医用三类射线装置课件

前言•1895年11月德国物理学家伦琴发现了X射线，次年X射线被应用于医学，由此掀开了放射诊断学的扉页。此后一百多年，随着现代科技技术的进步，特别是计算机的发展，促进了医学放射诊断设备、医学放射治疗设备的不断进步，放射诊断和治疗的准确性、敏感性、特异性、无创性不断地提高。•X射线管是一个高度真空的玻璃管，在管内有阴极和阳极。当6~12伏的低压电流通过阴极钨丝面加热时，在灯丝附近产生电子流。当球管两级高压加到40~90kv时，电子高速度地由阴极射向阳极，突然撞击在阳极靶面上，受到阻挡而停止运动，电子与阳极钨靶原子核电场发生作用，把能量转化为光子辐射出来，此种光子辐射为X射线。•随着医疗卫生事业的发展，医用诊断X射线机的使用亦不断增加，据统计我国约有X射线机10万台以上，放射诊断技术人员约15万人，而每年接受医疗照射的受检人数约为1.6亿。可见医用诊断X射线的防护占整个放射防护工作的首位。第一部分、射线装置的分类及其危险来源•一、射线装置的分类•根据射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。•▲Ⅰ类为高危险射线装置，事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤，甚至死亡,或对环境可能造成严重影响；•▲Ⅱ类为中危险射线装置，事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；•▲Ⅲ类为低危险射线装置，事故时一般不会造成受照人员的放射损伤。射线装置分类表装置类别医用射线装置非医用射线装置Ⅰ类射线装置能量大于100兆电子伏的医用加速器生产放射性同位素的加速器（不含制备PET用放射性药物的加速器）能量大于100兆电子伏的加速器Ⅱ类射线装置放射治疗用X射线、电子束加速器工业探伤加速器重离子治疗加速器安全检查用加速器质子治疗装置辐照装置用加速器制备正电子发射计算机断层显像装置（PET）用放射性药物的加速器其他非医用加速器其他医用加速器中子发生器X射线深部治疗机工业用X射线CT机数字减影血管造影装置X射线探伤机装置类别医用射线装置非医用射线装置Ⅲ类射线装置医用X射线CT机X射线行李包检查装置放射诊断用普通X射线机X射线衍射仪X射线摄影装置兽医用X射线机牙科X射线机乳腺X射线机放射治疗模拟定位机其它高于豁免水平的X射线机•二、医用X射线放射危险来源•2.1X射线的随机性效应和确定性效应•按照电离辐射照射的对象所引起发生生物效应可分为随机性效应和确定性效应。•（1）随机性效应：•是指发生概率与照射剂量的大小有关的一类效应。一般这种效应在受照射后一段时间才会显现出来。•其特点是：a:无阈值•b:潜伏期长•c:效应出现的危险性随着照射剂量的增加而增加•癌症是随机性效应中最受公共卫生当局关注的。•（2）确定性效应•是指其严重程度取决于受照剂量大小，并且存在有剂量阈值的一类效应。这类效应由较大剂量照射引起。其特点是：•a:由高剂量照射所致•b:存在剂量阈值•c:损伤的严重性随着照射剂量的增加而增加•确定性效应包括皮肤的卡他性，红斑改变、烧伤，毛发脱落，血液学改变，暂时性或者永久性不育，恶心，腹泻，CNS损伤，死亡。•2.2潜在性超量照射与事故•2.2.1普通X射线机•可能产生辐射故障由：•1、穿透X线管屏蔽罩与准直器的过量辐射泄漏；•2、X射线管电压错误与不一致；•3、计时器、管电流的错误与不一致；•4、X射线管处射量不一致；•5、不准确或不适当的滤光；•6、准直器光束与X光束的一致性较差；•7、对于电容放电设备，电容器充满电时X射线束方向的过量辐射泄漏。•2.2.2X射线成像•可能产生辐射故障由：•1、胶片存储不当，磁带或者增光屏的损坏；•2、暗室有光源或者透光；•3、磁带口开口或没有存储器及不合理保存；•4、不恰当的化学处理。•2.2.3计算机断层技术•可能产生辐射故障由：•1、X射线管电压和电流不准确不一致；•2、X射线管输出功率不一致；•3、实际曝光量和图像质量参数与厂家提供的数据偏差。