jìn)行有效屏蔽防護(hù)。藥物合成后由工作人員利用自動(dòng)分裝儀分裝藥物。合成柜、分裝柜均設(shè)置在鉛屏蔽箱內(nèi)，以降低工作人員手動(dòng)操作時(shí)受照劑量。通常合成柜壁鉛當(dāng)量≥75 mm，分裝柜壁的鉛當(dāng)量≥60 mm[4]。對(duì)于外購放射性藥物的醫(yī)院，需設(shè)置單獨(dú)的藥物貯存室和分裝室，對(duì)放射性藥物進(jìn)行分裝。為減少放射性藥物運(yùn)輸過程中對(duì)公眾的輻射危害，應(yīng)優(yōu)化醫(yī)院內(nèi)運(yùn)輸路線，縮短運(yùn)輸距離，必要時(shí)可設(shè)定專用運(yùn)輸通道及運(yùn)輸電梯，盡量避免與其他工作人員和公眾發(fā)生交叉。

(3)質(zhì)量控制室。條件允許時(shí)設(shè)置單獨(dú)的質(zhì)量控制室，也可在放射化學(xué)室和(或)合成分裝室內(nèi)質(zhì)控操作臺(tái)完成相應(yīng)工作。

(4)注射室。按照防護(hù)最優(yōu)化原則，注射室應(yīng)設(shè)置在合成分裝室隔壁或上、下層，前者可通過傳送窗口將放射性藥物傳送至注射室內(nèi)，后者可通過專用藥物電梯進(jìn)行傳遞，既可縮短運(yùn)輸距離，又可減少對(duì)周圍影響。為降低注射時(shí)輻射危害，應(yīng)采取帶屏蔽的注射方式及裝置，目前主要有3類：一體式全屏蔽防護(hù)、半開放式屏蔽打針窗和移動(dòng)式防護(hù)小推車[5](如圖2所示)。

圖2 帶屏蔽的注射方式及裝置

檢測(cè)結(jié)果顯示，放射性藥物活度為2.44～5.80×108Bq，利用全屏蔽、半開放式和移動(dòng)車注射時(shí)受檢者眼部、胸部和腹部的γ輻射周圍劑量當(dāng)量率平均值分別為43.0 μSv/h、37.8 μSv/h和27.9 μSv/h；49.7 μSv/ h、72.8 μSv/h和47.9 μSv/h；62.4 μSv/h、73.6 μSv/h和65.8 μSv/h[5]。全屏蔽防護(hù)效果優(yōu)于其他屏蔽形式，半開放式略優(yōu)于移動(dòng)式防護(hù)車，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇考慮全屏蔽防護(hù)。距離含18F-FDG(5.55×108Bq)的注射器5 cm處的劑量率可高達(dá)33 mSv/h，如使用注射器鎢套則能夠減少88%的手部劑量，然而額外添加的0.8 kg的重量會(huì)給注射帶來一定困難[6]?？刹捎迷谧⑸淝奥裰渺o脈通道、再將含鎢套注射器內(nèi)藥物導(dǎo)入的方法。注射器、棉簽及注射人員的手套等為固態(tài)放射性廢物，應(yīng)放在專用的固態(tài)廢物暫存桶內(nèi)。暫存桶放置點(diǎn)應(yīng)避開工作人員工作和經(jīng)常走動(dòng)的地方，必要時(shí)可擺放鉛磚或鉛屏風(fēng)進(jìn)行屏蔽。

(5)候診室。受檢者注射放射性藥物后應(yīng)設(shè)置專用候診室，供受檢者候診休息，應(yīng)根據(jù)工作量設(shè)置候診室的數(shù)量，保證每位受檢者有獨(dú)立的候診室。候診室內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)視頻呼叫裝置，便于工作人員與受檢者溝通。受檢者排泄物及沖洗便池的水為液態(tài)放射性廢物，候診區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置患者專用衛(wèi)生間，通過專用下水道導(dǎo)入衰變池，使其放置衰變至放射性濃度降低到豁免排放標(biāo)準(zhǔn)后外排。根據(jù)每日的患者人數(shù)計(jì)算廢液產(chǎn)出量，按照廢液產(chǎn)出量及核素的半衰期設(shè)計(jì)衰變池的容量。

(6)PET/CT診斷機(jī)房。為降低擺位過程中的輻射危害，可在機(jī)房旁設(shè)置鉛屏風(fēng)遮擋工作人員身體。據(jù)調(diào)查，受檢者(施藥量為3.0×108Bq)在機(jī)房內(nèi)，未設(shè)置鉛屏風(fēng)時(shí)擺位人員頭位、胸位和腹位分別為96～108 μSv/h、110～124 μSv/h和49～54 μSv/ h。設(shè)置鉛屏風(fēng)后輻射水平可降低6 μSv/h[7-8]。

(7)留觀室。診斷結(jié)束后人體內(nèi)放射性核素活度約為注射時(shí)的50%，此時(shí)若離開醫(yī)院，會(huì)對(duì)公眾產(chǎn)生輻射危害。條件允許時(shí)應(yīng)設(shè)置留觀室，受檢者進(jìn)一步靜待、觀察，經(jīng)過1～2個(gè)半衰期后受檢者周圍劑量水平較低，如18F的半衰期為110 min，留觀時(shí)間可設(shè)為2～4 h，并且無異常狀況時(shí)再離開醫(yī)院。留觀室的設(shè)計(jì)可參照候診室，但不應(yīng)在候診室內(nèi)進(jìn)行留觀。

