9 نکته در طراحی حفاظ رادیوتراپی

image

9 نکته در طراحی حفاظ رادیوتراپی

1) موقعیت

بخش رادیوتراپی معمولاً در ناحیه ی پیرامونی بیمارستان قرار دارد برای این که از مشکلات حفاظت در برابر تشعشع مربوط به مجاورت نواحی شغلی با اتاق درمان جلوگیری به عمل آید. همان گونه که در گزارش چهل و نهم   NCRPآمده است، ضریب عملکرد، بودجه اولیه، گسترش احتمالی در آینده یا بارکاری افزایش یافته در هنگام تعیین موقعیت یک بخش رادیوتراپی باید مورد ملاحظه قرار بگیرند. برای اتاق هایی که بر روی سطح زمین قرار دارند، دیواره های کناری همیشه نیاز به شیلد حفاظتی دارند و برای حمایت از تجهیزات سنگین و وزن زیاد شیلد حفاظتی، مکمل های ساختاری مورد نیاز می باشند. میزان شیلد گذاری مورد نیاز برای هر دیوار حفاظتی بستگی به میزان استفاده از نواحی احاطه کننده ی اتاق درمان دارد. نواحی دارای سطح اشتغال بالاتر به حفاظ گذاری بیشتری احتیاج دارند. تا حدامکان ، اتاق درمان توسط اتاق هایی محاط شود که دارای اشتغال کم یا کنترل شده باشند. برای مثال از قفل ها یا علائم ورود ممنوع که دسترسی به فضای پشت بام اتاق درمانی را کنترل می کند، استفاده شود.

2) دسترسی

دسترسی به اتاق برای نصب و جایگزینی دستگاه درمان و هم چنین برای بیماران باید مدنظر قرار بگیرد. بیماران ممکن است با  صندلی چرخ دار، چرخ دستی یا تخت وارد اتاق شوند. ورود به اتاق از طریق یک در سربی و یا از طریق میز انجام می گیرد. در طراحی وجود یک کانال باز برای کابل های وسایل دزیمتری ضروری است. این کانال باید در دیواره های حفاظتی ثانویه تعبیه گردد به گونه ای که اشعه ی اولیه هرگز به آن برخورد ننماید. ایده آل این است که این مجرا تحت زاویه ای از داخل دیوار به اتاق کنترل امتداد یابد. همچنین برای اهداف حفاظتی، دستگاه های رادیوتراپی که از منابع رادیواکتیو استفاده می کنند باید در ناحیه ای قرار بگیرند که دسترس افراد عادی به اتاق هایی که منابع در  آن ها نگه داری و مورد استفاده قرار می گیرند محدود باشد. هم چنین باید نزدیکی دستگاه به کارکنان در نظر گرفته شود چون ممکن است که یک نقص حفاظتی در دستگاه به وجود بیاید و باعث تابش دز به آن ها گردد.

3) اندازه ی اتاق

دستگاه درمانی باید به گونه ای ساخته شود که در اتاق درمان با حداقل ابعاد (طول، عرض و ارتفاع ) قرار گیرد. اتاق باید به اندازه  کافی بزرگ باشد تا اجازه ی چرخش تخت در هر جهت را بدهد و هم چنین فضای کافی در اطراف تخت برای اپراتور وجود داشته باشد. اندازه ی مطلوب بستگی به نوع درمان دارد. برای مثال ، یک روش تابش به کل بدن  نیاز به فاصله ی بیشتری تا یک دیوار دارد. برای روش های IORT  که مستلزم حمایت وسیع کارمندان وتجهیزات می باشد، فضای بزرگ تری مورد نیاز می باشد. تجهیزات فرعی مانند اپلیکاتورهای الکترون ، صفحات موقعیت دهی به پستان و غیره معمولاً در داخل اتاق نگهداری می شوند و باید در موقعیتی قرار داده شوند که دسترسی به آن ها در هنگام تنظیم بیمار با کمترین راه رفتن امکان پذیر شود.

