放射性核素18F在核醫(yī)學(xué)科中的應(yīng)用及其輻射防護(hù)

付文君

【摘要】核醫(yī)學(xué)科使用放射性核素18F通過PET/CT掃描進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)病灶，并能夠準(zhǔn)確鑒別。PET/CT將人體代謝所必需的物質(zhì)標(biāo)記上短壽命的放射性核素注射針劑18F注入人體后，利用示蹤原理顯示活體生物活動(dòng)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)行斷層掃描，通過采集數(shù)據(jù)及成像，進(jìn)行疾病的診斷和分析。在應(yīng)用核技術(shù)的同時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)對(duì)策，對(duì)射線進(jìn)行有效的防護(hù)，確保輻射環(huán)境安全和人員健康。

【關(guān)鍵詞】放射性核素18F，核醫(yī)學(xué)科，輻射防護(hù)

Abstract： Nuclear medicine USES radionuclide 18F for medical diagnosis through PET/CT scan， which can accurately detect and identify lesions. After the injection of 18F， a short-lived radionuclide labeled by PET/CT， which is necessary for human metabolism， into the human body， the medical imaging technology that shows the biological activity of the living body based on the tracer principle is used for tomography， and the diagnosis and analysis of diseases are carried out through data collection and imaging. At the same time of applying nuclear technology， corresponding protective countermeasures should be taken to effectively protect the radiation and ensure the safety and health of the radiation environment.

Key words： Radionuclide 18F， Nuclear Medicine， Radiation Protection

引言

放射性核素18F是氟元素的一種同位素，18F原子核內(nèi)有9個(gè)質(zhì)子與9個(gè)中子，其原子核不穩(wěn)定，易放出正電子而變?yōu)?8O，因此18F具有放射性，半衰期為109.8min。18F不是自然存在的，通常需要利用核反應(yīng)進(jìn)行人工制備相應(yīng)的化合物而得來。由于18F特殊的性質(zhì)，在醫(yī)學(xué)上常被引入到葡萄糖等有機(jī)分子中，用于PET/CT掃描診斷。

PET顯像技術(shù)所用的PET/CT又稱“正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像儀”，是一種現(xiàn)代化分子水平的高科技醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。它實(shí)現(xiàn)了PET與CT圖像的同機(jī)融合，集PET和CT的優(yōu)點(diǎn)于一體，可同時(shí)進(jìn)行功能和形態(tài)顯像。PET/CT能準(zhǔn)確鑒別腫瘤的良惡性、發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶、評(píng)價(jià)療效、檢測(cè)腫瘤治療后復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移、尋找腫瘤原發(fā)灶、預(yù)測(cè)放、化療效果，為腫瘤的診斷及治療提供科學(xué)依據(jù)。

1放射性核素18F的制備

1.1回旋加速器工作原理

以大連市某醫(yī)院PET中心所用回旋加速器（能量10MeV/流強(qiáng)100μA）制備18F-FDG為例。回旋加速器在利用射頻電場(chǎng)，在直流控制磁場(chǎng)中加速質(zhì)子、氘核、氦核或其他重粒子的加速器，主要包括D型盒、離子源、偏轉(zhuǎn)板、磁鐵線圈、磁軛、真空泵等部分。利用回旋加速器將質(zhì)子加速至10MeV的能量，使其撞擊18O發(fā)生反應(yīng)（p，n）而產(chǎn)生18F。

回旋加速器生成的18F經(jīng)示蹤實(shí)驗(yàn)室標(biāo)記后，用于正電子發(fā)射斷層成像檢查（PET）的注射液。示蹤實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)小型的自動(dòng)化系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室完成回旋加速器生成的放射性18F-氟化物轉(zhuǎn)化為放射性2-18F-2-脫氧葡萄糖 （FDG）的過程。

1.2回旋加速器核素生產(chǎn)過程

回旋加速器可生產(chǎn)11C、13N、15O和18F四種放射性同位素藥物。因四種核素中18F半衰期最長(zhǎng)，使用最廣泛，故以生產(chǎn)18F-FDG為例。

生產(chǎn)流程為：

裝靶（H218O、1.5ml）→打靶→制成18F→傳送18F至熱室→開始化學(xué)合成

化學(xué)合成流程為：

18F由地下管道傳遞到收集瓶?jī)?nèi)，轉(zhuǎn)入自動(dòng)合成裝置上→測(cè)量活度→載QMA樹脂柱，H218O分離、回收→加入K222/K2CO3溶液，淋洗18F→無水乙腈除水→加入三氟甘露糖，完成氟化取代反應(yīng)→加入乙醚溶解氟化產(chǎn)物，經(jīng)SiO2柱移至水解反應(yīng)→蒸發(fā)乙醚，去乙醚保護(hù)基→經(jīng)去水離子樹脂柱，在產(chǎn)品瓶中與生理鹽水混合成注射劑。

2放射性核素18F診斷流程

（1）護(hù)士對(duì)候診室待診患者進(jìn)行身高、體重等基本信息進(jìn)行登記;

