一種新型放射性核素分裝防護柜的研制

余巧生，葛賢順，仝青英，樊水平，米彥軍，張鐵騎

1.中國人民武裝警察部隊北京市總隊第二醫(yī)院，北京 100037；2.武警總醫(yī)院 醫(yī)學工程科，北京 100039；3.北京美邦正悅科技有限公司，北京 100073

一種新型放射性核素分裝防護柜的研制

余巧生1，葛賢順1，仝青英2，樊水平1，米彥軍1，張鐵騎3

1.中國人民武裝警察部隊北京市總隊第二醫(yī)院，北京 100037；2.武警總醫(yī)院 醫(yī)學工程科，北京 100039；3.北京美邦正悅科技有限公司，北京 100073

結(jié)合放射性核素分裝的屏蔽防護需求，研制了一種新型放射性核素分裝防護柜。該防護柜主要由箱體、操作平臺、升降臺、觀察窗、監(jiān)控器、排風負壓裝置等構(gòu)成，適用于放射性核素的便捷分裝，同時又可為操作人員提供良好的屏蔽防護。該防護柜的應用可有效降低相關工作人員的曝光劑量，保護其職業(yè)健康。

放射性核素；分裝防護柜；排風負壓裝置；屏蔽罐

0 前言

近年來，核醫(yī)學技術(shù)的應用和推廣拓寬了臨床診斷治療的領域和空間，但放射性核素的暴露也為核醫(yī)學工作人員的職業(yè)健康帶來了危害，因而放射性核素的屏蔽防護非常重要[1]。臨床核醫(yī)學防護是日常工作中較難解決的問題，尤其是PET/CT中心放射性藥物的操作技師因會長時間接觸放射性核素，更應該注重職業(yè)防護[2-5]。

放射性藥物的存放和使用監(jiān)管非常嚴格，許多情況下往往不能就近取用，進行必須分裝和周轉(zhuǎn)。分裝過程中如果缺少必要的屏蔽防護措施或屏蔽不當，會使相關人員受到不必要的輻射。目前，多數(shù)放射性核素的分裝設備結(jié)構(gòu)簡易、功能單一，屏蔽防護性能不佳。為克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，筆者研制了一種新型放射性核素分裝柜，既方便核素分裝，又能為操作人員提供良好的屏蔽防護。

1 主要結(jié)構(gòu)

放射性核素分裝柜由依次固連、具有射線屏蔽性能的上箱體、中箱體和下箱體組成，并配有帶過濾系統(tǒng)的排風負壓裝置，放射性核素分裝柜左、右側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，見圖1～2。這種結(jié)構(gòu)設計配置方便，可防止柜內(nèi)放射藥物對周圍環(huán)境造成危害。

圖1 分裝柜右側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 分裝柜左側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖

1.1 箱體結(jié)構(gòu)

下箱體配有一對合頁門，內(nèi)部設有用于升降內(nèi)裝放射性核素藥瓶的鎢合金屏蔽罐的電控升降臺。

中箱體底部裝有操作平臺，操作平臺上設有專供鎢合金屏蔽罐升降臺升降的缺口，并配置有可與鎢合金屏蔽罐配用的放射性核素分裝裝置。操作平臺左下部配置有活度計井，方便檢測活度。中箱體前面中部配置有鉛玻璃觀察窗，前面兩側(cè)各設有一個配裝有門的操作手孔。中箱體內(nèi)或者中下箱體內(nèi)配置有監(jiān)控攝像頭，箱體外配置有可控制所有電器的總電控制器和可實時顯示箱內(nèi)操作情景的顯示器，方便實時觀察柜內(nèi)實景。

上箱體配有一對合頁門，用于檢查和維護上箱體內(nèi)的過濾裝置、風機及相關管路。上箱體底板下面為鏡面天花板，有利于防止落塵。在底板下面分別配置有用于照射中箱體的照明燈和紫外線燈，用于對分裝空間進行照明和消毒。

1.2 過濾系統(tǒng)和排風負壓裝置

過濾系統(tǒng)用于濾除柜內(nèi)產(chǎn)生并飄浮在空氣中的有害物質(zhì)，使排出的空氣達到排放標準，避免對室外環(huán)境造成危害。

排風負壓是指通過向外抽排風以及限制進風量，使柜內(nèi)產(chǎn)生負壓，避免柜內(nèi)沒有經(jīng)過過濾等無害化處理的空氣溢出柜外，造成不必要的環(huán)境污染。

