正电子药物生产及使用中的辐射防护
【关键词】辐射防护；正电子药物；18F-FDG
PET是正电子发射断层显像，主要是利用放射性示踪剂原理显示活体生物活动的医学影像技术,可探测机体的代谢情况。PET/CT是在PET和CT基础上发展起来的当今世界上最先进的医疗影像设备，具有PET的定性功能,同时又有CT的定位功能。随着近几年国内PET、PET/CT的应用越来越多,正电子放射性药物也备受关注，特别是其生产和使用过程中的辐射问题。正电子放射性核素发射的是高能(511keV)γ射线,其照射率常数分别是常用的131I 和99mTc的3倍和9倍[1],下面以最常用的18F-FDG为例介绍其在生产和使用过程中所产生的辐射问题及相应的防护措施。
1 生产及使用流程
1.1 制备 回旋加速器离子源电离氢气产生带电粒子，在射频系统和磁场系统的作用下在D盒内加速，当加速至一定能量(西门子Eclipse RD型回旋加速器最高能量为11MeV)时被引出，轰击靶腔内的18O-H2O，通过18O(p,n)18F核反应生成18F-，回旋加速器生产结束后将18F-经过专用的防护管道系统传输到FGD药物合成器内，合成器均是放置在带有铅屏蔽的合成热室中,工作人员通过控制合成热室外面的工作站(计算机操作系统)，进而控制合成器,经过一系列的化学反应生成FDG，初步生成的FDG经过纯化柱、Al柱、C-18柱等纯化处理后再通过一个无菌滤膜传输到无菌收集瓶内，然后将盛有FDG的收集瓶放进防护分装罐内备用。
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1.2 使用 按照1 kg体质量0.1～0.15 mCi的比例，在分装热室内根据检查者的体重将FDG分装到注射器内，然后放入注射器防护套内传送到注射室，由护士为检查者注射。注射过FDG的检查者被安排在隔离室内休息。经过大约25 min后，由医生指导检查者到检查床上进行检查。
2 生产及使用中的防护
2.1 制备过程的防护
2.1.1 回旋加速器 回旋加速器生产放射性核素18F过程中的辐射源主要有: 瞬时辐射源( 主要指放射性核素和伴随产生的中子、α粒子) 、中子活化产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。现在大部分回旋加速器都带有自屏蔽,在核素生产时加速器室内的辐射水平基本可以接近本底。其次通过防护水平达标的回旋加速器室墙壁及防护门等可以使加速器室周围的辐射降低到本底。生产核素结束2 h后再进入加速器室或尽量缩短在加速器室内的逗留时间，可以减少工作人员所受辐射。对于回旋加速器运行过程中产生的少量放射性气体、气溶胶等，有文献报道，这些气态物质对人产生的辐射可忽略;而且回旋加速器大厅要求的通风系统开启后，可将这些气态物质排出，对人体影响很小[2，3]。
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2.1.2 合成热室 回旋加速器产生的放射性核素18F传输到合成器后，合成热室内存在大量的放射源，主要为γ射线和α粒子。放射性核素合成结束后，大部分被传出到产品收集瓶内，剩余部分会残留在反应管、纯化柱等处。设计合理的热室可以将热室外的辐射降低到本底，一般合成热室都是由60 mm以上铅当量的铅砖围成，现在也有的要求达到了≥70 mmPb，合成过程中足够防护内部辐射源。经过合成结束后10个半衰期的衰变以后，18F半衰期为109.8 min，即第2天再打开分装热室工作基本就没有什么辐射了。条件好的医院也可以通过机械手的使用来解决合成过程中出现的一些问题。
2.2 使用过程中的防护
2.2.1 分装防护 此过程主要为γ射线和α粒子，一般在分装热室内进行。对于传出的FDG要进行放射性活度、浓度(或放射性浓度) 的测定来确定给药的剂量抽取。有的厂地采取人工取出收集瓶来测量全部药物的活度及质量差值计算比活度等方式,但这种方式所造成的辐射剂量较高,条件好的单位可以通过自动分装系统或是机械手分装减低工作人员的手部照射，如果没有可以通过以下方法来减少辐射。根据日常合成过程中的参数指示及经验，估测药物的比活度进行抽取；熟练掌握取药和给药技巧,以最短的时间完成放射性药物的操作；用长距离操作工具操作放射性药物；以非放射性溶液练习抽取药液等。分装好的药物由护士为检查者注射，药室和注射室如不是同一房间,可将装有抽取好的FDG的注射器防护套放入防护罐内运输。
