PET/CT工作场所合理布局设计的探讨与分析

张 奇 练德幸 梁 婧 刘 梅 张 震 朱卫国 侯长松*

PET/CT工作场所合理布局设计的探讨与分析

张 奇① 练德幸① 梁 婧① 刘 梅① 张 震① 朱卫国① 侯长松①*

目的：探讨PET/CT工作场所布局设计内容，为医院PET/CT工作场所新建和改建设计提供参考。方法：根据相关文献资料和工作经验，结合PET/CT工作场所放射防护特点，对具有放射性的PET/CT工作场所布局的合理性进行分析。结果：针对PET/CT工作场所存在的不足，提出合理可行的布局设计要求。结论：对PET/CT工作场所合理的布局设计对降低辐射水平、实现辐射防护最优化以及满足工作人员、受检者和公众照射最小化要求等方面具有重要意义。

正电子发射断层显像术；体层摄影术，X线计算机；工作场所；布局

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

正电子发射计算机断层扫描显像仪(PET/CT)是利用放射性示踪剂整合了PET和CT先进技术的功能分子影像设备。我国目前已有PET/CT130多台，加速器90多台，根据“2011-2015年全国正电子发射型断层扫描仪配置规划”，到2015年底，全国总体规划配置PET-CT270台[1-2]。PET-CT工作场所属于开放型放射性工作场所，需要对放射性示踪剂(放射性药物)进行淋洗、分装，并通过注射的方式引入人体，受检者成为“移动放射源”，由于受各方面条件因素的限制，给放射防护工作带来困难。PET/CT工作场所的布局设计除了要遵从放射性与非放射性工作场所分开、不同放射性操作或污染水平的工作场所分开等要求外，还需要考虑放射性药物流转和受检者注射后流动过程中防护内容。调查显示，我国大部分PET/CT工作场所存在布局不足，本研究结合PET/CT工作特点及相关工作经验，对布局设计的合理性进行分析和探讨。

1 PET/CT工作流程各环节的辐射

1.1 PET/CT工作流程

用于PET/CT显像的典型正电子放射性核素均为短半衰期，在18F、15O、13N和11C中使用量最大的是18F，占总用量的90%以上[3]。放射性核素由回旋加速器产生，经过专用管道传送入合成箱制成放射性药物(或直接购买放射性药物)，对其进行质量控制、分装，注入受检者体内候诊后开展PET/CT诊断，诊断结束后留观一段时间，受检者离开，其工作流程如图1所示。

图1 PET/CT工作流程

1.2 PET/CT工作过程中的辐射危害

(1)回旋加速器。对于能量＞10 MeV的回旋加速器，在产生出放射性核素的同时，带电粒子与靶物质作用会产生中子，中子与靶物质、部件以及屏蔽体等发生相互作用释放出γ射线(平均能量约为8 MeV)，并通过热中子反应生成以短半衰期为主的感生放射性，包括27Mg、24Na，28Al、64Cu、66Cu、56Mn、65Ni、108Ag和110mAg等，在停机后一段时间内仍具有较高辐射水平。机房内空气受中子和γ射线的作用所产生的感生放射性核素主要包括11C、15O、13N和41Ar等，这些核素多数为β、γ衰变体，半衰期较短。

(2)含正电子核素。放射性药物18F在合成、分装、转移和注射等过程中，发生正电子湮灭而产生γ射线(0.511 MeV)。

(3)PET/CT设备。CT扫描时球管发出有用X射线，此外还存在机头组件泄漏的X射线以及来自设备、周围物体和受检者身体的散射X射线。

(4)放射性药物。注射过放射性药物的受检者是“移动放射源”，放射性药物穿透人体对周围产生辐射。

(5)放射性废物。回旋加速器设备内、外的空气受照射后生成活化气体，在放射性药物合成及操作过程中存在放射性气溶胶。残余的液态放射性药物、注射后受检者液态排泄物以及冲洗相关容器、器皿等产生放射性废液。回旋加速器产生的废靶、注射放射性药物使用的注射器、针头、手套、导管、药棉以及其他固态放射性废物。

