福建省核醫學常用放射性核素輻射環境監測與分析

福建省輻射環境監督站 萬子誠

福建省核醫學常用放射性核素輻射環境監測與分析

福建省輻射環境監督站 萬子誠

對福建省內核醫學常用放射性核素18F、99mTc、131I的輻射環境進行監測。結果表明, 工作場所周圍γ吸收劑量率測值范圍為 0.10～0.64μGy/h，較環境本底值（0.20μGy/h）未明顯升高；工作場所 β表面污染水平控制區測值范圍為 0.02～10.4Bq/cm2，監督區測值范圍為 0.03～3.58Bq/cm2，均低于國家標準相應限值；廢水的 β放射性比活度測值范圍為 0.21～0.98Bq/L，低于國家污水排放 β比活度限值（10Bq/L）。對給藥患者體外輻射水平監測與分析可知，常用核素診療過程所致周圍人員的年有效劑量符合國家技術標準限制要求。

核醫學 常用核素 輻射環境 監測與分析

1 概述

核醫學是利用核素和核技術來進行生命科學和基礎醫學研究并診斷和治療疾病的一門新興綜合性交叉學科，是核技術、電子技術、計算機技術、化學、物理和生物學等現代科學技術與醫學相結合的產物。其中利用18F、99mTc、131I放射性核素能量高等特性進行疾病診療，不可避免地帶來放射性危害，同時因單次用藥量和年用藥量比較大的特點，因而引起廣泛關注。患者在注射18F、99mTc，服用131I（本文僅針對131I治療甲狀腺癌）后一段時間進入相應機房進行掃描，整個過程中醫護人員、陪同家屬等均會受到一定照射，對周圍環境影響很大；而核醫學使用的其他放射性核素能量低，使用量較小，使用頻次較低，有些屬于豁免水平（125I放免分析和14C呼吸實驗），對周圍環境影響極小。

為分析福建省內核醫學常用放射性核素輻射環境，本研究對18F、99mTc、131I核素診療場所和給藥患者體外輻射環境進行了監測。同時，考慮給藥患者體外輻射水平隨時間變化，引入核素有效半衰期進行受照人員年有效劑量分析與評價，以期為今后核醫學科輻射防護管理提供參考。

2 調查對象、內容及方法

調查福建省內15家使用18F、99mTc、131I放射性核素診療的相關醫療單位。主要監測內容：工作場所周圍環境γ吸收劑量率，工作臺面、墻壁、地面β表面污染水平，廢水總β放射性比活度，給藥患者體外30cm和1m處γ吸收劑量率。采用相應國家監測技術規范[1-6]開展監測工作。

3 工作場所輻射環境監測結果

監測結果表明（見表1～表3），工作場所周圍γ吸收劑量率測值范圍為 0.10～0.64μGy/h，較環境本底水平（0.20μGy/h）未明顯升高，屏蔽體防護性能良好；工作場所β表面污染水平控制區（配藥、給藥室等）測值范圍為0.02～10.4 Bq/cm2，監督區（候診區、休息室等）測值范圍為0.03～3.58Bq/cm2，分別低于國家技術標準[1]中控制區、監督區 β放射性物質污染限值（40Bq/cm2和4Bq/cm2）；廢水的β放射性比活度測值范圍 0.21～0.98Bq/L，低于國家技術標準[2]污水排放β放射性比活度限值（10.0Bq/L）。

表1 工作場所周圍環境γ吸收劑量率監測結果（μGy/h）

表2 工作場所β放射性表面污染水平監測結果（Bq/cm2）

表3 衰變池廢水總β放射性比活度監測結果（Bq/L）

4 給藥患者體外輻射水平及所致劑量估算

4.1 給藥患者體外輻射水平監測結果

給藥患者體外輻射水平監測結果見表4。

表4 給藥患者體外γ吸收劑量率監測結果（μGy/h）

4.2 典型照射情景分析

18F與99mTc檢查照射情景可做如下分析：患者一般在注射藥物后約40～60min進行顯像檢査，顯像時間約30min，保守估計，患者在醫院停留時間為2h。而131I治療照射情景與上述兩者的不同之處在于患者隔離治療（無家屬陪同），一般在其服用后第5～7d才進行全身顯像。

職業人員劃分為A、B兩類，A類主要是配藥、給藥的醫護人員，其與患者的平均接觸距離為0.3m，接觸時間為服藥后的前5～10min；B類主要指給患者掃描檢查的醫技人員，其與受檢者的平均接觸距離為 1m，接觸時間為候診后的前5～10min。公眾劃分三類，分別是:（1）陪同家屬，與患者的平均接觸距離為1m，18F與99mTc檢查保守估計接觸時間為2.5h，包括患者在醫院停留的2h和回家途中的0.5h，131I治療保守估計接觸時間為1.5h；（2）配偶，設定與患者平均接觸距離為1m（未分床），8h的睡眠時間，共計給藥后前7d；（3）患者歸途中所遇人群為最典型的公眾，與患者平均接觸距離為1m，接觸時間為服藥后的2～2.5h。

4.3 核素有效半衰期

引入患者體內核素有效半衰期是進行患者受照劑量評估的前提。18F、99mTc半衰期短，忽略生物排泄作用，體內核素總活度變化可按物理半衰期下的規律變化，而131I半衰期較長，甲癌患者體內核素總活度必然受到生物排泄影響，體外輻射水平不按物理半衰期下的規律變化。18F、99mTc物理半衰期可視為患者體內18F、99mTc有效半衰期；131I有效半衰期選取Alhaj等人[10]測量311例患者1m處劑量率獲得的平均有效半衰期12.75h。