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2.2.2 注射防护 FDG的注射应选择在防护屏下进行,而对正电子放射性药物的防护屏应特殊一些,防护屏的防护标准应不低于50 mm 铅当量。分装好的药物从地下室经专用电梯传送至注射室,操作人员使用预先建立的静脉通路,快速将药物注射完毕。这样大大缩短了操作时间,从而减少了手部受照剂量。另外拿取注射器时应尽量手持注射器远端,最好避免手部紧贴药液外壁。
2.2.3 扫描防护 扫描过程中的防护主要是通过减少扫描床旁逗留时间，最好办法是操作应熟练,动作要迅速。
2.3 其他防护措施
2.3.1 内照射的防护 对内照射的防护措施是阻止或减少放射性核素进入体内，加快进入体内的放射性核素的排出。主要有以下措施：保持工作环境的良好通风；严格按规定在通风橱或手套箱内处理放射性药品；不要用手套或防护服接触口和鼻子，防止放射性物质吸入。
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2.3.2 沾污物的处置 沾污物包括使用过的注射器,止血棉签，手套等,都应当按正电子放射性废物的相关规定进行处理。
2.3.3受检人员及周围防护 受检者注射FDG后就成为了一个小的放射源，会对其本身和周围造成一定的辐射。主要防护措施有：①将所有注意事项、检查目的、方法、所需时间均在注射放射性药物前告知患者及家属,注射药物完毕后尽量减少与患者的接触,使之安静休息,保护工作人员,减少辐射；②设立患者专用的卫生间及患者通道；③防护要从根本上如放射源的控制入手,如以预约的受检人数等情况来决定生产药物的量;根据经验尽量以最低的(最恰当)剂量来达到检查效果；④注意对受检者尿液和痰液等的防护处理。
在整个过程中的防护主要应遵循防护最优化原则：缩短受照时间、增大与放射源间的距离、采用良好的屏蔽物质。在整个过程中应做到：①技术操作熟练,动作迅速,快速完成相应工作。从而缩短受照射时间,减少外照射累积量；②工作人员应戴铅眼镜、围铅围脖、穿铅防护衣等。但也应注意该类物品的防护效果不足。手套对于防手部污染造成的照射更为重要，眼镜对于防β射线对视网膜的损伤更为有效；③工作人员应佩戴个人剂量仪,以准确记录个人摄入量,防止个人过度照射。对于频繁近距离接触源的工作人员应配备带有报警装置的剂量监测仪,以防对源的意外污染不知情而受到照射。还应进行环境监测,改进,总结经验等来取得更有效的防护效果。
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总之，根据多个相关报道监测数据,18F产生的γ光子虽然能量高,但工作人员的受照剂量不会超过国家安全要求的20 mSv/年的限值。只要在操作过程中采取有效的防护措施,优化操作流程,缩短操作时间,都可保证工作人员和患者接受的剂量得到控制,完全可把受照射剂量降到合理的水平[3-4]。
参考文献
[1] Chiesa C,De Sanctis V,Crippa F,et al.Radiation dose to pernuclear medicin procedure.comparision between
technetium-99 m,gallium-97 and iodine-131 radiotracers and flouorine-18 fluorodeoxyglucose,1997,24 :1380-1389.
[2] Paulsen DE.Dose to the staff in the center for positron emission tomography at the university hospital in Copenhagen.Copenhagen, technical university of Denmark,1995.
[3] 刘平,等.RDS111型回旋加速器辐射剂量监测与防护.中国核医学杂志,2006,26:180-181.
