2. 南京医科大学公共卫生研究院,南京 211166
2. School of Public Health, Nanjing Medical University, Nanjing 211166, China
随着放射治疗手段的不断进步,越来越多的医院选择放射性碘治疗作为治疗甲癌、甲亢等甲状腺疾病的手段[1-3]。放射性碘药物使用场所的空气以及给药后患者的分泌物、排泄物中可能会含有较高活度浓度的131I[4-5]。在核医学科工作场所的工作人员可能吸入或摄入131I形成内照射,因此需要开展定期的内照射个人监测[6-7]。按照《职业性内照射个人监测规范》(GBZ 129-2016)[8]的要求,工作人员使用体外测量方法进行监测的周期最长为1个月。
在对江苏省内开展放射诊疗的医院使用全身计数器方法进行的初步调查中,可知核医学131I治疗工作人员普遍存在131I内照射。以1个月为监测周期,单周期内最高剂量可能达到0.21 mSv[9]。本研究采用《职业性内照射甲状腺碘-131活度体外测量方法》(DB32/T 3908-2020)[10]规定的方法,以南京市一家开展核医学诊断和治疗的三甲医院核医学科工作人员为样本,开展为期6个月的监测。
材料与方法1.调查地点:调查医院为某三级甲等医院,核医学科位于单独建筑内,建筑物中设有中央天井,131I、177Lu放射治疗场所和病房位于二层、正电子发射体层成像(PET)、单光子发射计算机体层成像(SPECT)等核医学影像工作场所位于一层,虽然二楼核医学放射治疗病房、高活室、给药室设有单独负压通风,但是工作人员房间如护士站、医生办公室等与中央天井间相通,131I空气气溶胶可能通过中央天井扩散进入下层。核医学科总人数为38人,考虑到气溶胶污染的可能性,将核医学科全部人员纳入本次研究范围。
该医院每年治疗甲亢约35人,治疗甲癌约500人,每年使用131I药物约22 TBq。甲亢患者采用门诊给药方式,统一在周二进行门诊治疗。甲亢采取固定周期制度,每7天为1个周期,周一办理患者出入院,周二给药。药物外购后用自动分装仪进行分装,隔室操作,每次外购量约0.5 TBq。每次分装由1名工作人员操作,每名工作人员负责1个月,约1.5至2年轮班倒1次。
2.调查人员:本研究监测的工作人员共36名,当中有20人主要工作为131I甲癌、甲亢治疗和177Lu治疗(以下简称核素治疗),其中医生8人,护士6人,技师3人,其他核素治疗人员3人,包括1名保洁,1名研究人员,1名非本单位委培人员。
核医学科其余16人主要工作为SPECT/CT装置、PET/CT装置、PET/磁共振成像(MR)装置诊断(以下简称核素诊断),其中医生5人,护士4人,技师5人,其他核素诊断人员2人。
3. 接触情况调查:测量开始前,对医疗机构参加碘治疗工作人员数量、甲癌与甲亢治疗的工作量、药物分装情况、防护措施、给药周期、轮岗情况、131I药物购买量进行了问卷调查;对参与监测的人员姓名、岗位、接触情况、在核医学科工作场所工作时间等采取电子收集表方式进行了调查,所有参与者对本研究工作均知情同意。
4.外照射监测:本研究采用GBZ 128-2019方法[11]使用热释光探测器(TLD)对工作人员外照射剂量进行监测,周期为3个月,共计2个周期。每周期探测下限为0.04 mSv。监测结果小于最低探测水平的记录探测下限的一半。
5.内照射监测
(1) 测量仪器:本研究采用的仪器为美国阿美特克(AMETEK)公司生产的ORTEC Detective-100型便携式高纯锗谱仪。谱仪由上海计量院校准,能量分辨力为2.25 keV,相对探测效率38%,校准证书编号为2023H21-10-4713289002。
(2) 刻度设备:仪器针对甲状腺的效率刻度采用模体效率曲线法,配套IAEA/ANSI甲状腺模体[12],材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),模体为外径127 mm,高127 mm的圆柱体,在其一边距离表面最近距离5.0 mm有一刻度孔,孔径30 mm,孔深保证放入刻度源时刻度源中心高度处于圆柱体高度中心紧贴探头位置。刻度源为20 ml液体源,采用57Co、60Co、133Ba、137Cs、241Am核素以保证在131I主要能峰364.5 keV附近有较高的刻度精度,刻度源总活度约为40 kBq,其中133Ba为9.06 kBq,137Cs为2.87 kBq,由上海市计量测试技术研究院校准。
(3) 刻度方法:刻度源的刻度与实际核医学科工作人员受照情况在γ射线发射率、γ射线能量、源与测量设备间距离、测量时间等诸多因素都与刻度源的刻度保持一致。按照《高纯锗γ能谱分析通用方法》(GB/T 11713-2015)[13]进行能量刻度和效率刻度。
(4) 测量方法:本次监测选择1个月为监测周期,根据调查得到的工作人员工作周期,靠近每个工作周期中部的时间,即每个月最后一周的周三进行监测,共进行6次监测。
测量地点选择在核医学科所在建筑物一楼的无人空房间,并保证通风良好。受检时工作人员将甲状腺位置贴于便携式高纯锗谱仪探头上,尽量确保甲状腺位置与刻度时刻度源位置一致。测量时间为10 min。对所获得的能谱进行分析,通过364.5 keV全能峰净峰面积与刻度的探测效率结合,算出甲状腺内131I的活度。