•4、辐射防护问题更多是由参数选择错误造成，而设备故障指示造成辐射防护问题的一部分原因。•2.2.4乳腺X射线•可能产生辐射故障由：•基本上与一般射线系统相同，但进行的测试及其使用测量仪器必须适合乳房X射线照相术系统的特点，例如•1、X射线管电压和射线输出的错误和矛盾；•2、X射线束和图像接收器未对准、X射线照射野不均匀；•3、令人不满意的胶片储存条件、图像显影和读片条件；•4、不正确的校准等等•2.2.5儿科射线装置•可能产生辐射故障由：•基本上同于一般X射线系统，但是进行测试和使用测量仪器要适合儿科的装备；质量控制程序在儿科放射医学工作中尤其重要。•2.2.6牙科放射学•可能产生辐射故障由：•故障与一般X射线系统基本是一样的，但是在检查故障时所做的测试和使用的测量仪器与调查的牙科系统的特点相适应，例如：•1、X射线管电压与辐射输出不准确、不一致；•2、计时器不准或者缺陷；•3、X射线光束和影响接收器没有对准；•4、不令人满意的胶片存储条件、影像显影和读片条件。•综上所述，针对医用X射线装置在使用中，可能造成的放射防护故障，可以总结归纳一以下主要原因。•3、医用直线加速器实例分析工作原理：•医用直线加速器是产生高能电子束的装置，为远距离放射性治疗机。电子枪产生的电子由微波加速波导管加速后进入偏转磁场，所形成的电子束由电子窗口射出，经调制、准直后射向患者病灶；或者通过2cm左右的空气射到金属钨靶，产生大量高能X线，其最大能量为电子束的最大能量，经一级准直器和滤线器形成剂量均匀稳定的X线束，再通过监测电离室和二次准直器限束，最后到达患者病灶实现治疗目的。因此，医用电子直线加速器既可利用电子束对患者病灶进行照射，也可利用X线束对患者病灶进行照射，杀伤肿瘤细胞。•设备组成•医用电子直线加速器是以磁控管为微波功率源的驻波型直线加速器。它的结构单元为:加速管、电子枪、微波系统、调制器、束流传输系统及准直系统、真空系统、恒温水冷系统和控制保护系统。•污染因子•医用电子直线加速器既可利用电子束，也可利用X线对患者病灶进行照射。电子束的穿透能力很弱，故应考虑X线的防护问题。同时高能X线与空气等物质发生光核反应，放出中子。X线与14N发生光核反应的阈能为10.6MeV，反应式为14N（γ，n）13N。另外，高能电子与空气中的氧分子作用还会产生臭氧。因此，对于能量为10MeV或者15MeV的直线加速器在开机期间，除了X射线成为加速器污染环境的主要因子，还应该考虑中子及臭氧。•根据其工作原理和污染因子在运行时可能发生的事故状态有：•1.安全联锁装置发生故障，人员误入正在运行的治疗室而造成X射线误照射。•2.工作人员或病人家属在防护门关闭后尚未撤离治疗室，加速器运行，会对工作人员或病人家属产生不必要的X射线照射。•3．工作人员在治疗室内为患者摆位或其它准备工作，控制台处操作人员误开机出束，发生事故性出束，对工作人员造成辐射伤害。•4.控制系统出现故障，照射治疗不能停止，病人受到计划外照射。•5.维修期间的事故，维修工程师在检修期间误开机出束，造成辐射伤害。•6.意外事故如停电、火灾等一般不会对环境造成辐射影响。•医用直线加速器射线装置事故风险分析：•（1）如果工作人员或病人家属在防护门关闭后尚未撤离治疗室。则可利用治疗室防护门内与控制室设置的人工紧急停机、开门按钮，只要未撤离人员了解该按钮的作用，可避免此类事故的发生。因此，在机房内应设置此按钮醒目的指示和说明，便于在紧急情况下使用。•（2）如果安全联锁装置或报警系统发生故障状况下，人员误入正在运行的仪器辐照室。仪器机房防护门与设备之间设有门机联锁装置，防护门上设有警示信号灯。每当打开防护门时，立即断电并停机，不致出现误照射。只有当联锁装置或报警系统发生故障情况时，医务人员强行运行机器，才可能发生此类事故。因此，医务人员必须严格按照仪器操作程序进行诊疗，有效防止事故照射的发生。•为避免此类事故的发生，要求工作人员每次上班时首先要检查防护门上的联锁装置和报警系统是否正常。