PET-CT及回旋加速器设备用房建筑设计初探

PET-CT及回旋加速器设备用房建筑设计初探
崔侦福;祝紫燕
【摘 要】浓缩饲料的配方计算表现代医院在医疗诊断进程中,随着诊疗手段不断完善和检查精度不断提高,新型诊疗设备将不断创新问世.PET-CT就是核医学与X射线扫描整合的新型检查设备.PET-CT在运行过程种会产生大量射线并留下有害的惰性气体,最终生产出放射性同位素药物.本次研究的目的是防止工作人员和非受检者受到辐射伤害,保证建筑的周边环境不被污染.通过合理的建筑平面布局和具有阻挡射线功能的材料,使以上问题得到了良好的解决.中国疾控中心根据《中华人民共和国职业病防治法》为派特中心建设项目,编制了《职业病危害(放射防护)预评价报告书》,批准通过了本项目的建设.
【期刊名称】《华中建筑》
【年(卷),期】2014(000)005
【总页数】导光条>人造板生产线3页(P66-68)
【关键词】PET-CT;回旋加速器;防辐射屏蔽
【作 者】崔侦福;祝紫燕
【作者单位】华中科技大学同济医院;华中科技大学同济医院
【正文语种】中 文
【中图分类】TU246
崔侦福 Cui Zhenfu
祝紫燕 Zhu Ziyana-ga
煤气阀PET-CT就是把CT(X射线)和PET(核医学)两种不同扫描设备进行整合的诊断设备。
PET扫描检测原理:将生物生命代谢中必须的物质,如:葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸,标记上短寿命的放射性核素(如18F,11C等),注入人体后,通过检测对于该物质在代谢中的聚集,来反映生命代谢活动的情况,从而达到诊断的目的。
18F、11C等放射性核素是由回旋加速器内带电粒子撞击靶材料获得,因此有条件的医院在
建设PET-CT设备用房时,可同步建设回旋加速器设备用房。下面以同济医院派特中心建设为例,探讨PET-CT及回旋加速器设备用房建筑设计和防辐射屏蔽问题。
考虑回旋加速器的磁体自重和自带防护屏蔽体合计重量超过50t,PET-CT设备自重小于5t。当场地条件限制需要分层布置时,宜将回旋加速器设置在底层,由设备基础将加速器设备和屏蔽体荷载直接传递给地基承载。PET-CT则布置在上层。回旋加速器备制的放射性核素药物(18F、11C等)装入铅罐通过内部提升机垂直上传到注射室供注射使用。
1.1 回旋加速器建筑平面设计(图1)
设备吊装洞口的预留:加速器设备通道考虑在一层G至H轴,500mm厚混凝土外墙预留2100mm×2500mm(高)洞口,待磁体设备和自带屏蔽体搬运至室内设备机房以后进行外墙封闭施工。
热室间的合成柜运输通道考虑在一层F轴至E轴,300mm厚混凝土外墙预留1500mm×2500mm(高)洞口。待化学合成柜、灌装柜搬运至热室以后,再进行外墙封闭施工。
人流垂直双通道设计:东侧楼梯和电梯为药物注射前人流及医护人员垂直通道(无放射性清洁通道)。西侧楼梯为短寿命放射性核素药物注射后,经PET-CT扫描并在留观室休息达到一个半衰期(一般为注射后2小时)以后,体内残留微量放射物的受检者疏散垂直通道(受检者体内残留微量放射性核素药物的污染通道)。水的声阻抗
净化区:按我国制药GMP标准D至F轴范围以及无菌检测、阳性对照、全检质控等检测用房均为净化区。其中热室净化级别为1万级,其他辅助用房和检测用房净化级别为10万级。
药物传递:回旋加速器生产的放射性同位素药物(18F),在热室经化学合成为正电子放射物18F-FDG(PET扫描显像剂)装入铅罐,通过热室内设置的药物提升机垂直运至上层PET-CT药物传送室。避免药物经由其他通道传送可能发生泄漏时造成放射性污染。
控制区:回旋加速器室、热室为控制区,控制区内严禁无关人员进入,控制区场所设置警示灯,悬挂电离辐射警示标志。
1.2 PET-CT建筑平面设计(图2)
设备吊装洞口的预留:P E T-C T设备通道考虑在三层G至H轴外墙预留1500mm×2500mm洞口,待PET-CT设备吊装搬运至室内以后进行外墙封闭施工。
平面双通道设计:东侧登记、等候区为无放射性污染的清洁区域。注射前人流及医护人员均经由东侧楼梯和电梯清洁通道上下通行。西侧注射室、注射后休息室、扫描后受检人员留观室为有放射性辐射污染区域,当扫描后受检者在留观室休息达到一个半衰期(一般为注射后2个小时)以后,经由西侧楼梯疏散,离开扫描检查区域。
药物传递:药物传送室内药物提升机井道与底层热室提升机井道设置在垂直对应的同一平面位置上,便于工作人员从提升机矫箱中取出装有放射性显像药物的铅罐,通过专用注射窗为受检者进行药物注射。
控制区:药物传送室、注射室、注射后休息区、注射后VIP候诊室、注射后受检者走廊、PET-CT扫描间和留观室划分为控制区。控制区场所设置警示灯,悬挂电离辐射警示标志。
