醫(yī)學第四章輻射防護

1、第四章 輻射防護 Radiation Protection 放射性標志放射性標志 內容提要 1.輻射劑量單位 照射量 吸收劑量 當量劑量 2. 作用于人體的輻射源 天然本底輻射 醫(yī)療輻射 其他人工輻射 內容提要 3.放射對人體的影響 確定性效應與隨機效應 輻射損傷化學基礎 4.輻射防護的原則與措施 原則 外照射防護措施 內照射防護 內容提要 5.核醫(yī)學工作人員和患者受輻射劑量比較 臨床核醫(yī)學檢查劑量與其他臨床項目比較 臨床核醫(yī)學檢查劑量與天然本底輻射比較 核醫(yī)學工作人員輻射劑量分析 6.核醫(yī)學診斷的醫(yī)療照射指導水平 概述 只有掌握有關射線對人體影響的知識和防 護措施，才能趨利避害，化害為利。

2、輻射防護(radiation protection) 的目 的就是要把放射線對人的影響減少到最低 限度。 Radiationneednotbe feared,but it must berespected. 概述 ? （1）對病人主要是內照射 （即放射性核素進入人體內 產(chǎn)生的照射），對醫(yī)務人員 主要是外照射（即放射性核 素從人體外發(fā)射的射線對人 體產(chǎn)生的照射），但管理不 當也可產(chǎn)生內照射。 ? （2）由于放射性藥物在體 內的特殊分布，病人全身受 照劑量小，個別器官、組織 受照劑量高。 核醫(yī)學輻射的特點 第一節(jié) 輻射劑量單位 一、照射量（exposure） ? 定義： 光子(,-ray)在單位質

3、量(dm)空氣中釋放出來的 所有正負離子被阻止在空氣中時，產(chǎn)生的同一符 號的離子的總電荷量。 ? 國際單位為庫侖（千克） -1，簡寫為C（kg）-1。 傳統(tǒng)的單位是倫琴(roentgen, R)。 ? 照射量率：單位時間(dt)內的照射量(dX) 2 R A X ? ? ? 第一節(jié) 輻射劑量單位 二、吸收劑量（absorbed dose） ? 單位質量的受照物質吸收射線的平均能量。 ? 國際單位是戈瑞（gray，Gy） ，1 Gy表示1千克受射線 照射物質吸收射線能量為1焦耳，簡寫為j (kg)-1。傳統(tǒng)單 位是拉德（rad） ? 1 Gy100rad 第一節(jié) 輻射劑量單位 三、當量劑量（eq

4、uivalent dose） ? HTR表示此組織或器官的平均吸收劑量與輻射權重因子 （weighting factor ，WR）乘積，單位為J/kg。 HTR= DTR. WR ? 針對特定組織或器官的量,是衡量射線生物效應及危險度的 輻射劑量，國際制單位是希沃特（sievert ，Sv）。 ? 舊制單位是雷姆（rem）， 1 Sv = 100 rem。 輻射權重因子 (Radiation weighting factor, WR) 數(shù)值上：依據(jù)輻射在低劑量率時誘發(fā)隨機效 應的相對生物效應值選取的。 性質：表征射線種類，能量與生物效應關 系。 舊名稱：輻射品質因子（Q） 輻射權重因子輻射權重

5、因子（WR） 輻射類型能量范圍WR 光子 電子和介子 中子 質子（反沖質子除外） 粒子，裂變碎片，重核 所有能量 所有能量 能量10keV 10-100keV 100keV-2MeV 2-20MeV 20MeV 能量2MeV 1 1 5 10 20 10 5 5 20 組織權重因子 （tissue weighting factor, WT) 定義： WT代表組織T接受的照射所導致的 隨機效應的危險系數(shù)與全身受到均勻照 射時的總危險系數(shù)的比值。 表征組織或器官的輻射敏感性 反應了在全身均勻受照下各該組織或器 官對總危害的相對貢獻。 組織權重因子（ICRP 60） 組織或器官組織權重因子WT 睪丸

