介入放射学工作人员个人剂量监测与评价方法研究

摘要

研究目的：介入放射学放射工作人员通常要在散射X射线广布的现场开展各种介入手术或诊断，他们所受的电离辐射照射剂量与风险很高，必须加强个人剂量监测与评价。由于介入放射工作人员所处场所的散射X射线分布不均给准确评价他们的受照剂量带来很高的固有难度;另一方面，现有介入放射学工作人员的个人剂量的监测与评价方法不统一也会导致剂量估算有很大差异;为此，很有必要深入研究准确评估介入放射工作人员的个人剂量监测与评价方法。本研究以蒙特卡罗模拟计算为主，实验测量为辅展开，首先从介入放射学工作场所的辐射场分布出发，进而考虑放射工作人员的体表剂量分布，最后得到有效剂量与体表剂量的关系，旨在建立更准确的介入工作人员个人剂量的监测与评价方法，为规范放射工作人员的剂量监测工作提供参考与依据。
　　研究方法：对于介入放射学工作场所的散射场，首先从X射线源的源头出发，构建了用于蒙特卡罗(MC)模拟计算的源项模型，研究了常见工作条件下的X射线能谱情况;然后根据介入操作手术室的空间几何，计算了不同照射情形时的空间散射场分布;着重探讨放射工作人员通常站位区间内的辐射剂量场分布情况，通过现场布点测量，验证模拟计算结果的可靠性。对于介入放射学工作人员的体表剂量分布，基于介入放射学工作的常见情境，首先开展介入放射学主要工作人员的体表剂量的模拟计算，通过现场测量验证了体表剂量模拟计算结果的可靠性，也开展了介入麻醉师的体表剂量的现场测量;另外，基于模拟计算结果还着重分析影响体表剂量分布的因素，为开展辐射防护提供依据。对于介入放射学工作人员的个人剂量监测与评价方法，先基于国际放射防护委员会(ICRP)推荐的男性体素模型，利用MC方法模拟计算常见照射情境下介入放射学工作人员的器官剂量，再结合ICRP103号报告推荐的组织权重因子计算有效剂量;进一步结合上述体表剂量的研究结果，定量探讨有效剂量与常见剂量计佩戴位置处剂量的关系，利用线性回归方法得到单剂量计法和双剂量计法计算有效剂量的评价模式。另外，本研究还探讨了眼晶体和甲状腺这两个重要器官所受的辐射剂量，提出相应的剂量评价模式。
　　研究结果：介入放射学工作场所的散射场分布十分复杂，辐射剂量率大小及其空间分布与射线投照方位和防护设备的使用情况关系密切。对于头颈部和胸部两种照射情型，放射工作人员活动范围内的空气比释动能（Ka）范围为:0.00～28.77μGy/(Gy·cm2);其中工作人员眼睛高度上的Ka范围为:0.00～8.45μGy/(Gy·cm2)。床下铅帘可阻挡相应区域的剂量约99％，吊帘可遮挡眼睛高度上的剂量约67％。模拟计算和验证实验结果均表明，影响介入放射学工作人员体表剂量相对分布的最关键因素为X射线投照方位和不同的站位。同时，通常球管与工作人员同侧时受照剂量最大，异侧时相对较低，平均可相差约30倍;与主射线束越近剂量越高，不同站位下剂量平均可相差约8倍。另外，模拟计算结果还表明，介入放射学工作人员的体表剂量率受管电压的影响显著，管电压越大体表剂量率越大，最大相差3～4倍;床下铅帘与床上吊帘均可起到降低放射工作人员体表剂量的作用，在工作人员通常的站位区域，体表剂量率最大可降低约50％。基于模拟结果的分析表明，双剂量计法比单剂量计法能更能合理且准确评价出介入放射工作人员的有效剂量，有效剂量的最准确估算可通过左领口处的个人剂量计读数和右胸铅围裙内的个人剂量计读数加权求得，但有效剂量的估算方法应考虑是否使用铅围脖;本研究推荐的双剂量计评价方法明显优于其他研究者的推荐方法。基于双剂量计法，在不增加剂量计佩戴的基础上，可由左领口处的个人剂量计读数来估算眼晶体的受照剂量，但左右眼的权重因子有一定差异;由左领口处的个人剂量计读数同样可估算出甲状腺的受照剂量，但评价时须考虑是否使用铅围脖。
　　研究结论：介入放射学工作场所的辐射场和放射工作人员的体表剂量分布与X射线投照方位、用于开展介入术的X射线系统和工作人员的屏蔽防护措施密切相关。本研究推荐的监测方法不仅可更加准确评价出介入放射学工作人员全身所受的有效剂量，而且还能用于估算他们的眼晶体和甲状腺所受的辐射剂量。本研究结果为规范我国介入放射学工作人员的个人剂量监测工作提供了重要的科学依据。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目的和研究内容

参考文献

第2章 介入放射学工作场所的散射场分布

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 MC方法及使用软件

2．2．2 源项的构建

2．2．3 介入放射学工作场所建模

2．2．4 机房内散射线的初步验证

2．3 结果与讨论

2．3．1 源项结果

2．3．2 介入机房散射场MC模拟结果

2．3．3 模拟计算结果的验证

2．4 小结

参考文献

第3章 介入放射学工作人员体表剂量分布

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 体表剂量MC模拟

3．2．2 物理模体实验

3．2．3 体表剂量测量

3．3 结果与讨论

3．3．1 体表剂量的MC模拟结果

3．3．2 物理模体实验验证

3．3．3 第一术者的体表剂量

3．3．4 麻醉师的体表剂量

3．4 小结

参考文献

第4章 介入放射学工作人员剂量监测与评价模式

4．1 引言

4．2 有效剂量的MC模拟

4．2．1 材料与方法

4．2．2 结果与分析

4．3 有效剂量的评价模式

4．3．1 单剂量计法

4．3．2 双剂量计法

4．3．3 推荐评价模式

4．4 评价模式的应用

4．5 小结

参考文献

第5章 工作人员眼晶体和甲状腺的剂量评价模式

5．1 引言

5．2 重要器官／组织剂量的MC模拟

5．2．1 眼晶体的剂量评价

5．2．2 甲状腺的剂量评价

5．3 现场测量结果与分析

5．4 小结

参考文献

第6章 结论与展望

6．1 本研究工作总结

6．2 本研究的特色与创新

6．3 本研究的不足与展望

图表目录

附录

致谢

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