注射后受检者专用卫生间:注射后病人的排泄物带有少量放射物,专用卫生间设置单独的下水管道(地面以上室内管道部分采用铅皮封闭)直接排入衰变池,待排泄物在衰变池达到10个半衰期后排放,避免造成环境污染。
回旋加速器主要用来生产氟1 8(18F)、碳11(11C)等放射性核素药物,并在热室中合成放射性示踪剂供PET-CT检查使用。其辐射源主要包括瞬时辐射源(主要指放射性核素和伴随产生的中子、、粒子)、中子活化物以及中子在慢化吸收过程中产生的高能γ射线和放射性废物。
PET-CT扫描时主要是CT扫描时产生X射线辐射(受检者静脉注射放射物18F-FDG因剂量甚微,约10毫居里。其放射性影响相比较CT扫描产生的X射线的辐射而言可忽略不计)。同济医院回旋加速器本次选用了日本住友HM-10HC(10MeV)。PET-CT本次选用了美国机宜Discovery PET-CT Elite。中国疾控中心根据《中华人民共和国职业病防治法》为派特中心建设项目编制了《职业病危害(放射防护)预评价报告书》。在建筑设计中根据不同机房各自特定的设备产生不同的辐射源采取相对应的屏蔽措施。
2.1 回旋加速器机房防辐射设计
H M-1 0 H C医用回旋加速器的最大束流为100μA,加速质子能量达到10MeV,该回旋加速器安装时带有自屏蔽结构(表1)。回旋加速器运行期间,工作人员不进入加速器机房内,在操作室内进行操作。
回旋加速器机房建筑尺寸为8.05m× 6.90m×4.00m(高)。结合加速器中心平面定位、机房平面尺寸和空间高度,确定各部位防护屏蔽参数如下:墙体及顶棚为500mm钢筋混凝土(密度2500kg/m3),墙体内侧抹30mm厚钡水泥;地面为200mm普通混凝土(考虑到设备自屏蔽外边线下方有1200mm厚混凝土基础);防护门为15mm铅当量+100mm厚5%硼聚乙烯。回旋加速器自带蔽体基本可屏蔽设备运行时产生的中子和γ射线,在建筑上采取上述防护措施后,回旋加速器机房外部六个面辐射均可达到本底水平。
加速器产生的正电子核素以气体推送方式送至热室中的化学合成模块,由计算机控制完成放射物的合成,工作人员在热室操作间内进行操作。合成模块正面自屏蔽≥70mmPb(铅当量),其余五面屏蔽≥60mmPb。分装模块正面自屏蔽≥60mmPb,其余五面屏蔽≥50mmPb。
热室建筑尺寸为8.05m×6.20m× 4.00m(高),确定各部位防护屏蔽参数如下:热室及其操作间的顶棚及墙体为300mm钢筋混凝土,墙内侧抹30mm厚钡水泥;地面为200mm普通混凝土;热室防护门15mm铅当量;热室操作间防护门10mm铅当量;热室操作间铅玻璃窗为10mm铅当量。
药物传输管道的屏蔽:从加速器到热室的药物传输管道采用地沟内敷设,并在地沟内采用5cm厚铅砖对管道覆盖加以屏蔽。
通风设计要点:回旋加速器运行时,会产生少量气态放射性核素,需要补充新风和设置排风系统将其排出。废气经排风管道在高出屋面3m处排至大气中。
热室合成柜合成模块产生的废气经由单一废气出口送至废气处理系统,废气在此暂存,废气活度降至排放标准以下方可排放。废气排风口并联一层排风管道,一同排至屋面上方。
2.2 PET-CT机房和控制区用房防辐射设计
PET-CT扫描时主要是CT扫描时产生X射线辐射,机房需要采取射线屏蔽措施。PET-CT机房建筑尺寸为9.62m×5.92m×5.70m(高)。确定各部位防护屏蔽参数如下:墙体为240mm灰砂砖(密度1800kg/m3),墙内侧抹30mm厚钡水泥, 5mm厚铅板层(采用木龙骨连接固定);顶棚为180mm厚普通混凝土,加铺5mm厚铅板(铅板平铺于吊顶以上钢龙骨,标高3.2m),地面为120mm厚普通混凝土(考虑到机房下方为2.6m高架空管道层,管道层下方为回旋加速器室500厚混凝土顶棚,满足防护屏蔽要求);2扇防护门均为15mm厚铅当量;防护铅玻璃窗为15mm厚铅当量。
控制区防护屏蔽参数:控制区内药物传送、注射室、注射后休息室、注射后卫生间、留观室等各类用房,墙体均采用240mm灰砂砖(密度1800kg/m3)砌体,内隔墙双面抹30mm厚钡水泥,外墙单面抹30mm厚钡水泥。顶棚为180mm厚普通混凝土,加铺2mm厚铅板(铅板平铺于吊顶以上钢龙骨,标高3.2m)。地面为120mm厚普通混凝土(考虑到机房下方为2.6m高架空管道层,已满足防护屏蔽要求)。各房间防护门均为10mm厚铅当量。

本文发布于:2024-09-21 16:46:39,感谢您对本站的认可!

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