如果报警系统失灵，应立即修理，恢复正常。第三部分、X射线辐射安全与防护•第一节X射线机及其机房的防护•1、X射线机的防护•医用诊断X射线机本身固有的防护性能好坏是直接影响X射线辐射场的一个重要因素，也是关系到工作人员和受检者受照剂量的大小。因此一方面X射线机的生产厂必须按有关规定的要求，认真把好产品防护质量的检验关，不断提高防护质量，改善X射线机的防护性能。另一方面，X射线机在安装使用中，也应按规定要求，切实搞好防护性能较差的X射线机的防护改造工作。•X射线管套：X射线管是放在一个内衬铅防护层的管套内，管套应有足够的铅当量，以使距焦点1m处的漏射线不大于2.58×10-5C·kg-1·h-1。•球管窗口：在球管出线口限制好有用线束和散射线，是搞好X射线机防护的一个关键，其防护措施由限光和滤波两部分组成。前者有：古钱板、铅杯、铅碗、方钟等，在窗口内均起限制有用线束的作用。所谓滤波是指在窗口增加不同厚度的铝过滤片，滤去无用而有害的软X射线。实践证明在球管窗口每附加1mm厚的铝滤片，能使X射线机的输出量减少30~50。对于不同型号的X射线机，来确定合适厚度的过滤片。•遮线器：遮线器安装于管套窗口处，遮线器分单层和双层两种。单层遮线器因简单平动，靠近焦点，对出线口和叶片边缘的散射线无限制，漏射线和散射线量较大。对外壳铅当量不足2mm铅的遮线器，可在内壁衬上适当厚度的铅皮。双层遮线器防护性能好于单层。•集光筒：集光筒与单层遮线器合用具有集中有用线束限制散射线的效能。目前多数配单层遮线器的X射线机没有集光筒，防护质量较差，因此应增加一定长度的集光筒。一般要求集光筒壁应有0.5mmpb的防护层，实验证明1.5mmFe作筒壁其防护效果也是可以的。•荧光屏：医用诊断X射线机的荧光屏铅玻璃应有足够的铅当量，其值不得小于：最大工作电压在70kv以下（包括70kv）的为1.5mm；70kv到100kv的为2.0mm；大于100kv时，每kv再增加0.01mm。目前，X射线机铅玻璃的使用标准为1.7mm，按此值计算在70kv、3mA的条件下，屏后照射量率应在1.29×10-8C.kg-1·h-1以下，如超过此值应予更换。•屏周：对点片拉槽和屏右侧槽无屏蔽物且照射量率较高的，可用活页门遮挡或用铅橡皮复盖；对防咳板和护手防护较差的，可采用扩大荧光屏防护，面积应满足规定要求，但不宜过大，防护材料的厚度约为0.3mmpb。同时对铅橡皮挂帘应适当加长加宽。•2X射线机机房的防护•要求包括：选址、布局、屏蔽、通风等几个方面，因为X射线机在加上管电压后会产生一定量的X射线，因此设计和建造X射线机房不同于一般的办公用房和住宅，有一些特殊的要求。•选址：诊断X射线机房的选址必须充分地考虑到周围环境的安全，同时也应考虑靠近关系密切的科室和患者就诊的方便，以及便于X射线机的装修。因此，要求X射线机房设在建筑物底层的一端或一角。如果一楼地面长期较为潮湿或其它原因，亦可设在二楼或三楼，但上下楼板应有一定的屏蔽效果。一些有条件的医院可以单独设置放射诊断楼。由于治疗X射线机的工作条件高于诊断X射线机，所以选址要求也高于诊断X射线机，首先必须充分考虑周围环境的安全，治疗X射线机房最好单独设立。•布局：诊断X射线机房布局的一般原则•登记室和胸透室的位置：对于县（区）级以上的综合性医院，由于登记、划价等工作量大，其登记室应设在放射科的进口处；其次接受胸透的患者在X射线诊断中为最多，因此胸透室也应设在放射科的入口处。这样可以方便受检者就诊也有利于放射科的工作秩序。•特殊造影室的位置：由于接受特殊造影的患者人数较少，其专用机房可以设在放射科的里端。•暗室位置：放射科的暗室应设在临近摄片室或两个摄片室之间，便于传递片盒。•候诊位置：受检者应有专门的候诊室或候诊位置，以免受到不必要的X射线照射。•诊断X射线机房建筑要求：•使用面积：一般100mA以下的X射线机房不应小于24㎡，200mA以上的X射线机房不应小于36㎡；多管头X射线机房可酌情扩大；牙科用X射线机应有单独机房。•机