CN103300876A - 用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法 - Google Patents

Abstract

一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法包括步骤：获取CT装置散射辐射剂量分布曲线；将方舱划分为多个子区域；根据具体公式确定每个子区域的方舱内壁上所需设置铅板的厚度H:在每个子区域的方舱内壁上分别设置厚度为H的铅板作为屏蔽体，其中该方舱内壁上设置的铅板的厚度是不同的。本发明的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法使得在安全防辐射的前提下，医疗方舱的总重量大大减小，方舱医疗服务能力较高，机动性好，成本降低。

Description

用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法

技术领域

本发明涉及一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，尤其是一种车载医疗方舱的辐射分级防护方法。更具体地说，是涉及一种在方舱中工作的CT（Computed Tomography，计算机断层扫描成像）工作场所的适形辐射分级防护方法。

背景技术

CT设备是以X射线为人体断层扫描透射能量的计算机辅助成像设备，已成为医院普及性的检查和诊断医疗设备，CT检查在显示横断面方面明显优于X光片，能为急诊救治中的外科手术提供最有价值的指导性信息。我国是一个自然灾害频发的国家，近几年地震、洪水、泥石流等自然灾害的频繁发生，野战医疗所、方舱医院系统以其快速机动的特点为抗震救灾发挥了重要作用。方舱CT设备的研制，为野外急救提供了强有力的工具。

例如中国专利ZL201210396745.5中就公开了一种野战CT方舱，所述舱体为手动推拉翻板式双扩大板式结构，所述方舱前部设有Ｈ型架，所述方舱内部分为CT控制室和CT扫描室，所述CT控制室位于方舱前部，CT控制室内布置有图像采集工作站、图像处理工作站、医学显示器、工作椅、观片灯和诊断报告打印机，所述CT扫描室布置有CT主机、扫描架、扫描床、CT减振支架和医用胶片打印机。该方舱可用自装卸车装载运输，具备强大的机动能力，内部具有CT设备及功效保障设备设施，能够满足为方舱医院CT检查提供保障。

然而CT装置以X射线为检查手段，电离辐射对人体具有较大危害，其工作场所必须采取辐射防护措施。在固定的检查室墙壁包裹防止X射线穿透的铅屏蔽层可有效防止X射线的泄露。现有的CT装置通常固定在医院的检查室内，铅屏蔽层厚度采用统一厚度，因此一台多排CT设备的铅屏蔽层重量为2吨左右，这对于位置固定的检查室来说，是不存在任何问题的。

为了适应野外医疗的需求，方舱CT装置需将CT设备安装于方舱内，由汽车运输。现有技术中都采用大载重量的运输车辆作为移动工具，直接将固定的检查室装载在载重汽车上。然而，这样的方式对汽车的性能要求很高，并且由于整个方舱系统设备众多，自重很大，汽车在移动时显得笨重，机动性较差。另一方面，为了满足灵活机动的使用需求，承载车辆的车体长度和载重量就必须有所限制，而这种限制又使得车辆无法承载整个固定的检查室重量，所以这是现有技术中存在的一对矛盾。再一方面，可以考虑将舱体内的设备数量减少一些，然而，更少数量的设备将减小整个医疗方舱的医疗服务能力，也就是说，医疗服务能力将变得低下，无法满足野外医疗的需求。

因此，有必要研究一种用于野外环境的医疗方舱，使得其重量减小，在提高其机动性的同时保持其医疗服务能力和安全水平，申请人经过潜心研究，提出了一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，以解决现有技术中存在的上述一个或多个问题。

发明内容

考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法。通过该方法，使得在其他设备无法减轻重量的前提下，可以根据CT设备辐射特点和使用环境要求，在确保辐射防护达标的前提下，减少辐射防护屏蔽层的总质量，从而减少方舱总重，提高车载方舱的机动灵活性。具体地，一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，该医疗方舱为翻板式双扩结构的大板式舱体，所述方舱内部包括CT控制室和CT扫描室，所述CT控制室位于方舱前部，CT扫描室中设置有CT装置，其特征在于所述方法包括以下步骤：1）获取CT装置散射辐射剂量分布曲线；2）将方舱划分为多个子区域；3）根据下述公式确定每个子区域的方舱内壁上所需设置铅板的厚度H:

$B=\frac{5d^2}{D_0\·d_0^2\·T\·W}---\left(1\right)$

$H=B\·\left(\frac{1+\cos \mathrm{\θ}}{2}\right)---\left(2\right)$

式中

B表示每个子区域的最大辐射透射比；

d表示人员到扫描中心的距离；

D₀、d₀表示距扫描中心d₀处单层扫描的辐射剂量为D₀；

W表示以给出D₀值的扫描条件为参考条件下的周归一工作负荷；

T表示CT扫描室外距扫描中心d处的人员住留因子；

θ表示辐射束与垂直于屏蔽体表面的法线的夹角；

4）在每个子区域的方舱内壁上分别设置厚度为H的铅板作为屏蔽体，其中该方舱内壁上设置的铅板的厚度是不同的。

根据本发明另一方面，所述多个子区域包括CT控制室第一区域、CT控制室第二区域、闲置区域、控制室观察窗区域、第一房间和空闲区域、第二房间和空闲区域、第一内部走廊区域和第二内部走廊区域。