4) میز 

به منظور کاهش دز تشعشع در ناحیه ی نزدیک در ورودی، یک گذرگاه محدود برای ورود به اتاق در طراحی در نظر گرفته می شود. ایده آل این است که این راهرو تا حد امکان طویل و باریک باشد. عرض حداقل توسط ابعاد دستگاه که از این طریق وارد می شود و یا از طریق عبور یک تخت بیمارستانی تعیین می گردد. وجود میز تضمین کننده ی این است که فوتون ها زمانی می توانند از اتاق خارج شوند که پراکندگی باعث تضعیف آن ها شده است. میز نیاز به در محفاظ سنگین را برطرف می کند. اگر طول میز به اندازه ی کافی باشد و یا خمیدگی کافی وجود داشته باشد، ممکن است احتیاج به هیچ گونه در محافظتی در ورودی میز نباشد. هر چندتوصیه می شود که در این شرایط یک مانع فیزیکی مانند یک در معمولی درهنگام تابش و درمان مورد استفاده قرار بگیرد. برای شتاب دهنده های خطی به طور معمول فقط نیاز به یک در است تا از ورود افراد در هنگام درمان ممانعت به عمل آورد و یا به یک دوربین برای مشاهده ی ورود و خروج احتیاج است در صورتی که در حفاظتی به منظور کاهش آهنگ دز مورد نیاز نباشد. مزیت دیگر میز این است که یک مسیر برای مجرای تهویه و کانال الکتریکی بدون نیاز به حفاظ ایجاد می کند.

5) در ها و اینترلاک ها 

اتاق درمان که دستگاه رادیوتراپی در آن قرار دارد جزو منطقه ی کنترل شده محسوب می گردد. توصیه می گردد که یک مانع در ورودی میز یا اتاق درمان قرار بگیرد تا از ورود افراد در حین تابش ممانعت به عمل آورد. اگر سد حفاظتی مورد نیاز باشد برای کاهش آهنگ دز وجود یک در اتوماتیک ضروری است . در  خودکار باید وسیله ی دستی برای باز شدن داشته باشد تا به هنگام مشکلات مکانیکی یا الکتریکی بتوان آن را باز کرد.
هم چنین باید یک ابزاری وجود داشته باشد تا به هنگام اضطرار حرکت در را متوقف کند. به علاوه، هر در خودکار که خیلی سنگین است و به طور دستی نمی توان آن را موقف کرد باید حسگرهایی داشته باشد که آن را متوقف کند تا از صدمه دیدن کارکنان و بیماران جلوگیری به عمل آورد. تمام در ها و دوربین های کنترلی باید به دستگاه به گونه ای مرتبط باشند که از تابش در حین باز بودن در جلوگیری کند. این ارتباط هم چنین باید تضمین کند که در هنگام باز بودن در تابش انجام نمی شود. هم چنین اینترلاک نباید به گونه ای باشد که بلافاصله پس از بسته شدن در تابش انجام شود. در بعضی از جاها توصیه می شود که یک سوئیچ تعویض کننده به گونه ای درکنار اتاق درمان نصب شود که اپراتور دید کاملی از اتاق داشته باشد و بعد از تنظیم این سوئیچ تابش شروع شود. اگر میز وجود داشته باشد، این سوئیچ باید به اندازه ای تأخیر داشته باشد که شخص بتواند از اتاق خارج شود. این سوئیچ باید به طور سری بایک سوئیچ دیگر که در کنار در قرار دارد متصل شود این دو سوئیچ باید توسط یک شخص تنظیم شوند.

6) ناحیه ی کنترل درمان 

ناحیه ی کنترل درمان جایی است که اپراتور درآن جا دستگاه را کنترل می کند. این ناحیه باید در نزدیکی در ورودی اتاق درمان قرار داشته باشد تا اپراتور بتواند ناحیه ی ورودی را ببیند و به اندازه ی کافی بزرگ باشد تا کنسول کنترل دستگاه و سایر تجهیزات مرتبط در آن قرار بگیرند. ممکن است یک سامانه ی ضبط و بررسی، سیستم تصویربرداری پرتال، سیستم اطلاعات بیمارستانی، تجهیزات دزیمتری و دوربین مدار بسته تلویزیونی برای مشاهده ی بیمار دراین ناحیه قرار داده شوند. این مکان باید دسترسی خوبی به کانال مربوطه برای دزیمتری داشته باشد.