排風負壓裝置的設計：在操作平臺配置帶過濾器的底板式吸風口以及上箱體內(nèi)配裝有引風機，引風機的進風口通過進風管聯(lián)通底板式吸風口，送風口通過送風管聯(lián)通上箱體頂部配置的活性炭過濾器，送風管經(jīng)活性炭過濾器聯(lián)通自上箱體頂引出的引風管。采用高效過濾器，安裝在操作平臺底部，過濾等級為0.999，熱室內(nèi)GMP等級為100級（35個微米粒子/dm3）。活性炭過濾器安裝在熱室頂部，采用3層活性炭過濾，放射性氣體經(jīng)活性炭過濾器進入排風管道，杜絕有害物質(zhì)外排。換氣采用可變頻負壓風機，風量為7～5 m3/min，內(nèi)部負壓＞30 Pa，換氣次數(shù)為12～200次/h。底板式吸風口能夠盡量減少中箱體內(nèi)的空氣對流，避免中箱體內(nèi)空氣上升造成不必要的污染。

引風管配有防反流風閥，用于防止環(huán)境污染物沿排風管進入柜室，對柜內(nèi)環(huán)境/藥物及包裝物造成不必要的污染。

1.3 百頁窗、升降臺、操作平臺和手孔

上下箱體一側(cè)壁或者兩側(cè)壁設有進風的橫條形百頁窗，上箱體底板制有聯(lián)通上下箱體的通風孔。中箱體不設置進風窗，可以通過延長風路增加風阻，有利于保持柜內(nèi)整體性負壓。

升降缺口及升降臺位于遠離上下箱體側(cè)壁進風口的另一側(cè)，有利于進一步延長風路，保證風壓。

升降臺由步進電機驅(qū)動并配有行程開關，操作平臺和升降臺是能夠屏蔽下箱體內(nèi)向上輻射的射線的屏蔽平臺和屏蔽升降臺，有利于保護伸入中箱體內(nèi)的操作者的雙臂。升降平臺鉛當量為50 mmPb，平臺上裝有行程開關，只需安裝220 V電源即可工作。升降高度可精確到mm，有效解決了放射性藥物的傳送問題。

升降臺啟動高度為250～300 mm，工作平臺高1100 mm，鉛玻璃觀察窗寬為240 mm，高為520 mm。工作平臺高度設計為1100 mm，內(nèi)部空間為高反光5面鏡不銹鋼結(jié)構(gòu)，可視操作時技師頸椎無負擔。升降臺啟動高度設計為250～300 mm，離地面距離近，技師操作時省力。

操作手孔為豎立的長圓形結(jié)構(gòu)，方便手臂上下活動。鉛玻璃觀察窗為豎立的長方形結(jié)構(gòu)，視野好，占用前面板少。長圓形操作手孔的直徑為140 mm，高為520 mm，兩孔間距為346 mm。這種設計使技師操作時便捷舒適。分裝柜中箱體部分打開操作手孔屏蔽門時的主視結(jié)構(gòu)示意圖，見圖3。

圖3 分裝柜中箱體部分打開操作手孔屏蔽門時的主視結(jié)構(gòu)示意圖

2 結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）分裝柜殼體材料：天花板工作平臺及四壁材料為厚為3 mm的304鏡面不銹鋼板，表面光潔度為0.2，有益于輻射污染的清潔。

（2）鉛當量：正面為30 mmPb，工作平臺為40 mmPb，兩側(cè)及背面為30 mmPb，頂部為20 mmPb。

（3）合頁門為側(cè)開門，開口尺寸為220 mm×280 mm，門體鉛當量為30 mmPb，門體密封采用亞克力板和復合硅膠條。

（4）照明及消毒：鏡面天花板即上箱體底板上裝有兩只高亮燈管，兩只紫外線燈管。

3 操作方法

下箱體的一對合頁門用于取放鎢合金屏蔽罐。升降臺將鎢合金屏蔽罐通過升降缺口升到中箱體內(nèi)，再由技師拿到放射性核素分裝裝置上，進行分裝；分裝完后將鎢合金屏蔽罐放回升降臺，升降臺再下降到下箱體內(nèi)；由下箱體的一對合頁門取出屏蔽罐。分裝時，技師通過鉛玻璃觀察窗對中箱體內(nèi)情況進行觀察，通過操作手孔將雙臂伸入中箱體中，進行操作。照明燈用于對中箱體內(nèi)進行照明。分裝操作時，鎢合金屏蔽罐除了瓶口外露方便分裝外，其他部分都被屏蔽，分裝前或者分裝后屏蔽罐加蓋屏蔽帽對藥瓶進行全屏蔽。

該新型放射性核素分裝柜既方便分裝操作，又能為操作人員提供良好的屏蔽防護。新型放射性核素分裝柜已在我院PET/CT中心實際應用，操作技師工作效率明顯提升，年輻射受照劑量明顯下降。

