质子治疗中的辐射防护：基于欧洲多中心调查与SINFONIA项目实验测量的综合评估

本研究针对质子治疗(PT)实践中可能存在的辐射防护不足或过度问题，通过欧洲23个PT中心调查和Skandion诊所实验测量，发现工作人员年剂量低于1 mSv，控制室剂量仅5-10 μSv/年。研究验证了WENDI-II等中子监测器的可靠性，为优化PT设施辐射防护策略提供了重要依据。

　　

在肿瘤放射治疗领域，质子治疗(Proton Therapy, PT)因其布拉格峰的独特物理特性，能精准杀伤肿瘤同时保护正常组织。然而高能质子与物质相互作用会产生次级中子，这些不带电粒子具有高相对生物效能(RBE)，可能对医护人员构成潜在辐射风险。当前PT中心虽按法规实施剂量监测，但关于中子剂量数据有限，且不同设施因束流线设计、屏蔽材料等因素导致辐射场存在显著差异，这使得工作人员可能面临防护不足或过度防护的两难境地。

比利时核研究中心(SCK CEN, Mol, Belgium)联合欧洲多国机构，在欧盟资助的SINFONIA项目框架下，开展了迄今最全面的PT辐射防护研究。研究人员首先对欧洲23个运营中的PT中心进行问卷调查（74%回复率），随后在瑞典Skandion诊所进行系统的中子剂量测量，使用WENDI-II宽能域中子剂量仪、DIAMON中子谱仪等先进设备，结合BD-PND气泡探测器等被动式剂量计，对脑瘤、霍奇金淋巴瘤(HL)和前列腺癌(PCA)三种典型治疗场景进行辐射场表征。相关成果发表在《Physica Medica》期刊。

关键技术方法包括：1) 采用LimeSurvey平台开展58问题的多中心问卷调查；2) 在IBA Proteus?Plus质子治疗系统上，设置控制室(PosA/B)、治疗室内(PosA/C/D)及机架坑(PosE)等典型位点；3) 使用WENDI-II(5 GeV)、DIAMON(HE/LE双模式)和Berthold LB6411等中子监测器测量环境剂量当量H(10)；4) 采用BD-PND气泡探测器和LANDAUER Neutrak CR-39径迹探测器测量个人剂量当量H_p(10)；5) 分析固体水模体与京都人体模体的中子产额差异。

主要研究结果包括：

2.1. 多中心调查核心发现

问卷显示52%中心使用TLD剂量计，47%中心监测中子剂量。所有报告的年剂量均<1 mSv，医疗物理师和放疗护士普遍接受监测，但清洁人员监测率仅52%。值得注意的是，仅18%中心对治疗室门设置辐射联锁。

2.2. 工作人员与公众剂量

控制室年剂量仅5-10 μSv，相当于自然本底的1/100。车库区域(PosF)瞬时剂量率最高达40 nSv/s（无水箱时），但公众实际累积风险可忽略。意外暴露情景下，机架坑(PosE)单次照射剂量<0.6 μSv。

2.3. 辐射探测器性能比较

WENDI-II作为金标准，DIAMON-HE模式高估剂量22-49%，Berthold LB6411低估19%。BD-PND气泡探测器与参考值偏差±20%，而Neutrak径迹探测器因灵敏度限制仅能在治疗室内检出剂量。

2.4. 中子剂量影响因素

使用射程移位器(RS)使PosC剂量增加97%（脑瘤方案）。京都人体模体比固体水模体多产生26%中子剂量。束流角度影响显著，前列腺治疗270°束对PosD的贡献占77-85%。

讨论与结论

本研究首次通过多维度数据证实：现代PT设施中，工作人员中子暴露风险可忽略（<10 μSv/年），这挑战了传统认为PT需特殊防护的认知。DIAMON谱仪展现出实时监测潜力，但其HE/LE模式选择需结合束流能量。研究建议：1) 可参照外照射放疗(EBRT)实施分组监测；2) 孕妇在避免QA检测前提下可参与临床工作；3) 陪护人员剂量(81 μSv)相当于跨大西洋航班，可制定分级准入政策。

该成果为PT设施的辐射防护优化提供了关键数据支持，特别是解决了关于中子风险的长期争议。未来研究应扩展至更多设施类型，并深入探讨激活产物的影响。这些发现不仅对修订防护指南具有直接价值，也为公众接受这种先进治疗技术提供了安全保障依据。