根据本发明另一方面，将步骤3）中获得的铅板厚度H乘以经验值因子j得到最终的铅板厚度，并将该最终厚度的铅板设置在每个子区域的方舱内壁上。

根据本发明另一方面，经验值因子j的取值范围为100%-143%。

根据本发明另一方面，所述方舱的顶部和底部不设置铅板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法使得在安全防辐射的前提下，医疗方舱的总重量大大减小，方舱医疗服务能力较高，机动性好，成本降低。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的用于野外环境的医疗方舱的车载状态示意图。

图2是根据本发明优选实施例的用于野外环境的医疗方舱内的CT装置的散射辐射剂量分布曲线图（nGy/mAs）。

图3是图1中医疗方舱的展开后的示意图，其中示出了根据本发明优选实施例的方舱子区域分布情况。

图4是根据本发明优选实施例的用于野外环境的医疗方舱的内部布局示意图。

图5是与图3的医疗方舱子区域对应的方舱侧壁位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

参见图1，其中示出了本发明优选实施例的用于野外环境的医疗方舱的车载状态。参见图4，其示出了根据本发明优选实施例的用于野外环境的医疗方舱展开后的内部布局示意图。该医疗方舱为翻板式双扩结构的大板式舱体，所述方舱内部包括CT控制室31和CT扫描室，所述CT控制室位于方舱前部，CT扫描室中设置有CT装置34。

为了使医疗方舱能够在野外使用，本发明提出了一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法。该方法包括以下步骤：1）获取CT装置34散射辐射剂量分布曲线，参见图2，其中示出了一种CT装置34散射辐射剂量分布曲线图；2）将方舱划分为多个子区域；3）根据下述公式确定每个子区域的方舱内壁上所需设置铅板的厚度H:

$B=\frac{5d^2}{D_0\·d_0^2\·T\·W}---\left(1\right)$

$H=B\·\left(\frac{1+\cos \mathrm{\θ}}{2}\right)---\left(2\right)$

式中

B表示每个子区域的最大辐射透射比；

d表示人员到扫描中心的距离(cm)；

D₀、d₀表示距扫描中心d₀(cm)处单层扫描的辐射剂量为D₀(μGy/层)；

W表示以给出D₀值的扫描条件为参考条件下的周归一工作负荷(层/周)；

T表示CT扫描室外距扫描中心d(cm)处的人员住留因子；

θ表示辐射束与垂直于屏蔽体表面的法线的夹角；

4）在每个子区域的方舱内壁上分别设置厚度为H的铅板作为屏蔽体，其中该方舱内壁上设置的铅板的厚度是不同的。

优选地，参见图3，所述多个子区域包括CT控制室第一区域1、CT控制室第二区域2、闲置区域3、控制室观察窗区域4、第一房间和空闲区域5、第二房间和空闲区域6、第一内部走廊区域7和第二内部走廊区域8。

优选地，根据本发明另一实施方式，为了使得辐射防护具有更高的安全冗余量，可以将步骤3）中获得的铅板厚度H乘以经验值因子j得到最终的铅板厚度，并将该最终厚度的铅板设置在每个子区域的方舱内壁上。

优选地，经验值因子j的取值范围为100%-143%。

优选地，所述方舱的顶部和底部不设置铅板。可以理解的是，由于野外医疗方舱在使用时，不同于医院的CT检查室，方舱的顶部和底部并没有人员存在，因此可以省去该位置的铅板，使得方舱的整体重量进一步减小，增加方舱的机动性，并且降低了成本。

实施例2

下面将更加具体地描述本发明的另一个优选实施例，以更加全面的展示本发明的上述优点和有益效果。

如图4所示，所述CT方舱展开状态内部布局可以进一步如下设置：CT控制室31位于整舱前部（沿运输前进方向），CT扫描室位于整舱尾部，布置有扫描床33、CT装置34、CT减振支架35、舱体隔板37、控制室隔板38和控制室观察窗39。例如，CT方舱展开状态内部尺寸为3900(L)x5800(W)x1950(H)(mm)。可以理解的是，这些具体结构和参数都是可以调整的，并不能作为对本发明的任何限制。优选地，关于CT方舱的结构还可以参见中国专利ZL201210396745.5，该专利通过结合引入这里。