4.4 輻射劑量估算

放射性核素所致輻射劑量的估算除了要考慮診療項目的核素特性、用藥量外，還需要考慮人群與患者接觸距離、時間等因素，特別是患者體內核素總活度變化導致的輻射劑量率變化。本文在考慮給藥患者放射性隨時間變化的因素，并引入核素有效半衰期的基礎上，優化《環境地表γ劑量測定規范》GB/T 14583-93中劑量估算公式[4]，得出以下公式：

式中，He——有效劑量，mSv；0.7為劑量系數轉換，Sv/Gy；t1，t2——測量初、末時間點，h； D（r，t1）——患者服藥后t1時刻，距離其r處吸收劑量率，表4中測值，μGy/h；λ——核素有效衰變常數，h-1。

根據核醫學常用核素診療典型照射情景，選取表4中相應監測值代入式(1)，可保守估算典型照射情景下單次診療所致職業人員有效劑量，結果如表 5、表 6所示，其中18F、99mTc、131I核素所致 A 類職業人員受照最大劑量分別為0.019、0.0036、0.2mSv，B類職業人員受照最大劑量分別為0.0024、0.00083、0.00015mSv。就公眾而言，若患者給藥后放開受照時間限制，核素衰變所致受照劑量大于核素衰變任何時間段的受照劑量，結合表4中相應監測值可保守估算典型照射情景下單次診療所致所致公眾有效劑量，結果如表5、表6所示，其中18F、99mTc、131I核素所致公眾受照最大劑量分別為0.065、0.048、0.0047mSv。

表5 單次典型18F、99mTc 檢查所致周圍人員受照最大劑量 (mSv)

表6 單次典型131I 治療所致周圍人員受照最大劑量

經調查，福建省內某腫瘤專科醫院診療量最大，其中2016年度的診療量分別為18F核素300例次/月，99mTc核素500例次/月，131I核素20例次/月。一般情況，A類職業人員輪崗（工作時間為1月/年），B類職業人員無休息，依據上述典型照射情景下單次診療所致職業人員受照劑量，可保守估算常用核素所致職業人員年有效劑量，結果如表7所示，其中18F、99mTc、131I核素所致A類職業人員最大年劑量分別為5.7、1.8、4mSv，B類職業人員最大年劑量分別為8.6、4.98、0.036mSv，均低于國家技術標準中職業人員年有效劑量20mSv的限值[1]。

對于公眾而言，其受照年有效劑量一般限于單次受照，結果如表7所示，其中18F、99mTc、131I核素所致公眾最大年劑量分別為0.065、0.048、0.0047mSv，均低于國家技術標準中公眾年有效劑量1mSv的限值[1]。

表7 131I、99mTc、18F所致職業人員、公眾最大年有效劑量 (mSv)

5 結論

針對福建省內開展18F、99mTc、131I放射性核素診療的相關醫療單位，進行了γ吸收劑量率、表面放射性污染、放射性廢水監測，結果表明，工作場所周圍γ吸收劑量率測值范圍為0.10～0.64μGy/h，較環境本底水平未明顯升高，屏蔽體防護性能良好；工作場所β表面污染水平控制區測值范圍為0.02～10.4Bq/cm2，監督區測值范圍為0.03～3.58Bq/cm2，廢水的β放射性比活度測值范圍為0.21～0.98Bq/L，均低于國家技術標準限值。

本研究還對核醫學診療中給藥患者體外輻射水平進行了監測，劃分潛在的受照人群，依據不同人群設定了若干與診療患者的照射情景，在考慮給藥患者放射性變化，并引入核素有效半衰期的基礎上，通過優化劑量估算方法，估算得出18F、99mTc、131I核素典型照射情景下單次診療所致周邊人群受照劑量，進而結合最大工作量得出職業人員和公眾的年有效劑量，A類職業人員最大年有效劑量分別為5.7、1.8、4mSv，B類職業人員最大年有效劑量分別為8.6、4.98、0.036mSv，公眾最大年有效劑量分別為0.065、0.048、0.0047mSv，均符合國家技術標準限制要求。

[1] 潘自強,等. 電離輻射防護與輻射源安全基本標準:GB18871-2002 [S].北京:中國標準出版社,2002.

[2] 國家衛生部.醫療機構水污染物排放標準:GB 18466-2005[S].2005.

[3] 國家環境保護部.輻射環境監測技術規范: HJ/T 61-2001 [S].北京：中國環境科學出版社,2001.

[4] 國家環境保護部.環境地表γ輻射劑量測定規范:GB/T14583-93[S]. 1993.

[5] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員.表面污染測定第1 部分:β發射體（Eβmax>0.15 MeV）和α發射體: GB/T 14056.1-2008[S]. 2008.

[6] 國家環境保護部.水中總β放射性測定 蒸發法:EJ/T900-94[S].2001.

[7] 國家衛生部.臨床核醫學放射性衛生防護標準:GBZ 120-2006 [S].2006.

[8] 黃嘉麟,廖彤,劉寶華.核技術應用項目的輻射防護與安全[M]. 廣州: 廣東科技出版社, 2014.

[9] 鄭鈞正.電離輻射醫學應用的防護與安全[M]. 北京: 原子能出版社, 2009.

[10] AlhajA N,LagardeC S,Lobriguito A M.Patient parameters and other radiation safety issues in131I therapy for thyroid cancer treatment[J].Health Phys, 2006 (91):119-122.

[11] 易艷玲.臨床核醫學診療中的輻射劑量與防護研究[D]. 上海: 復旦大學, 2012.