[4] 周飞华，徐海峰,等.18F-FDG制备及应用中的辐射防护评价.同位素,2004,17(3):183-185., http://www.100md.com(谢吉奎 汪世存 谢 强 方 雷 潘 博 展凤麟)
PET是正电子发射断层显像，主要是利用放射性示踪剂原理显示活体生物活动的医学影像技术,可探测机体的代谢情况。PET/CT是在PET和CT基础上发展起来的当今世界上最先进的医疗影像设备，具有PET的定性功能,同时又有CT的定位功能。随着近几年国内PET、PET/CT的应用越来越多,正电子放射性药物也备受关注，特别是其生产和使用过程中的辐射问题。正电子放射性核素发射的是高能(511keV)γ射线,其照射率常数分别是常用的131I 和99mTc的3倍和9倍[1],下面以最常用的18F-FDG为例介绍其在生产和使用过程中所产生的辐射问题及相应的防护措施。
1 生产及使用流程
1.1 制备 回旋加速器离子源电离氢气产生带电粒子，在射频系统和磁场系统的作用下在D盒内加速，当加速至一定能量(西门子Eclipse RD型回旋加速器最高能量为11MeV)时被引出，轰击靶腔内的18O-H2O，通过18O(p,n)18F核反应生成18F-，回旋加速器生产结束后将18F-经过专用的防护管道系统传输到FGD药物合成器内，合成器均是放置在带有铅屏蔽的合成热室中,工作人员通过控制合成热室外面的工作站(计算机操作系统)，进而控制合成器,经过一系列的化学反应生成FDG，初步生成的FDG经过纯化柱、Al柱、C-18柱等纯化处理后再通过一个无菌滤膜传输到无菌收集瓶内，然后将盛有FDG的收集瓶放进防护分装罐内备用。
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1.2 使用 按照1 kg体质量0.1～0.15 mCi的比例，在分装热室内根据检查者的体重将FDG分装到注射器内，然后放入注射器防护套内传送到注射室，由护士为检查者注射。注射过FDG的检查者被安排在隔离室内休息。经过大约25 min后，由医生指导检查者到检查床上进行检查。
2 生产及使用中的防护
2.1 制备过程的防护
2.1.1 回旋加速器 回旋加速器生产放射性核素18F过程中的辐射源主要有: 瞬时辐射源( 主要指放射性核素和伴随产生的中子、α粒子) 、中子活化产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。现在大部分回旋加速器都带有自屏蔽,在核素生产时加速器室内的辐射水平基本可以接近本底。其次通过防护水平达标的回旋加速器室墙壁及防护门等可以使加速器室周围的辐射降低到本底。生产核素结束2 h后再进入加速器室或尽量缩短在加速器室内的逗留时间，可以减少工作人员所受辐射。对于回旋加速器运行过程中产生的少量放射性气体、气溶胶等，有文献报道，这些气态物质对人产生的辐射可忽略;而且回旋加速器大厅要求的通风系统开启后，可将这些气态物质排出，对人体影响很小[2，3]。
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2.1.2 合成热室 回旋加速器产生的放射性核素18F传输到合成器后，合成热室内存在大量的放射源，主要为γ射线和α粒子。放射性核素合成结束后，大部分被传出到产品收集瓶内，剩余部分会残留在反应管、纯化柱等处。设计合理的热室可以将热室外的辐射降低到本底，一般合成热室都是由60 mm以上铅当量的铅砖围成，现在也有的要求达到了≥70 mmPb，合成过程中足够防护内部辐射源。经过合成结束后10个半衰期的衰变以后，18F半衰期为109.8 min，即第2天再打开分装热室工作基本就没有什么辐射了。条件好的医院也可以通过机械手的使用来解决合成过程中出现的一些问题。
2.2 使用过程中的防护
2.2.1 分装防护 此过程主要为γ射线和α粒子，一般在分装热室内进行。对于传出的FDG要进行放射性活度、浓度(或放射性浓度) 的测定来确定给药的剂量抽取。有的厂地采取人工取出收集瓶来测量全部药物的活度及质量差值计算比活度等方式,但这种方式所造成的辐射剂量较高,条件好的单位可以通过自动分装系统或是机械手分装减低工作人员的手部照射，如果没有可以通过以下方法来减少辐射。根据日常合成过程中的参数指示及经验，估测药物的比活度进行抽取；熟练掌握取药和给药技巧,以最短的时间完成放射性药物的操作；用长距离操作工具操作放射性药物；以非放射性溶液练习抽取药液等。分装好的药物由护士为检查者注射，药室和注射室如不是同一房间,可将装有抽取好的FDG的注射器防护套放入防护罐内运输。