例如，图1中示出的自装卸车装备质量8T，舱体总成（含H架、滑撬、调平机构）质量为4.7T，CT机、空调及附属设施总质量为2.4T。

例如，所述CT装置选用GE Brivo325型，极限曝光条件为管电压140KV、管电流160mA。将人员受照射剂量控制在5uSv/周（相应于0.25mSv/年）所需的辐射屏蔽透射比（B）可按公式（1）计算如下：

$B=\frac{5d^2}{D_0\·d_0^2\·T\·W}---\left(1\right)$

式中

d表示人员到扫描中心的距离(cm)；

D₀、d₀表示距扫描中心d₀(cm)处单层扫描的辐射剂量为D₀(μGy/层)；

W表示以给出D₀值的扫描条件为参考条件下的周归一工作负荷(层/周)；

T表示CT扫描室外距扫描中心d(cm)处的人员住留因子。

例如，当所述CT机日均检查量为50人次时，W值确定为2500(层/周)；

例如，根据所述CT机扫描机架四周不同场所人员住留的时间和频率不同，确定人员住留因子。CT方舱舱顶和舱底均无人居住，辐射屏蔽设计可不考虑车顶及车底的防护。方舱四周可分为常驻区、内部走廊和闲置区，例如可将T值分别确定为1、1/4、1/16。可以理解的是，W和T值可以根据具体情况进行适当调整。

利用所述公式（1）计算方舱四周辐射屏蔽透射比的数值，确定所需的屏蔽材料相应厚度；该数值乘以斜射修正因子(1+cosθ)/2（θ为射线入射角度）后，确定舱体各位置铅板厚度。θ表示辐射束与垂直于屏蔽体表面的法线的夹角。

举例来说，参见图3，根据方舱医院的布局，可将方舱墙壁分为8个区域：操作室侧墙壁3外为闲置区；机架和检查床轴线两侧墙壁5、6外，左侧为X线检查车，带1mm铅防护，右侧为空闲区，20m内无住留人员；机架后侧墙壁7、8外约1米处为内部走廊。按以上条件，结合方舱布局尺寸，可计算辐射透射比（B），如表1所示：

表1辐射透射比（B）相关参数表

根据表1中辐射透射比（B）的计算结果，查GBZT180-2006医用X射线CT机房的辐射屏蔽规范表B.3可得铅板的厚度。乘以斜射修正因子(1+cosθ)/2后，根据经验值因子j可最终确定舱体各位置铅板厚度，如表2所示：

表2防护铅板厚度修正表

优选地，为便于舱体加工，根据舱体构成特点和各部位所需屏蔽层厚，将屏蔽层厚度相近区域合并并取该区域最大屏蔽材料厚度，分成如图5所示各区域，即控制室正面9、侧面10，控制室观察窗11检查室前壁12，检查室侧壁13、14及对侧，检查室后壁分为侧后壁7和正后壁8。根据表2的结果所获得的整个铅板的重量在770.6kg。

可以理解的是，如铅屏蔽层总质量不满足汽车的载重要求，可将区域重新划分，重新计算。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法使得在安全防辐射的前提下，医疗方舱的总重量大大减小，方舱医疗服务能力较高，机动性好，成本降低。

本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，该医疗方舱为翻板式双扩结构的大板式舱体，所述方舱内部包括CT控制室和CT扫描室，所述CT控制室位于方舱前部，CT扫描室中设置有CT装置，其特征在于所述方法包括以下步骤：

获取CT装置散射辐射剂量分布曲线；

将方舱划分为多个子区域；

根据下述公式确定每个子区域的方舱内壁上所需设置铅板的厚度H:

$B=\frac{5d^2}{D_0\·d_0^2\·T\·W}---\left(1\right)$

$H=B\·\left(\frac{1+\cos \mathrm{\θ}}{2}\right)---\left(2\right)$

式中

B表示每个子区域的最大辐射透射比；

d表示人员到扫描中心的距离；

D₀、d₀表示距扫描中心d₀处单层扫描的辐射剂量为D₀；

W表示以给出D₀值的扫描条件为参考条件下的周归一工作负荷；

T表示CT扫描室外距扫描中心d处的人员住留因子；

θ表示辐射束与垂直于屏蔽体表面的法线的夹角；

在每个子区域的方舱内壁上分别设置厚度为H的铅板作为屏蔽体，其中该方舱内壁上设置的铅板的厚度是不同的。

2.一种根据权利要求1所述的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，其特征在于所述多个子区域包括CT控制室第一区域、CT控制室第二区域、闲置区域、控制室观察窗区域、第一房间和空闲区域、第二房间和空闲区域、第一内部走廊区域和第二内部走廊区域。

3.一种根据权利要求1或2所述的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，其特征在于将步骤3）中获得的铅板厚度H乘以经验值因子j得到最终的铅板厚度，并将该最终厚度的铅板设置在每个子区域的方舱内壁上。

4.一种根据权利要求1、2或3所述的用于野外环境的医疗方舱的辐射分级防护方法，其特征在于所述方舱的顶部和底部不设置铅板。

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