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PET防护有点特殊F18的防护注意事

发布时间:2022/6/19 13:26:18   
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核医学又称原子医学。是指放射性同位素、由加速器产生的射线束及放射性同位素产生的核辐射在医学上的应用。在医疗上,放射性同位素及核辐射可以用于诊断、治疗和医学科学研究;在药学上,可以用于药物作用原理的研究、药物活性的测定、药物分析和药物的辐射消毒等方面。

核医学是采用核技术来诊断、治疗和研究疾病的一门新兴学科。它是核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术与医学相结合的产物。核医学可分为两类,即临床核医学和基础核医学或称实验核医学 。前者又与临床各科紧密结合并互相渗透。核医学按器官或系统又可分为心血管核医学、神经核医学、消化系统核医学、内分泌核医学、儿科核医学和治疗核医学等。70年代以来由于单光子发射计算机断层和正电子发射计算机断层技术的发展,以及放射性药物的创新和开发,使核医学显像技术取得突破性进展。它和CT、核磁共振、超声技术等相互补充、彼此印证,极大地提高了对疾病的诊断和研究水平,故核医学显像是近代临床医学影像诊断领域中一个十分活跃的分支和重要组成部分。

今天我们主要聊聊PET用放射性药物F18的前世今生,最主要的F18这里正电子放射性核素的防护特点:

氟-18,也作F-18或18F,为氟元素的一种同位素。氟-18原子核内有9个质子与9个中子,其原子核不稳定,易放出正电子而变成氧-18,因此具有放射性,半衰期为.8分钟。

氟-18自然界中不存在,通常是利用核反应进行人工制备相应的化合物如[18F]KF,[18F]HF,[18F]F2等。由于氟元素的特殊的性质以及氟-18元素本身强烈的放射性,在医学上,氟-18常被引入到葡萄糖等有机分子中,用于诊断和治疗肿瘤。

氟-18的原子核中有9个中子和9个质子,原子核不稳定,容易发生核反应,具有较强的放射性。氟-18可以在较短的时间内衰变为氧-18,同时产生正电子和中微子,而正电子会继续与周围的负电子作用湮灭,产生一对光子,以γ射线的形式放出能量,中微子几乎不与任何物质作用,可以忽略不计。

制备方法

反应堆生产放射性同位素的品种受核反应类型的限制,因此,利用加速器生产放射性同位素,特别是缺中子同位素方面更显示出其重要性。在国际上已确定为临床应用的放射性同位素中,加速器生产的有40多种,反应堆生产的有25种,足见加速器在医用放射性同位素生产中的重要作用。

制备基本原理

由加速器产生的具有一定能量的带电粒子,如质子、氘核和α粒子轰击靶材,通过(p,n)、(d,n)、(d,2n)、(d,α)、(d,p)和(α,n)等反应得到放射性同位素。例如用CS-30型回旋加速器产生的26MeV质子轰击锌靶,由68Zn(p,2n)67Ga反应得到放射性同位素67Ga。加速器生产的常用放射性同位素列于表。

PET是专为探测体内正电子发射体湮没辐射时同时产生的方向相反的能量为0.MeV的两个γ光子的显像仪器。数十个直至上百个小的γ闪烁探测器环形排列,在人躯体四周同时进行探测。

PET是目前所有放射性显像技术中分辨率最高的显像装置,特别适用于心脏、脑神经和肿瘤的代谢显像,进行肿瘤的早期诊断。PET显像诊断使用的正电子发射核素主要有11C、13N、15O和18F,一次诊断每个病人的18F注射量≈3.7×Bq(10mCi)。

我们以最常用的F18发射正电子核素为例,聊聊核医学科的特殊防护需求:

F18半衰期大约分钟,2小时左右。

本身正电子能量keV,不算太高,如果是负电子KeV相对比较容易防护,毕竟电子的穿透性不高。但是正电子比较特殊,前面聊正电子会跟人体空气中的自由负电子发生湮灭辐射,所以上边表格清楚的看到,主要光子就是γ射线能量KeV,概率直接翻倍变成%,就是一个正负电子湮灭成2个KeV的γ光子。

所以F18为代表的的正电子核素,其实防护的是KeV的γ射线,这个就比较麻烦了,γ射线能量比价高,必须用厚一点的铅为好。我们来看看F18的HVL(半值层)和TVL(十分之一值层)。

TVL数值屏蔽90%放射性核素99Tcm、I和18F造成的辐射剂量所使用铅的厚度分别为1mm、11mm和16.6mm。

F18铅的TVL(十分之一值层)16.6mm,也就是说这么厚的铅能将KeV能量吸收掉90%。

HVL=0.TVL

TVL=3.32HVL

对比一下核医学其他核素的TVL数值,

对于99Tcm标记的药物来讲,0.5mmPb个人防护用品差不多能防护65%以上的辐射剂量;

对于I标记的药物来讲,0.5mmPb个人防护用品的防护效果较差,只能屏蔽14%左右的辐射剂量;

对于正电子核素药物来讲,0.5mmPb个人防护用品的防护效果很差,只能屏蔽7%左右的辐射剂量。

所以普通我们的防护铅衣对于F18的防护很少,我们平时对F18的防护主要靠以下步骤:

1我们的屏蔽储存罐,通风橱,还有20mmPb以上的铅屏风,注射针筒屏蔽(2mm)带来第一道保护屏障。

2最主要是我们要尽最大努力,缩短操作时间,尽快分装,针筒抽取,然后尽快注射到病人体内。

医院都自动分装装置了,进一步减少大夫的暴露时间。(非常重要)

3注射完F18的病人一定要尽快远离人群,远离我们的大夫,尽快成像检查,然后尽快到隔离病房单独隔离,进一步减少我们的大夫护士额外的外照射伤害。(非常重要)

我们来估算一下注射F18药物的大夫吃的剂量大概有多少:

一次诊断每个病人的18F注射量≈3.7×Bq(10mCi)。

如果不考虑任何屏蔽情况,作为点源看待:

估算距离针管处1米处的剂量率大约:23μSv/h,0.5m处的剂量率92μSv/h。

综上所述:我们按照0.5m处对大夫的外照射,每年按照个工作日。5mSv/h的调查剂量,每年不超过54小时的暴露时间,平均每个工作日不超过13分钟的暴露时间。平均暴露时间30秒-40秒,每天也可做20-26人,这个余量还是很足的。

尽最大努力做好,每名注射护士的倒班,严格控制每名注射护士的暴露时间。我们的注射护士也无需担心,正确认识放射性药物特性,做好个人防护,不要偷懒,铅衣一定要穿。虽然普通铅衣对F18防护有限,但是对Tc99m的防护还是比较有效果的,医院PET和SPET都有。

以上文章部分素材来源:核辐射它说

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第期第4版

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