(5) 剂量估算方法:在测量得到体内放射性核素活度后估算放射工作人员内照射剂量[14-15]。内照射剂量估算按照《职业性内照射个人监测规范》(GBZ 129-2016)[8]和《放射性核素摄入量及内照射剂量估算规范》(GB/T 16148-2009)[16]进行:
| $ E=I_{j p} e_{j p} $ | (1) |
式中,E为待积有效剂量,Sv;Ijp为j类核素通过p类途径摄入的摄入量,Bq。本项目中只考虑131I核素吸入产生的内照射。当摄入方式为吸入,对于所有化合形态为F类[17],气溶胶的活性中位粒径(AMAD)取5 μm,待积有效剂量系数ejp=1.1×10-8 Sv/Bq。
对放射工作人员进行职业健康监护采取周期性监测方式进行,估算内照射剂量为:
| $ I=\frac{M}{m(T / 2)} $ | (2) |
式中,I为放射性核素摄入量,Bq;M为监测周期;T为30 d。当监测周期T为30 d,摄入单位活度131I甲状腺内131I活度的预期值m(T/2)取3.5×10-2 Bq/Bq。
低于探测下限的记为探测下限的一半[8]。周期内未进行监测的工作人员不纳入统计。
(6) 不确定度与探测下限计算方法:甲状腺测量的合成扩展不确定度μC用式(3)计算[18]。
| $ \mu_{\mathrm{C}}=k \sqrt{\mu_{\mathrm{A}}^2+\mu_{\mathrm{B}}^2} $ | (3) |
式中,μC为合成扩展不确定度;k为扩展因子,本研究取2,相应置信度约为95%;μA为A类不确定度,用式(4)计算;μB为B类不确定度,用式(5)计算:
| $ \mu_{\mathrm{A}}=\sqrt{\frac{N_{\mathrm{S}}}{t_{\mathrm{S}}^2}+\frac{N_{\mathrm{B}}}{t_{\mathrm{b}}^2}} $ | (4) |
式中,Ns为131I全能峰净面积计数;ts为甲状腺测量活时间,s;NB为本底的净面积计数;tb为本底测量时间,s。
| $ \mu_{\mathrm{B}}=\sqrt{\mu_{\mathrm{B} 1}^2+\mu_{\mathrm{B} 2}^2} $ | (5) |
式中,μB1为仪器本身引入的不确定度,包括刻度源、探测效率、自吸收校正、体积校正、发射概率校正、核素衰变校正、符合相加校正、全身计数器测量死时间的不确定度;μB2为测量引入的不确定度,包括人体与刻度模体的差异、探测器与人体的距离以及非测量器官对测量器官的干扰而引入的不确定度。
甲状腺测量的探测下限用式(6)计算[16]:
| $ A_{\mathrm{DL}}=\frac{2.71+4.64 N_{\mathrm{B}}^{\frac{1}{2}}}{\varepsilon t} $ | (6) |
式中,ADL为探测下限,Bq;NB为本底的净面积计数;ε为仪器测量效率;t为测量时间,s。
6.统计学处理:使用SPSS 23.0对结果进行统计分析。对测量结果统计数据的对数正态性检验采取了SW检验,对于岗位分组采用了K-W检验。对于外照射剂量与内照射剂量两个变量之间的相关性分析采用了皮尔逊相关性分析。P < 0.05为差异具有统计学意义。
结果1.仪器效率:对仪器进行刻度,经过扣除符合相加的影响后插值计算仪器对于甲状腺中131I的364.5 keV能峰探测效率为1.60×10-2。
2.工作人员接触情况:核素治疗医生主要在患者出院期间接触131I治疗后患者。由于131I和177Lu共用高活室,因此核素治疗医生都有可能接触到131I空气气溶胶。同时所有参与核素治疗医生与技师一起轮换操作自动分装仪进行分药,轮换人数共11人,每人负责分装一个月,其他人员3人只接触患者,核素治疗护士6人每次2人分别负责131I和177Lu给药,131I给药护士由6人轮流担任。核素治疗护士同时负责病房,可能接触患者体液及其用品。其他核素治疗人员主要接触患者及其用品,不接触药物,不参与药物分装和给药。核素治疗医生、技师、其他人员为常白班,每天工作8 h,每周40 h。核素治疗护士为三班制,每班8 h。轮换负责分药的核素治疗医生或技师每周1次,每次在高活室停留约30 min,核素治疗护士给药每周1次,每次在给药室停留60 min。核素治疗医生、技师、其他人员工作时通常停留在医生办公室,护士停留在护士站,护士站和医生办公室均位于二楼与病房同楼层,病房为负压,护士站位于负压病房门口。核素诊断工作人员主要接触的核素包括18F、99Tcm等,不直接接触131I药物和患者,但工作区域与131I处于同一栋建筑并且毗邻。
3.外照射监测结果:6个月中,工作人员外照射个人剂量最高值为2.26 mSv,外照射个人剂量的分布情况如表 1所列。
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表 1 不同岗位工作人员的外照射个人剂量分布情况 Table 1 Distribution of personal external doses to monitored workers of different types |