3.3 出入路線

為避免未注射藥物的受檢者與注射藥物的受檢者、工作人員發(fā)生相互影響，場(chǎng)所布局中應(yīng)設(shè)計(jì)3條不同人員出入路線：①未注射藥物的受檢者，從進(jìn)入醫(yī)院到等待注射區(qū)域；②受檢者注射藥物后進(jìn)行候診、診斷和留觀區(qū)域，直至離開醫(yī)院的通道；③工作人員進(jìn)出放射工作場(chǎng)所。由于注射藥物后的受檢者如同“移動(dòng)放射源”，應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)專用路線、專用通道和專用出口，避免與路線①和③發(fā)生交叉。如果受場(chǎng)所布局所限部分路線發(fā)生交叉，則應(yīng)加強(qiáng)有效管理和控制，降低對(duì)其他人員的輻射影響。

3.4 工作場(chǎng)所分區(qū)

根據(jù)“電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)”，應(yīng)將輻射工作場(chǎng)所分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)[9]。應(yīng)對(duì)PET/ CT工作場(chǎng)所的回旋加速器機(jī)房、藥物貯存室、合成分裝室、質(zhì)控室、注射室、注射藥物后的候診室、PET/CT機(jī)房以及留觀室等劃分為控制區(qū)域。將回旋加速器操作室、PET/CT操作室和注射前候診室劃分為監(jiān)督區(qū)。輻射工作場(chǎng)所應(yīng)在顯著位置設(shè)有電離輻射警示標(biāo)識(shí)，回旋加速器機(jī)房和PET/CT機(jī)房門外設(shè)置警示燈。醫(yī)院問診室、閱片室及候診大廳(患者注射藥物前)等不受放射性危害的場(chǎng)所，不屬于輻射工作場(chǎng)所，為非限制區(qū)。非限制區(qū)與輻射工作場(chǎng)所應(yīng)有明顯的分界隔離及門禁系統(tǒng)。

3.5 通風(fēng)

放射性藥物進(jìn)行開放性操作時(shí)會(huì)揮發(fā)產(chǎn)生氣態(tài)放射性廢物，藥物分裝應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，其風(fēng)速≥1 m/s[10]。除分裝室外，在注射室、注射藥物后的候診室、檢查室以及留觀室應(yīng)設(shè)置必要通風(fēng)措施，其房間的排氣應(yīng)接入專用排氣管道，且每個(gè)房間的管道設(shè)置回止伐，防止放射性物質(zhì)的反流?？偱艢夤艿酪叱鲋車罡呓ㄖ?，必要時(shí)安裝高效過濾裝置，并根據(jù)使用情況定期進(jìn)行更換，以保證排出的廢氣達(dá)到規(guī)定要求，更換下來的濾膜作為固體放射性廢物處理。

4 結(jié)論

近年來，PET/CT應(yīng)用發(fā)展迅速，其在工作流程中需將放射性藥物注射至受檢者體內(nèi)，由于放射性藥物注射到受檢者體內(nèi)后所產(chǎn)生的流動(dòng)性，使放射防護(hù)工作難度增加。合理的工作場(chǎng)所布局設(shè)計(jì)對(duì)降低工作場(chǎng)所輻射劑量，實(shí)現(xiàn)防護(hù)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足工作人員、受檢者和公眾輻射劑量最小化等要求具有積極意義。建設(shè)使用單位應(yīng)根據(jù)“中華人民共和國職業(yè)病防治法”的要求，在可行性論證階段委托開展職業(yè)病危害(放射防護(hù))預(yù)評(píng)價(jià)工作，對(duì)工作場(chǎng)所的布局設(shè)計(jì)是否合理進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便從源頭上控制職業(yè)病危害[11]。保護(hù)工作人員的健康和權(quán)益是一項(xiàng)極其重要的工作。

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Discussion and analysis on reasonable layout design in PET/CT workplace

ZHANG Qi, LIAN De-xing, LIANG Jing, et al// China Medical Equipment,2014,11(6):46-49.

Objective:To discuss the content of reasonable layout design in workplace of PET/ CT, and provide a reference for hospital.Methods:According to the literature and relevant working experience, combining with the radiation protection characteristics of PET/CT, analyze the reasonable layout design.Result:Put forward the main points of Reasonable layout design in workplace of PET/CT.Conclusion:Reasonable layout design has a positive meaning to reduce the radiation levels of workplace, to realize protection optimization, and to meet the requirements of minimize radiation exposure.

Positron-emission tomography; Tomography, X-ray computed; Workplace; Layout

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.06.015

1672-8270(2014)06-0046-04

R814.42

A

2014-03-05

①中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所 輻射防護(hù)與核應(yīng)急中國疾病預(yù)防控制中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100088

*通訊作者：cdc_changsong@163.com

張奇，男，(1978- )，碩士，助理研究員。中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所輻射防護(hù)與核應(yīng)急中國疾病預(yù)防控制中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，從事放射防護(hù)、放射檢測(cè)、職業(yè)病危害評(píng)價(jià)工作。研究方向：放射防護(hù)、放射檢測(cè)、職業(yè)病危害評(píng)價(jià)。