《Health Physics》  2021 年9月9日在線發(fā)表山西太原中國輻射防護(hù)研究所（China Institute for Radiation Protection）Qinjian Cao, Jun Tan, Yue Ren,等撰寫的《對新型放射外科系統(tǒng)的輻射屏蔽要求和自屏蔽特性評估。Evaluation of Radiation Shielding Requirements and Self-shielding Characteristics for a Novel Radiosurgery System》（doi: 10.1097/HP.0000000000001465.）。

 為了對輻射工作人員及公眾提供安全的操作條件，必須由物理師根據(jù)適用的輻射控制規(guī)范來確定放射治療室的輻射防護(hù)。一種名為Zap-X的新型放射外科系統(tǒng)具有集成的自屏蔽功能，無需昂貴和復(fù)雜的輻射掩體。

在許多不同的操作條件下，獲得了ZAP-X放射外科系統(tǒng)附近的輻射水平，并測量了三維輻射劑量分布，以更好地可視化熱點(diǎn)和一般劑量分布。分別按照國際標(biāo)準(zhǔn)和中國標(biāo)準(zhǔn)對輻射屏蔽要求進(jìn)行評估。

雖然Zap-X的整體自屏蔽是按照國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，但被發(fā)現(xiàn)與中國標(biāo)準(zhǔn)相比是不夠的。為適應(yīng)新一代放射治療設(shè)備不斷發(fā)展的需要，提出了改進(jìn)我國放射治療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的幾點(diǎn)建議。

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，放射治療領(lǐng)域近年來經(jīng)歷了指數(shù)級增長。先進(jìn)、現(xiàn)代的放射治療設(shè)備，如伽瑪?shù)叮?/span>GammaKnife）和質(zhì)子加速器，在治療癌癥方面已變得司空見慣（commonplace）。由于輻射生產(chǎn)在人類附近存在固有的危險，醫(yī)院和放射治療設(shè)施必須遵守當(dāng)?shù)氐妮椛錀l例，并被要求提供適當(dāng)?shù)钠帘魏捅Ｗo(hù)，以保護(hù)人員和公眾。

美國加利福尼亞州圣卡洛斯市（San Carlos）的ZAP外科系統(tǒng)公司開發(fā)和制造了一種新型的具有整體自屏蔽的放射外科系統(tǒng)ZAP -X，該系統(tǒng)避免了對昂貴和復(fù)雜的輻射掩體的需求（obviates the need for costly and complex radiation bunkers）。該設(shè)備用于立體定向放射外科(SRS)治療上頸部的良性和惡性顱內(nèi)和頸椎病變。3.0兆伏(MV)S波段直線加速器(LINAC)是治療輻射源。精確的治療射線束定位是通過屏蔽殼的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)來完成的，屏蔽殼的移動類似于一個陀螺儀（gyroscope），并支持加速器，同時患者治療床用于將患者置于射線束下。準(zhǔn)直器固定在旋轉(zhuǎn)的殼體上，它本身不旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行射線束定位。該系統(tǒng)旨在為給定的典型患者工作負(fù)載提供所有必要的屏蔽。因此，不需要額外的房間屏蔽，但可以為極高的患者工作量而增加額外的房間屏蔽。

2020年，ZAP-X平臺在中國北京的解放軍301總醫(yī)院(PLAGH 301)投入使用，用于臨床立體定向放射外科(SRS)治療(圖1)。在裝置外圍的一系列站進(jìn)行了輻射暴露率測量。國際標(biāo)準(zhǔn)與中國標(biāo)準(zhǔn)的差異。

國際標(biāo)準(zhǔn)與中國標(biāo)準(zhǔn)的差異。

國際標(biāo)準(zhǔn)主要涉及職業(yè)暴露人員的年容許劑量當(dāng)量和公眾的年容許劑量當(dāng)量。

如前所述，根據(jù)對Zap-X各參數(shù)的計算，瞬時劑量率極限值為32 mSv h^-1，該極限值是用上述0.2的使用因子計算除6.41 mSv h^-1得到的。這一限制高于在測量Zap-X時發(fā)生的最大劑量率25.3 mSv h^-1，這意味著ZAP-X治療室不需要控制，公眾在該區(qū)域被認(rèn)為得到了適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，距離設(shè)備周長1米，保護(hù)公眾所需的輻射屏蔽完全由Zap-X系統(tǒng)外殼內(nèi)的材料提供（By international standards, the radiation shielding required to protect the public is entirely provided by the material embedded in the housing of the Zap-X system when measured at 1 m from the device perimeter.）。

為保證人員安全，便于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，中國標(biāo)準(zhǔn)采用不同條件下的瞬時劑量率值，提供最保守的屏蔽方法。如前所述，在Zap-X情況下，H _c;d和H _c;max分別為25.56 mSv h^-1和10 mSv h^-1。因此，根據(jù)規(guī)定，10.0 mSv h^-1應(yīng)該是限制值。因此，在目前的情況下，許多測量站沒有按照中國標(biāo)準(zhǔn)使用ZAP-X的自屏蔽材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。為了將瞬時劑量率從25.56 mSv h-1降低到10 mSv h-1，必須增加0.4 TVL或3.5 cm厚的鋼屏蔽層。