4 討論

PET/CT通過正電子核素11C、13N、15O、18F等標記的藥物示蹤人體內(nèi)特定物質(zhì)的生物活動，結(jié)合多排CT技術(shù)探測示蹤劑所產(chǎn)生的光子，以解剖影像的形式及其相應的生理參數(shù)顯示靶器官或病變組織的狀況[6]。在PET/CT工作過程中，既要使用開放型放射性核素（如11C、13N、15O、18F）和封閉型放射性核素（如68Ge棒源），又要使用X射線裝置，大部分PET-CT中心還配有生產(chǎn)放射性核素的回旋加速器[7]。放射性核素標記的藥物本身為放射源，可在周圍形成輻射場。在放射性藥物制備、封裝、注射等操作過程中，工作人員就處在輻射場中，會受到一定量的外照射，照射劑量的大小與放射性藥物的活度、輻射源距離、停留時間及屏蔽程度有關[8-9]。因此，在研制放射性核素防護裝置時，要充分考慮到以上因素，減少、減短人體在輻射場的暴露，并盡可能提高屏蔽程度[10]。本研制裝置通過對升降臺、操作臺、監(jiān)控器等進行重點設計，在操作安全性方面有了很大提高。

5 結(jié)語

研究表明，放射性核素即使小劑量暴露，人員長時間接觸也會因蓄積作用而致畸、致癌[11]，操作放射性藥物時應盡量采取時間、距離和屏蔽措施，以減少無謂照射[12]。筆者研制的新型放射性核素分裝防護柜是針對核醫(yī)學工作人員在放射性藥物分裝、注射中的防護重點研制的，臨床實踐證明，其具有分裝方便、流程簡單、防護性佳等特點，在安全監(jiān)控等方面的設計為其他防護裝置的設計提供了有益借鑒。

[1] 劉淑杰,聶芳,崔玉鳳．放射性核素在臨床應用時對醫(yī)護人員損傷與防護的探討[J]．中國實用醫(yī)藥,2011,6(22):219－220．

[2] 曹磊．PET/CT受檢者輻射劑量的影響因素[J]．現(xiàn)代診斷與治療,2013,24(3):560-562．

[3] 陳偉,王德忠,李傳琛．PET中心患者源項的輻射防護優(yōu)化研究[D]．上海:上海交通大學,2011．

[4] 李衛(wèi)國,楊國仁,李全太,等．PET/CT放射性核素的分裝和注射人員受照劑量[J]．中國輻射衛(wèi)生,2012,21(2):181-183．

[5] 賀之連,王玉寶．一種放射性核素靜脈注射和開瓶分裝的安全防護裝置[J]．核技術(shù),1982,(4):26-28．

[6] 張震,張奇,朱衛(wèi)國,等．核醫(yī)學防護容器屏蔽效果調(diào)查與分析[J]．中國職業(yè)醫(yī)學,2013,40(2):159-162．

[7] 田嘉禾．PET-CT診斷學[M]．北京:化學工業(yè)出版社,2007:4．

[8] 李惠蘭．PET-CT工作人員的職業(yè)危害與防護對策[J]．吉林醫(yī)學,2010,31(15):2352．

[9] 耿建華,陳英茂,陳盛祖,等．PET/CT正電子藥物中心的建設之三-放射防護[J]．中國醫(yī)學裝備,2011,8(9):14-17．

[10] 余巧生,蔣均遠,仝青英,等．多體位醫(yī)用X射線防護屏的研制[J]．中國醫(yī)療設備,2014,29(2):30-33．

[11] 彭立華,張錦艷．核醫(yī)學醫(yī)務人員的職業(yè)風險分析與放射防護措施[J]．中國傷殘醫(yī)學,2013,21(6):384．

[12] 楊新芳,趙進沛,劉士敏,等．醫(yī)院核醫(yī)學項目的放射防護現(xiàn)況與管理對策[J]．中國輻射衛(wèi)生,2011,20(2):172-173．

Development of A New-Type Protective Subpackage Cabinet for Radionuclide

YU Qiao-sheng1, GE Xian-shun1, TONG Qing-ying2, FAN Shui-ping1, MI Yan-jun1, ZHANG Tie-qi3
1.China People’s Armed Police Beijing Corps Second Hospital, Beijing 100037, China; 2.Department of Medical Engineering, The General Hospital of Chinese Armed Police Force, Beijing 100039, China; 3.Beijing MBZY Technology Co.,Ltd., Beijing 100073, China

According to the protective shielding requirements of radionuclide, a new-type protective subpackage cabinet for radionuclide was developed. The protective subpackage cabinet which was composed of the boxes, operation platform, lifting platform, inspection window, monitor and vacuum exhaust devices and so on was suitable for the convenient and fast subpackage of radionuclide and could provide favourable shielding protection for operators. The exposure dose of relevant staff can be reduced effectively so that the occupational health of relevant staff can be protected with the application of the protective subpackage cabinet.

radionuclide; protective subpackage cabinet; vacuum exhaust devices; cask fl ask

TH789

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.007

1674-1633(2014)07-0023-03

2014-03-19

2014-05-05

專利：實用新型（ZL201320236193．1）。

本文作者：余巧生，主管技師。

作者郵箱：627672707@qq．com