7) مشاهده ی بیمار و ارتباطات 

اپراتور باید قادر باشد تا بیمار را در طول درمان از طریق یک دوربین مداربسته تلویزیونی تحت نظر قرار دهد. دو دوربین برای این کار در اتاق نصب می گردد. این دو دوربین با زاویه 15° در بالای محور چرخش گانتری نصب می گردند تا مشاهده ی خوبی از بیمار بر روی تخت رادیوتراپی فراهم آورند. دوربین ها باید از منبع تشعشع دور باشند تا از رسیدن تشعشع به آن ها ممانعت به عمل آید. یک سیستم ارتباط صوتی دو طرفه بین اتاق کنترل و درمان باید وجود داشته باشد و برای بیمارانی که قادر به صحبت کردن نیستند یک آلارم ویژه که توسط بیمار فعال می شود مورد نیاز می باشد.
 

8) نفوذ از مجاری

مجاری و کانال های بین اتاق درمان و خارج باید به خوبی شیلد گردد. این مجاری شامل کانال مربوط به کابل های کنترل کننده دستگاه، کانال های تهویه و گرما، کانال های مربوط به تجهیزات دزیمتری و وسایل دیگر می باشد. توصیه شده است که مجاری از طریق حفاظ های ثانویه به اتاق درمان باز شوند. هیچ مجرایی با قطر بزرگتر از mm30 نباید در داخل حفاظ اولیه تعبیه گردد. مجاری نباید به صورت مستقیم در دیوارها تعبیه شوند بلکه با یک زاویه و یا با پیچ و خم هایی از دیوار عبور کنند به گونه ای که طول مجرا از ضخامت دیوار بیشتر گردد. مجرا باید به گونه ای تعبیه شود که تشعشع عبوری از آن احتیاج به حداقل شیلد برای جبران حفاظ کاهش یافته داشته باشد. در صورت نیاز می توان از صفحات سربی یا استیلی به عنوان مواد جبران کننده ی حفاظ کاسته شده استفاده کرد. برای شیلد گذاری مجرا، بهتر است شیلد اضافی در قسمت خارجی مجرا از اتاق درمان قرار داده شود چون تشعشع پراکنده در آن قسمت دارای انرژی کم تری است و بنابراین مواد حفاظتی کمتری مورد نیاز است. کابل های دستگاه معمولاً از زیر کف اتاق و از زیر دیوارهای اولیه یا ثانویه عبور می کنند و برای متصل شدن به واحد کنترل به بالا خم می شوند. از آن جایی که هیچ اتاق در زیر اتاق درمان قرار ندارد، معمولاً به شیلد اضافی نیازی نیست، مگر این که اتاق کنترل مستقیماً در پشت یک دیوار اولیه قرار داشته باشد و کابل ها از طریق آن دیوار به اتاق کنترل راه پیدا کنند. لوله های آب و کابل های الکتریکی باریک معمولاً به صورت یک دسته در یک مجرای بزرگ تر قرار داده می شوند. توصیه می شود که آن ها از داخل دیوارها عبور نکنند بلکه در راستای میز از اتاق درمان خارج شوند.
کانال های گرما و تهویه به دلیل بزرگ بودن سطح مقطع نباید از داخل دیوارهای اولیه عبور کنند، چون باعث می گردد تا شیلد جبرانی برای حفاظ کاسته شده هزینه بر باشد. اگر قرار است که کانال از داخل دیوار ثانویه عبور کند، سطح مقطع آن باید به گونه ای باشد که اشعه ی پراکنده با پراکندگی های متعدد تضعیف شود. مقدار شیلد اضافی مورد نیاز برای دیواره ها به انرژی تشعشع بستگی دارد. در صورتی که کانال از دیوار اولیه عبور کند، شیلد باید به دقت ارزیابی گردد.  مکان توصیه شده برای این کانال ها در داخل یک سقف کاذب در بالای مسیر میز می باشد و در صورتی که شار فوتون و نوترونی خیلی کم باشد در نزدیکی در میز خارج می شود. برای شتاب دهنده های با انرژی کمتر از MV10، احتیاج به شیلد اضافی برای مجرا نیست. برای انرژی های بالاتر نیاز به شیلد گذاری اضافی می باشد که در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد. اگر این کانال ها از دیوار ثانویه عبور نمایند ، باید تا حد امکان در ارتفاع بالا قرار بگیرند تا تابش اشعه ی پراکنده به کارکنان خارج از اتاق به حداقل برسد. کانال های مورد نیاز برای عبور کابل های دزیمتری، سیستم جمع آوری اطلاعات دسته ی پرتو، کابل های کنترلی، کابل های تجهیزات کنترل کیفی و کابل های تجهیزات دزیمتری معمولاً از لوله های PVC با قطر mm100-80 ساخته می شوند که در داخل یک چارچوب بتونی قرار می گیرند. این کانال ها باید با یک زاویه از طریق دیوار ثانویه به اتاق کنترل باز شوند. درصورتی که قطر خروجی کانال mm300 باشد دسترسی به آن ها خیلی راحت است. به طور ایده آل، خروجی کانال در اتاق کنترل به طرف بالا و در اتاق درمان به گونه ای که دسترسی به آن آسان باشد، باز می شود. این کانال ها معمولاً به شیلد اضافی احتیاج ندارند مگر این که حفاظ از ماده ای با دانسیته ی بزرگ تر ازkg/m3 2350 ساخته شده باشد.