(6)由于PET/CT各个房间屏蔽设计的种种缺陷，导致周围房间中存在过量照射的潜在危险。

根据PET/CT工作流程，其各工作环节辐射危害见表1。

2 PET/CT工作场所设计存在的问题

2.1 工作场所选址

PET/CT工作场所要求建在较为独立、集中的区域，但在实际操作中往往未能安排在相对独立的场所，而是与其他科室混用。

2.2 药物合成分装

在未使用放射性药物自动合成和分装装置的情况下，在合成、分装过程中存在大量人工操作过程，致使工作人员受到辐射，尤其是手部辐射剂量较高。

2.3 药物注射

在对受检者药物注射时未使用铅套或钨套对含有放射性药物的针管进行屏蔽，注射人员直接手持针管进行注射，或未采用屏蔽注射车等防护措施，增加了工作人员的受照剂量。

2.4 受检者候诊

候诊室内未设置视频呼叫系统，检查时需要医务人员直接近距离呼叫，增加了工作人员的受照剂量。候诊区域内未设置专用卫生间。

2.5 诊断过程

工作人员对受检者诊断时需进行摆位操作，在此过程中未采取必要的防护措施。

2.6 留观期间

诊断结束后的留观期间受检者擅自离开医院，此时受检者体内仍留存有部分放射性核素，会对周围环境及人员造成辐射危害。

2.7 药物流转路线

放射性药物合成后通过手提或移动车运转铅罐进行流转，由于路线较长放射性药物会经过其他工作场所，对运输人员及公众均可造成辐射危害。

2.8 人员流转路线

注射药物后的受检者流转路线与工作人员、公众的路线交叉，由于无专用通道及专用离开出口而对工作人员及公众造成不必要的辐射危害。

2.9 各类放射性废物处置不当

无设置放射性废气排放管道、废液排放管道和储存设施，直接将放射性废液排入市政排水系统；未设置固态废物暂存桶，直接将固态放射性废物作为普通医学废物进行处理，导致放射性污染。

3 PET/CT工作场所的合理布局

3.1 选址及布局原则

表1 PET/CT工作过程中辐射危害

PET/CT工作场所选址应远离居民区且其他人员较少到达的地方，在医院内部应选址于偏僻区域，尽可能设在单独的建筑物内、建筑物的一层或一端。结合使用功能从低活度区向高活度区(低污染区向高污染区)布局，保证人流、物流和气流相对独立。

3.2 功能设施

(1)回旋加速器室。根据回旋加速器的机型设计回旋加速器机房的防护，对有、无自屏蔽的加速器有不同的设计方案。对于无自屏蔽的加速器设备通常需设计迷路，而对有自屏蔽的加速器设备则无需迷路设计。针对回旋加速器自重及防护要求，回旋加速器机房设计应尽量远离其他非工作区域。能量＞10 MeV的回旋加速器，机房防护设计时除考虑γ射线外，还应考虑中子辐射。回旋加速器生产正电子药物的过程中会产生放射性废气，应设置专用管道单独排至室外。必要时可设置气体废物收集装置，使其衰变达标后排出。

(2)放射化学室和(或)合成分装室。为减少放射性核素传送距离，合成分装室应设置在回旋加速器室旁边。制备的放射性核素通过专用通道输送到合成箱内，在该传输中核素的活度高(约为3.7×1010Bq)，应采用地沟传输并加盖铅砖或铅板，以进行有效屏蔽防护。药物合成后由工作人员利用自动分装仪分装药物。合成柜、分装柜均设置在铅屏蔽箱内，以降低工作人员手动操作时受照剂量。通常合成柜壁铅当量≥75 mm，分装柜壁的铅当量≥60 mm[4]。对于外购放射性药物的医院，需设置单独的药物贮存室和分装室，对放射性药物进行分装。为减少放射性药物运输过程中对公众的辐射危害，应优化医院内运输路线，缩短运输距离，必要时可设定专用运输通道及运输电梯，尽量避免与其他工作人员和公众发生交叉。