（2）根據(jù)患者基本信息確定注射劑量，建立靜脈通道，安靜等候注射;

（3）患者注射示蹤劑18F的劑量按0.15mCi/kg計(jì)算，同時(shí)根據(jù)18F核素的半衰期，一般開始顯像的劑量約為12mCi進(jìn)行注射。注射過FDG標(biāo)記物的患者，在候診室候診約50min;

（4）為改善PET的顯像質(zhì)量，同時(shí)為有利于減少對(duì)工作人員的照射劑量，患者進(jìn)入檢查室后，醫(yī)護(hù)人員根據(jù)檢查部位的不同，對(duì)患者進(jìn)行擺位后PET/CT開機(jī)進(jìn)行掃描顯像，完成全身掃描成像2D采集需要9min，3D采集需要12min。完成整體掃描成像時(shí)間大約7-15min。

3輻射防護(hù)

（1）PET中心回旋加速器機(jī)房、化學(xué)合成室、衰變池等工程施工過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守輻射防護(hù)的要求。凡是水管、電纜、排風(fēng)等各類管線需要通過屏蔽體時(shí)，均采取地下通道方式，確保不影響屏蔽效果。

（2）電纜屏蔽材料的選材?；匦铀倨鳈C(jī)房所用電纜的外屏蔽材料宜選用耐輻射的無機(jī)絕緣材料。

（3）通風(fēng)?；匦铀倨鳈C(jī)房和熱室安裝通風(fēng)設(shè)施，排風(fēng)設(shè)施的氣流方向?yàn)榧铀倨鳈C(jī)房和熱室的負(fù)壓>其他房間的負(fù)壓，外排放口設(shè)置空氣過濾器，排風(fēng)出口應(yīng)高出本建筑物。

（4）易燃易爆氣體的管理。PET中心使用高純氫氣和氮氧混合氣為易燃易爆氣體，應(yīng)按照易燃、易爆氣體管理，安置在單獨(dú)的、安全的房間內(nèi)，在房頂預(yù)留緩沖排氣口，防止氣體泄露發(fā)生意外。

（5）放射性廢水的管理

PET中心外排的含放射性的廢水進(jìn)入衰變池后，經(jīng)存放10個(gè)半衰期后（20h），可排往醫(yī)院污水處理站。

（6）放射性固體廢物的管理

放射性固體廢物按核素種類分類后，標(biāo)明產(chǎn)生日期密封在塑料袋中，置于廢物庫(kù)中，待10個(gè)半衰期后，按醫(yī)用垃圾集中處置?；匦铀倨鳟a(chǎn)生的廢棄靶和靶膜由供應(yīng)商回收。

（7）回旋加速器機(jī)房、熱室，設(shè)置監(jiān)控裝置、報(bào)警裝置，防護(hù)門具有防盜功能。

4 “三區(qū)”劃分

（1）制藥區(qū)

控制區(qū)：包括回旋加速器室、熱室、放化檢測(cè)、質(zhì)控室。

監(jiān)督區(qū)：包括廢物庫(kù)、緩沖室、衛(wèi)生通過間及有關(guān)走廊。

其余場(chǎng)所為非限制區(qū)。當(dāng)回旋加速器完成制備后，由回旋加速器機(jī)座底部通過地下輸送管道將其傳送到化學(xué)合成室進(jìn)行藥物合成，管道經(jīng)地下一直延伸到放化室的合成柜底部。將合成室合成、分裝并標(biāo)定后的核素注射劑，藥品通過傳藥梯輸送到注射室，由醫(yī)護(hù)人員取出放入準(zhǔn)備間內(nèi)暫存。

（2）掃描區(qū)

控制區(qū)：傳藥梯和注射準(zhǔn)備間。

監(jiān)督區(qū)：廢物庫(kù)、PET/CT掃描間、注射后等候區(qū)、衛(wèi)生間、VIP休息室。

其余場(chǎng)所為非限制區(qū)。

核醫(yī)學(xué)場(chǎng)所布局應(yīng)滿足醫(yī)患不交叉的原則，醫(yī)護(hù)人員及患者均有獨(dú)立通道。

5討論

放射性核素輻射環(huán)境影響分析及防護(hù)是醫(yī)用核技術(shù)利用活動(dòng)中不可或缺的環(huán)節(jié)，若能夠科學(xué)得當(dāng)?shù)毓芾?，能夠?qū)⒎派湫杂绊懡抵磷畹停瑢?duì)周圍輻射環(huán)境產(chǎn)生盡可能小的影響。在醫(yī)用核技術(shù)利用活動(dòng)中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注使用單位是否建立有專門的輻射防護(hù)體系，相關(guān)規(guī)章制度是否齊全，操作規(guī)程是否科學(xué)合理，輻射事故應(yīng)急預(yù)案是否可行，日常管理是否能夠做到落實(shí)到位。對(duì)醫(yī)用核技術(shù)利用活動(dòng)進(jìn)行輻射環(huán)境影響分析和防護(hù)，是確保周圍環(huán)境安全、人員健康的基礎(chǔ)。

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