1-8 : حفاظ گذاری اطراف کانال های بالای ورودی میز برای دستگاه های با انرژی بالا

مک جینلی  نشان داده است که برای فوتون های MV 18، شیلد اضافی تا حد زیادی به طول میز بستگی دارد. برای یک میز با 5 متر طول ، دز کلی در قسمت خارجی ورودی میز پایین است و معمولاً به شیلد اضافی برای اطراف کانال نیازی نیست. در حالی که برای میز با طول 3 متر، ممکن است شیلد اضافی برای کاهش دز مورد نیاز باشد. او گزارش کرده است که برای دسته ی پرتو اولیه با انرژی MV18، برای یک کانال  2/1 متر که با سرب به ضخامت 10 میلی متر و پلی اتیلن با ضخامت 25 میلی متر پوشیده شده است، در یک میز 6/3 متری ، دز معادل نوترون به اندازه ی یک چهارم و برای فوتون تا نصف کاهش می یابد. دیواره ی خارجی کانال ابتدا باید با سرب پوشیده شود و سپس یک لایه ی پلی اتیلن بر روی آن قرار گیرد. برای اتاق هایی که دارای میز با بیش از یک پیچ و خم هستند معمولاً نیاز به شیلد گذاری برای کانال ها نیست.
1- علائم هشدار و نور 
علائم هشداری مناسب باید در اطراف ورودی میز نصب شود. این علائم باید به گونه ای نصب شوند که از هر جایی در اتاق درمان قابل مشاهده باشند. این علائم باید هم سطح چشم( تقریباً mm1650 بالاتر از سطح زمین) قرار بگیرند و با دستگاه درمان در ارتباط باشند. علائم درخشنده  ممکن است دارای 2 یا 3 حالت باشند. برای علامت 2 حالتی، حالت اول زمانی فعال است که دستگاه روشن و حالت دوم مربوط به زمانی است که دستگاه در حال تابش تشعشع می باشد. برای یک علامت 3 حالتی، حالت اول مربوط به روشن بودن دستگاه ، حالت دوم مربوط به زمانی است که دستگاه در حال برنامه ریزی برای تابش است و حالت سوم مربوط به زمان تابش تشعشع است. علامت هشدار باید طبیعت خطر را نشان دهد علامت هشدار خطر تشعشع که توسط  سازمان بین المللی استانداردها  طراحی گردیده است، برای این کار مناسب می باشد.
 
 
2- روشنایی اتاق و لیزرهای جهت دهی 
روشنایی اتاق باید به گونه ای باشد که بتوان ضمن تنظیم بیمار، میدان نوری دستگاه و نور لیزرها را مشاهده کرد. باید بتوان روشنایی اتاق درمان و نور لیزرها را تحت کنترل در آورد. هنگامی که میدان نوری روشن است نور اتاق باید کاهش یابد و نورهای لیزری روشن شوند. از آن جایی که روشنایی لامپ های فلورسنت به طور رضایت بخش تغییر نمی کند، توصیه می شود که برای کاهش سطح روشنایی از لامپ های دارای نور سیمابی  استفاده کرد. وقتی که میدان نوری خاموش شد، نور های لیزری هم خاموش شده و لامپ های روشنایی اتاق روشن می شوند. به طور کلی 4 لیزر جهت دهی در داخل اتاق وجود دارد. دو لیزر در راستای زاویه ی 90 درجه و 270 درجه ی گانتری قرار می گیرند، یک لیزر در بالای نقطه ی ایزوسنتر بر روی سقف نصب می گردد. لیزر دیگر در راستای محور گانتری، خط ساجیتال بدن را مشخص می کند. این لیزر معمولاً بر روی دیوار مقابل گانتری نصب می گردد.