(3)质量控制室。条件允许时设置单独的质量控制室，也可在放射化学室和(或)合成分装室内质控操作台完成相应工作。

(4)注射室。按照防护最优化原则，注射室应设置在合成分装室隔壁或上、下层，前者可通过传送窗口将放射性药物传送至注射室内，后者可通过专用药物电梯进行传递，既可缩短运输距离，又可减少对周围影响。为降低注射时辐射危害，应采取带屏蔽的注射方式及装置，目前主要有3类：一体式全屏蔽防护、半开放式屏蔽打针窗和移动式防护小推车[5](如图2所示)。

图2 带屏蔽的注射方式及装置

检测结果显示，放射性药物活度为2.44～5.80×108Bq，利用全屏蔽、半开放式和移动车注射时受检者眼部、胸部和腹部的γ辐射周围剂量当量率平均值分别为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]。全屏蔽防护效果优于其他屏蔽形式，半开放式略优于移动式防护车，设计时应优先选择考虑全屏蔽防护。距离含18F-FDG(5.55×108Bq)的注射器5 cm处的剂量率可高达33 mSv/h，如使用注射器钨套则能够减少88%的手部剂量，然而额外添加的0.8 kg的重量会给注射带来一定困难[6]。可采用在注射前埋置静脉通道、再将含钨套注射器内药物导入的方法。注射器、棉签及注射人员的手套等为固态放射性废物，应放在专用的固态废物暂存桶内。暂存桶放置点应避开工作人员工作和经常走动的地方，必要时可摆放铅砖或铅屏风进行屏蔽。

(5)候诊室。受检者注射放射性药物后应设置专用候诊室，供受检者候诊休息，应根据工作量设置候诊室的数量，保证每位受检者有独立的候诊室。候诊室内应设计视频呼叫装置，便于工作人员与受检者沟通。受检者排泄物及冲洗便池的水为液态放射性废物，候诊区域内应设置患者专用卫生间，通过专用下水道导入衰变池，使其放置衰变至放射性浓度降低到豁免排放标准后外排。根据每日的患者人数计算废液产出量，按照废液产出量及核素的半衰期设计衰变池的容量。

(6)PET/CT诊断机房。为降低摆位过程中的辐射危害，可在机房旁设置铅屏风遮挡工作人员身体。据调查，受检者(施药量为3.0×108Bq)在机房内，未设置铅屏风时摆位人员头位、胸位和腹位分别为96～108 μSv/h、110～124 μSv/h和49～54 μSv/ h。设置铅屏风后辐射水平可降低6 μSv/h[7-8]。

(7)留观室。诊断结束后人体内放射性核素活度约为注射时的50%，此时若离开医院，会对公众产生辐射危害。条件允许时应设置留观室，受检者进一步静待、观察，经过1～2个半衰期后受检者周围剂量水平较低，如18F的半衰期为110 min，留观时间可设为2～4 h，并且无异常状况时再离开医院。留观室的设计可参照候诊室，但不应在候诊室内进行留观。

3.3 出入路线

为避免未注射药物的受检者与注射药物的受检者、工作人员发生相互影响，场所布局中应设计3条不同人员出入路线：①未注射药物的受检者，从进入医院到等待注射区域；②受检者注射药物后进行候诊、诊断和留观区域，直至离开医院的通道；③工作人员进出放射工作场所。由于注射药物后的受检者如同“移动放射源”，应对其设计专用路线、专用通道和专用出口，避免与路线①和③发生交叉。如果受场所布局所限部分路线发生交叉，则应加强有效管理和控制，降低对其他人员的辐射影响。

