超导回旋质子治疗系统FLASH照射模式下的辐射屏蔽安全评估

作     者：高楠 陆一鸣 顾先宝 王远远 陆洋 潘灵婧 卢晓明 於国兵 

作者机构：中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心) 安徽省生态环境厅 安徽省辐射环境监督站 安徽省合肥生态环境监测中心 

出 版 物：《核电子学与探测技术》 (Nuclear Electronics & Detection Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100402[医学-劳动卫生与环境卫生学] 10[医学] 

主　　题：FLASH 质子治疗 辐射屏蔽 

摘      要：质子FLASH放疗作为新型放射技术可以更好地保护肿瘤患者的健康器官，并提高治疗效率。然而，其照射过程中伴随的超高质子流强可能成为辐射安全的隐患，展开相关临床研究前，须针对质子FLASH辐射安全进行必要的测量和评估。本研究以超导回旋质子治疗系统的旋转治疗室为研究实例，分别搭建穿透式和布拉格峰式质子FLASH放疗场景下，根据治疗室的布局和质子束流的方向，选取屏蔽体外若干关注点进行辐射场测量。考虑到FLASH放疗的照射时间短、剂量大，难以准确测量，本研究适量降低机头流强，延长出束时间，使用辐射探测器对各关注点位的中子和X/γ剂量率进行实测。同时探索并验证周围剂量当量率和治疗机头质子流强的线性关系，根据中子和X/γ剂量率实际测量结果进行计算和分析，以评估临床FLASH照射模式下关注点位的年有效剂量数值。分析结果表明，在保持现有屏蔽条件的旋转治疗室进行FLASH试验时，在高流强出束时间可控情况下，屏蔽体外工作人员的累积有效受照剂量是可接受的。