9) مواد برای شیلدگذاری

در احداث ساختمان جدید رادیوتراپی معمولاً از بتون استفاده می شود، زیرا ارزان ترین ماده می باشد. اگر چه در بعضی از موارد نیاز است تا از مواد با چگالی بیشتر استفاده شود. چگالی بتون با توجه به مواد به کار رفته در آن متغیر است ولی معمولاً چگالی kg.m-3 2350 را برای آن در نظر می گیرند. بادر نظر گرفتن چگالی متغیر بتون یک تطبیق باید با  ضخامت مورد نیاز حفاظ صورت پذیرد. در دستگاه های با انرژی بیشتر ازkV 500 ، پدیده ی کمپتون غالب بوده و مواد با چگالی بیشتر تضعیف بیشتری دارند. در صورتی که چگالی معین شده در طراحی قابل دسترس نباشد هزینه ی تهیه ی آن افزایش می یابد. افزایش هزینه به طور عمده مربوط به حمل و نقل حجم زیادی از مخلوط بتون می باشد. بتون معمولاً با استحکام آن تعریف می شود، چگالی در درجه دوم اهمیت قرار دارد.  استحکام بتون با افزایش نسبت سیمان به کار رفته در مخلوط افزایش می یابد، در حالی که افزایش نسبت مصالح باعث افزایش چگالی می گردد. افزایش مقدار آب مخلوط باعث کاهش چگالی کلی آن می شود چون این کار ممکن است باعث به دام افتادن حباب های هوا در داخل بتون در حین خشک شدن گردد. برای جلوگیری از این کار متداول است که مخلوط بتون را در هنگام بتون ریزی تکان می دهند. هر دیوار باید با بتون ریزی پیوسته ساخته شود تا از تشکیل درز بین لایه های مختلف ممانعت به عمل آید. بلوک های بتونی از قبل آماده شده دارای چگالی kg.m-32000 می باشند. اگر از بلوک های چگال استفاده شود، باید از ملات سنگین برای پر کردن بین درزها استفاده کرد. در صورتی که فضا محدود باشد از بتون با چگالی بالا یا از مواد چگال مثل استیل یا سرب می توان استفاده کرد.
برای دستگاه های با انرژی بالاتر از MV10، شیلد نوترون هم باید در نظر گرفته شود. بتون محتوی مقدار نسبتاً زیادی هیدروژن است و به عنوان شیلد برای نوترون های سریع مناسب است. لایه ی یک دهم جذب  (TVL) برای اشعه ی ایکس اولیه  تقریباً دو برابر مقدار آن برای نوترون های تولید شده توسط فوتون برای یک شتاب دهنده ی پزشکی است. بنابراین شیلد حفاظتی در برابر اشعه ی ایکس اولیه بیشتر از شیلد فوتونوترون هاست . انرژی نوترون های سریع از طریق برخورد الاستیک با هیدروژن کاهش می یابد و بعد از تعدادی برخورد این نوترون ها تبدیل به نوترون های کند می شوند که از طریق واکنش جذب نوترون  با ماده برخورد کرده و منجر به تولید اشعه ی گاما می شود. طیف اشعه ی گامای ساطع شده ناشی از واکنش جذب نوترون تا MeV8 گسترده می شود و انرژی میانگین آن MeV6/3 است. جذب نوترون های آهسته توسط هیدروژن در بتون منجر به ایجاد یک پیک برجسته در طیف در انرژی MeV21/2 می گردد. بور و کادمیوم دارای سطح مقطع برخورد بزرگی برای جذب نوترون های آهسته می باشند. از بور در ساختمان پلی اتیلن استفاده می شود که دارای مقدار زیادی هیدروژن برای شیلد نوترون می باشد. جذب نوترون های آهسته در بور منجر به تولید اشعه ی گاما کم انرژی MeV473/0 می شود. به طور معمول 5% وزن پلی اتیلن مورد استفاده برای شیلد نوترون را بور تشکیل می دهد.