6、 紅骨髓 結腸 肺 胃 膀胱 乳腺 肝 食道 甲狀腺 皮膚 骨表面 其余組織或器官 0.20 0.12 0.12 0.12 0.12 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01 0.01 0.05 ? 有效劑量（effective dose, H E) ? 定義：各組織或器官的當量劑量（HT）與 相應的組織權重因子（WT）的乘積的總和。 第一節(jié) 輻射劑量單位 意義意義：評價隨機效應的危險度，使輻射防 護走向定量化。 ? ? T TTE HWH 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 一、天然本底輻射（nature background) ? 在人類生存的環(huán)境中，自然存在的多種射線和放射性物

7、質。 包括宇宙射線(cosmic radiation)、宇宙射線感生放射性核 素(cosmogenic radionuclide)和地球輻射(earth radiation)。 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 ? 1. 宇宙射線 ? 初級宇宙射線：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間 磁場的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質子，其次 是是粒子和重離子等。粒子和重離子等。 ? 次級宇宙射線：初級宇宙射線從宇宙空間進入大氣層后， 與空氣分子發(fā)生核反應形成光子、電子、質子、中子、 介子等射線 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 宇宙射線的輻射特點 能量范圍寬，強度隨海拔高度、緯 度的不同而變化。對人體產(chǎn)生外照

8、 射。 初級宇宙射線進入大氣 層后產(chǎn)生次級宇宙射線 的級聯(lián)反應示意圖 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 ? 2. 宇宙射線感生放射性核素 ? 初級宇宙射線從宇宙空間進入大氣層后，與空氣分子發(fā)生 核反應除放出射線外，還產(chǎn)生3H、14C、7Be、22Na、85Kr 等放射性核素。 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 ? 3. 地球輻射 ?系列（series）衰變放射性核素 必須經(jīng)過2代或2代以上的衰變才能轉變?yōu)榉€(wěn)定核素的天然放射性核 素。 包括鈾系、釷系、錒系等三大系列；是地球輻射的主要來源。 共同特點： A.起始的母體放射性核素具有與地球年齡相當?shù)陌胨テ?，能長時間穩(wěn) 定的形成系列衰變。 B.系列衰變元素的每一

9、條衰變線都會產(chǎn)生222Rn（氡）。 C.最后都形成穩(wěn)定核素-鉛（Pb） ?40K、14C等單獨存在的天然放射性核素 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 ? 4. 本底當量時間 ? background equivalent radiation time ? 接受核醫(yī)學檢查的病人所受的輻射劑量相當于在 一定時間（幾月或幾年）內受的天然本底輻射的 劑量。 ? 例如，一般病人在一次普通的核醫(yī)學顯像過程中 全身接受的平均輻射劑量約為 3.6 mSv ，大約相 當于世界上多數(shù)地區(qū)一年的平均天然本底輻射劑 量(1-6 mSv)。 照射成分年有效劑量(毫希沃特,mSv) 正常本底地區(qū)照射量升高的地區(qū) 宇宙射線0.3

10、8 2.0 宇生放射性核素0.01 0.01 地球輻射：外照射0.46 4.3 地球輻射：內照射(氡除外)0.23 0.6 地球輻射：氡及其衰變物的 內照射 吸入222Rn1.2 10 吸入220Rn0.07 0.1 食入222Rn0.005 0.1 總計2.4 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 二、醫(yī)療輻射 ? 目前，醫(yī)療照射在公眾受到的人工輻射源照射中居于首位。 ? 醫(yī)療照射總的變化趨勢是：一方面受檢人數(shù)逐年增加；另 一方面由于技術裝備的不斷改進，做同樣項目的檢查受到 的照射逐年降低。 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 三、其他人工輻射源 ? 1.火力發(fā)電站 火力發(fā)電站釋放

11、的主要放射性核素是釷 （Th）和氡（Rn）及其衰變子體。 ? 2.消費產(chǎn)品中的人工輻射 第三節(jié) 放射線對人體的影響 一、確定性效應和隨機效應 ? 國際放射防護委員會(International Commission of Radiation Protection，ICRP) 26號出版物按劑量效應關 系把輻射生物效應分為確定性效應和隨機效應。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 ? 1. 確定性效應 determinate effect ? 確定性效應是指輻射損傷的嚴重程度與所受劑量呈正相關， 有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應。一般 是在短期內受較大劑量照射時發(fā)生的急性損害。研究對象 為個