治療室輻射屏蔽的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)放療項目環(huán)境影響評價和職業(yè)危害評價的主要依據(jù)。通過與國際標(biāo)準(zhǔn)的比較，我國目前某電子直線加速器放射治療室的輻射屏蔽標(biāo)準(zhǔn)體系與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本一致。主要的區(qū)別是劑量參考控制水平。除了每周劑量控制靶區(qū)值（the weekly dose control target value）(P)的差異，NCRP報告151，英國當(dāng)前的電離輻射法規(guī)(NCRP 2017；英國法定儀器2017)，而中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)利用任意一小時的平均劑量當(dāng)量率（take advantage of the average dose equivalent rate in any one hour），以時間平均劑量率(time averaged dose rate，TADR)和瞬時劑量率（instantaneous dose rate）作為評價指標(biāo)，對放療室的屏蔽設(shè)計提出了更嚴(yán)格的要求。

國際標(biāo)準(zhǔn)主要涉及職業(yè)暴露人員的年容許劑量當(dāng)量和公眾的年容許劑量當(dāng)量。如前所述，根據(jù)對Zap-X各參數(shù)的計算，瞬時劑量率極限值為32 mSv h 1，該極限值是用上述0.2的使用因子計算得到的6.41 mSv h 1除以。這一限制高于在測量zp - x時發(fā)生的最大劑量率25.3 mSv h 1，這意味著zp - x治療室不需要控制，公眾在該區(qū)域被認(rèn)為得到了適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)公眾所需的輻射屏蔽完全由Zap-X系統(tǒng)外殼內(nèi)的材料提供，距離設(shè)備周長1米。為保證人員安全，便于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，中國標(biāo)準(zhǔn)采用不同條件下的瞬時劑量率值，提供最保守的屏蔽方法。如前所述，在Zap-X情況下，H c;d和H c;最大值分別為25.56 mSv h 1和10 mSv h 1。因此，根據(jù)規(guī)定，10.0 mSv h 1應(yīng)該是限制。因此，在目前的情況下，許多測量站沒有按照中國標(biāo)準(zhǔn)使用zp - x的自屏蔽材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。為了將瞬時劑量率從25.56 mSv h1降低到10 mSv h1，必須增加0.4 TVL或3.5 cm厚的鋼屏蔽層。治療室輻射屏蔽的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)放療項目環(huán)境影響評價和職業(yè)危害評價的主要依據(jù)。通過與國際標(biāo)準(zhǔn)的比較，我國目前某電子直線加速器放射治療室的輻射屏蔽標(biāo)準(zhǔn)體系與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本一致。主要的區(qū)別是劑量參考控制水平。除了每周劑量控制目標(biāo)值(P)的差異，NCRP報告151，英國當(dāng)前的電離輻射法規(guī)(NCRP 2017;英國法定儀器2017)，而中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)利用任意一小時的平均劑量當(dāng)量率，以時間平均劑量率(TADR)和瞬時劑量率作為評價指標(biāo)，對放療室的屏蔽設(shè)計提出了更嚴(yán)格的要求。

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，輻射屏蔽評估結(jié)果顯示，配備ZAP-X系統(tǒng)的內(nèi)置屏蔽參考最大工作量為每天3名患者，每人3個靶區(qū)，每次治療使用25毫米準(zhǔn)直儀，2,000 cGy照射80%等劑量線，足以提供不超過公眾每年容許劑量當(dāng)量1.0 mSv的輻射水平。在相鄰的辦公室或治療室上方，除激光掃描近距離探測器施加的職業(yè)限制外，不得實(shí)施其他職業(yè)限制，以確保在這些區(qū)域工作的非輻射工人的安全（No occupational restrictions other than those imposed by the laser scanner proximity detector will have to be implemented in adjacent offices nor above the treatment room to ensure the safety of non-radiation workers occupying these areas.）。

根據(jù)中國的做法，當(dāng)評估設(shè)施是否符合標(biāo)準(zhǔn)時，使用最嚴(yán)格的劑量限制。因此，Hc的要求被用作可接受的劑量限制。輻射測量結(jié)果表明，沒有屏蔽治療室，Zap-X的輻射防護(hù)效果無法滿足我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的輻射防護(hù)要求（The results of radiation measurement showed that the radiation protection effect of Zap-X cannot meet the radiation protection requirements of Chinese relevant standards without the shielded treatment room.）。一般可采取對治療室墻面進(jìn)行額外屏蔽或擴(kuò)大治療室面積等措施，以滿足輻射防護(hù)法規(guī)的要求。

由于Zap-X是新一代自屏蔽放射外科設(shè)備，中國標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮技術(shù)發(fā)展。當(dāng)評估測量的瞬時劑量率時，應(yīng)考慮機(jī)器的實(shí)際使用情況。除使用系數(shù)和占用系數(shù)外，占空比系數(shù)也可以引入，為我國今后的屏蔽設(shè)計提供更為相關(guān)的方法。不考慮這些操作條件將導(dǎo)致對屏蔽要求的總體過高估計。總的來說，目前的規(guī)定將妨礙新一代放射治療設(shè)備的推廣和應(yīng)用，例如自屏蔽的Zap-X系統(tǒng)。