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2.2.2 注射防护 FDG的注射应选择在防护屏下进行,而对正电子放射性药物的防护屏应特殊一些,防护屏的防护标准应不低于50 mm 铅当量。分装好的药物从地下室经专用电梯传送至注射室,操作人员使用预先建立的静脉通路,快速将药物注射完毕。这样大大缩短了操作时间,从而减少了手部受照剂量。另外拿取注射器时应尽量手持注射器远端,最好避免手部紧贴药液外壁。
2.2.3 扫描防护 扫描过程中的防护主要是通过减少扫描床旁逗留时间，最好办法是操作应熟练,动作要迅速。
2.3 其他防护措施
2.3.1 内照射的防护 对内照射的防护措施是阻止或减少放射性核素进入体内，加快进入体内的放射性核素的排出。主要有以下措施：保持工作环境的良好通风；严格按规定在通风橱或手套箱内处理放射性药品；不要用手套或防护服接触口和鼻子，防止放射性物质吸入。
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2.3.2 沾污物的处置 沾污物包括使用过的注射器,止血棉签，手套等,都应当按正电子放射性废物的相关规定进行处理。
2.3.3受检人员及周围防护 受检者注射FDG后就成为了一个小的放射源，会对其本身和周围造成一定的辐射。主要防护措施有：①将所有注意事项、检查目的、方法、所需时间均在注射放射性药物前告知患者及家属,注射药物完毕后尽量减少与患者的接触,使之安静休息,保护工作人员,减少辐射；②设立患者专用的卫生间及患者通道；③防护要从根本上如放射源的控制入手,如以预约的受检人数等情况来决定生产药物的量;根据经验尽量以最低的(最恰当)剂量来达到检查效果；④注意对受检者尿液和痰液等的防护处理。
在整个过程中的防护主要应遵循防护最优化原则：缩短受照时间、增大与放射源间的距离、采用良好的屏蔽物质。在整个过程中应做到：①技术操作熟练,动作迅速,快速完成相应工作。从而缩短受照射时间,减少外照射累积量；②工作人员应戴铅眼镜、围铅围脖、穿铅防护衣等。但也应注意该类物品的防护效果不足。手套对于防手部污染造成的照射更为重要，眼镜对于防β射线对视网膜的损伤更为有效；③工作人员应佩戴个人剂量仪,以准确记录个人摄入量,防止个人过度照射。对于频繁近距离接触源的工作人员应配备带有报警装置的剂量监测仪,以防对源的意外污染不知情而受到照射。还应进行环境监测,改进,总结经验等来取得更有效的防护效果。
, 百拇医药
总之，根据多个相关报道监测数据,18F产生的γ光子虽然能量高,但工作人员的受照剂量不会超过国家安全要求的20 mSv/年的限值。只要在操作过程中采取有效的防护措施,优化操作流程,缩短操作时间,都可保证工作人员和患者接受的剂量得到控制,完全可把受照射剂量降到合理的水平[3-4]。
参考文献
[1] Chiesa C,De Sanctis V,Crippa F,et al.Radiation dose to pernuclear medicin procedure.comparision between
technetium-99 m,gallium-97 and iodine-131 radiotracers and flouorine-18 fluorodeoxyglucose,1997,24 :1380-1389.
[2] Paulsen DE.Dose to the staff in the center for positron emission tomography at the university hospital in Copenhagen.Copenhagen, technical university of Denmark,1995.
[3] 刘平,等.RDS111型回旋加速器辐射剂量监测与防护.中国核医学杂志,2006,26:180-181.
[4] 周飞华，徐海峰,等.18F-FDG制备及应用中的辐射防护评价.同位素,2004,17(3):183-185., http://www.100md.com(谢吉奎 汪世存 谢 强 方 雷 潘 博 展凤麟)