12、體。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 ? 2. 隨機效應 stochastic effects ? 隨機效應研究的對象是群體，是輻射效應發(fā)生的幾率（或 發(fā)病率而非嚴重程度）與劑量相關的效應，不存在具體的 閾值。 ? 在放射防護中不能只滿足于達到劑量限值，而對人員的照 射應該達到盡可能低的劑量水平。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 二、輻射損傷的化學基礎 ? 1.直接作用：放射線與物質的相互作用導致的生物分子的 電離和激發(fā) ? 2.間接作用：電離和激發(fā)產(chǎn)生的自由基導致的繼發(fā)作用。 ? 主要是水自由基對生物分子的損傷作用。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 ? 自由基自由基 （radicalsradicals）

13、 有一個或多個不 配對電子而能獨立存 在的原子或分子，具 有極高的不穩(wěn)定性和 化學反應性，存在的 時間極其短暫。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 ? 自由基對生物大分子的作用 對核酸分子主要作用于堿 基、磷酸二酯鍵、核糖。 通過脂質過氧化作用造成 體內包括細胞膜、線粒體膜、 溶酶體膜、核膜等生物膜的 損傷，使生物膜的能量傳遞、 物質轉運、信息識別等功能 受到影響。 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 一、輻射防護的目的與原則 ? 目的：防止有害的確定性效應 限制隨機效應的發(fā)生率，使之降到可以接受的水平。 ? 使一切具有正當理由的照射保持在可以合理做到的盡可能 低的水平。(As low as reason

14、ably achievable, ALARA) 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 ? 原則 ? 實踐的正當化 ? 放射防護最優(yōu)化 ? 個人劑量限值 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 職業(yè)照射公眾 有效劑量20mSv/a在規(guī)定的 5年內平均，任 何一年內不超過 50mSv。 1mSv/a 眼晶體150mSv15mSv 皮膚500mSv50mSv 手和足500mSv ICRP60 號出版物建議的劑量限值 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 二、外照射防護措施 經(jīng)典的外照射防護三原則 ? 時間(time) 防護 ? 距離(distance) 防護 ? 屏蔽(shielding) 防護 放射防護基本辦法 時間防護距

15、離防護屏蔽防護 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 越遠越好！ 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 ? 屏蔽 三種射線的比較 帶電氦核流電子流光子流 能譜單能連續(xù)能譜單能 射程 （空氣）34cm 1020cm 無限大 電離能力（空氣） 1萬7萬對/cm 607千對/cm 很小 穿透力弱中大 內照射危害大中小 外照射危害無中大 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 三、內照射防護 ? 開放性放射源可能通過口、呼吸道、皮膚傷口進入人體。 ? 內照射防護的關鍵是重在預防，盡一切可能防止放射性核 素進入體內，把放射性核素的年攝入量控制在國家規(guī)定的 限值以內。 第四節(jié) 輻射防護的原則與措施 ? 內照射防護的總的原則是放射性

16、物質圍封、隔離 防止擴散，除污保潔，防止污染，講究個人防護， 做好放射廢物處理。 ? 放射性廢物處理原則 ? 放置衰變： ? 濃縮儲存： ? 稀釋排放： 第五節(jié) 核醫(yī)學工作人員和患者受輻射劑量比較 一、核醫(yī)學檢查與其它臨床檢查項目比較 ? 統(tǒng)計表明，CT掃描，胸部透視，腹部透視，腰椎攝影， 頭顱攝影等X線檢查的輻射當量劑量遠遠大于相應部位或 相當部位的核醫(yī)學顯像和功能測定。 第五節(jié) 核醫(yī)學工作人員和患者受輻射劑量比較 二、核醫(yī)學檢查受照劑量與天然本底輻射比較 ?國內調查的結果提示，腦、骨、心臟顯像給藥劑 量較大，所受的有效當量劑量約相當于一年所受 平均天然本底輻射劑量的 1.52.0倍。其他核醫(yī) 學檢查項目一次患者接受的輻射劑量約相當于一 年平均天然本底輻射劑量。