3.4 工作场所分区

根据“电离辐射防护与辐射源安全基本标准”，应将辐射工作场所分为控制区和监督区[9]。应对PET/ CT工作场所的回旋加速器机房、药物贮存室、合成分装室、质控室、注射室、注射药物后的候诊室、PET/CT机房以及留观室等划分为控制区域。将回旋加速器操作室、PET/CT操作室和注射前候诊室划分为监督区。辐射工作场所应在显著位置设有电离辐射警示标识，回旋加速器机房和PET/CT机房门外设置警示灯。医院问诊室、阅片室及候诊大厅(患者注射药物前)等不受放射性危害的场所，不属于辐射工作场所，为非限制区。非限制区与辐射工作场所应有明显的分界隔离及门禁系统。

3.5 通风

放射性药物进行开放性操作时会挥发产生气态放射性废物，药物分装应在通风橱内进行，其风速≥1 m/s[10]。除分装室外，在注射室、注射药物后的候诊室、检查室以及留观室应设置必要通风措施，其房间的排气应接入专用排气管道，且每个房间的管道设置回止伐，防止放射性物质的反流。总排气管道要高出周围最高建筑物，必要时安装高效过滤装置，并根据使用情况定期进行更换，以保证排出的废气达到规定要求，更换下来的滤膜作为固体放射性废物处理。

4 结论

近年来，PET/CT应用发展迅速，其在工作流程中需将放射性药物注射至受检者体内，由于放射性药物注射到受检者体内后所产生的流动性，使放射防护工作难度增加。合理的工作场所布局设计对降低工作场所辐射剂量，实现防护最优化设计，满足工作人员、受检者和公众辐射剂量最小化等要求具有积极意义。建设使用单位应根据“中华人民共和国职业病防治法”的要求，在可行性论证阶段委托开展职业病危害(放射防护)预评价工作，对工作场所的布局设计是否合理进行评价，以便从源头上控制职业病危害[11]。保护工作人员的健康和权益是一项极其重要的工作。

[1]李亚明，陈松，田嘉禾.2010年全国核医学现状普查[J].中华核医学杂志，2010，30(6)：428-429.

[2]中华人民共和国卫生部.卫规财发[2011]77号，2011-2015年全国正电子发射型断层扫描仪配置规划[S].中华人民共和国卫生部，2011-09-30.

[3]杨国山，蔡反攻，薛永库，等.正电子发射扫描仪和回旋加速器建设中的防护评价[J].中国辐射卫生，1999，8(1)：21-25.

[4]耿建华，陈英茂，陈盛祖，等.PET/CT正电子药物中心的建设之三—放射防护[J].中国医学装备，2011，8(9)：14-17.

[5]王彬，钱爱君，姚杰，等.上海市医疗机构正电子发射断层显像/X线计算机体层成像仪(PET/CT)工作人员受照剂量调查[J].环境与职业医学，2012，29(9)：548-555.

[6]潘中允，屈婉莹，周诚，等.PET/CT诊断学[M].人民卫生出版社，2009：142.

[7]赵艳芳，张钦富，程晓军，等.某台正电子发射计算机断层扫描显像仪放射危险来源与防护对策研究[J].中国职业医学，2012，39(4)：328-330.

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[9]中华人民共和国卫生部.GB18871—2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].北京：中国标准出版社，2002.

[10]中华人民共和国卫生部.GBZ120-2006临床核医学放射卫生防护标准[S].北京：中国标准出版社，2006.

[11]中华人民共和国主席令第60号.中华人民共和国职业病防治法[S].2001-10-27.

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中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室 北京 100088

*通讯作者：cdc_changsong@163.com

张奇，男，(1978- )，硕士，助理研究员。中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室，从事放射防护、放射检测、职业病危害评价工作。研究方向：放射防护、放射检测、职业病危害评价。