4.内照射监测结果:不同岗位工作人员的甲状腺131I监测结果如表 2所列,其中仪器的探测下限(LLD)为13 Bq。
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表 2 不同岗位工作人员甲状腺131I监测结果分布情况(Bq) Table 2 Distribution of monitoring results of thyroid 131I doses to monitored workers(Bq) |
根据DB32/T 3908-2020[10]以30 d为测量周期,甲状腺131I活度的记录水平为110 Bq,调查水平为520 Bq。统计处于各区间段人数得到监测结果分布情况如表 3所列。
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表 3 工作人员人数按月监测结果分布情况 Table 3 Monthly distribution of monitoring results of workers |
6个月内共进行监测203人次,监测覆盖率94.0%。监测结果中低于记录水平的共174人次,占总监测人次的85.7%。高于记录水平的监测结果中,低于调查水平的共26人次,占总监测人次的12.8%。3名工作人员各监测到1次高于调查水平的结果,占总监测人次的1.5%。3次高于调查水平的结果分别发生在1月、3月、6月,结果分别为1.1×104、2.0×103和6.5×102 Bq。工作人员内照射个人剂量分布情况如表 4所列。
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表 4 工作人员6个月内的内照射个人剂量分布情况 Table 4 Distribution of personal internal doses to workers during period of 6 months |
5.岗位相关性分析结果:比较不同岗位间内照射剂量,差异无统计学意义(P>0.05)。比较核素治疗工作人员与核素诊断工作人员内照射剂量,差异有统计学意义(Z= -4.62,P < 0.05)。核素治疗工作人员内照射剂量高于核素诊断工作人员。在参与131I甲癌、甲亢治疗的工作人员中比较不同岗位间个人剂量,差异无统计学意义(P>0.05)。
讨论经检验,内照射监测结果数据符合正态分布,其平均活度的中位数为49.9 Bq,对应内照射个人剂量的中位数为0.094 mSv,利用正态分布特性可以得到95%的内照射个人剂量范围为0.015 ~ 0.599 mSv。在不发生特殊操作的情况下,6个月内超过2 mSv即GBZ 129-2016[8]所规定调查水平的概率不超过1%。此结果与国内同类型研究结果接近[19-20]。
对最大的内照射监测结果进行分析,据该人员所述已经无法核实具体操作发生的时间和发生方式,因此只能粗略估算其摄入时间为10 d前,摄入方式为吸入,可知其单次操作剂量约为2.10 mSv。该工作人员其余5个月总剂量为0.44 mSv,6个月内照射个人剂量总计2.54 mSv,同周期内,其外照射个人剂量为2.26 mSv,总个人剂量为4.80 mSv。
在核素治疗工作环境中,无论是医生、护士、技师还是其他相关工作人员,其接受的内照射剂量并无显著差异。这表明,虽然药物分装、给药等直接接触放射性药物的操作可能会在短时间内影响个体的内照射剂量,但从长期角度来看,工作岗位并非决定个人内照射剂量的主要因素。相反,工作场所中的空气气溶胶污染可能是导致个人内照射剂量增加的主要原因,核素治疗工作场所存在较多的空气气溶胶污染,导致参与核素治疗的工作人员普遍受到更大的内照射剂量。同时由于空气气溶胶污染具有扩散性,可以通过空气流通扩散到核素诊断工作区域,这也合理解释了为何该医院PET/MR操作员等核素诊断工作人员,尽管从未直接接触131I药物或相关患者,却依然检测出131I的内照射剂量。因此,在核医学学科建设过程中,应加强对工作环境中空气质量的监控和管理,不仅要确保高活室、病房等控制区的负压通风系统有效运行,还需重视医生办公室、护士站以及医院建筑内其他公共区域的通风情况。
本次研究对南京市某医院核医学科36名工作人员进行了为期6个月的甲状腺器官计数内照射体外直接测量,这种较长期的监测在国内同类型研究中较为少见。监测周期根据GBZ 129-2016[8]的规定采用了最长的监测周期,并且仅限于一家医院,并不能代表所有医院的普遍情况。但是研究结果表明,进入体内的131I已经成为核医学科工作人员个人剂量的重要来源,有必要对其进行更加广泛和深入的监测和研究。
利益冲突 本文所有作者对论文发表情况已知情,无任何潜在利益冲突
作者贡献声明 马加一负责现场检测、论文撰写;张子豪负责现场检测、数据统计;周媛媛负责外照射剂量监测;陈群负责资料收集和整理;杨小勇负责质量控制、论文修改;王进协调组织、获取研究经费;史晓东负责实施调查、论文修改
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