醫(yī)學輻射防護學教學課件：醫(yī)療照射防護概論

1、醫(yī)療照射防護概論 輻射源radioactive source：泛指一切能發(fā)射微觀粒子的裝置或物質。如輻射源、X射線輻射源、中子源、微波輻射源及發(fā)射超聲波的聲源等。 輻射粒子的運動空間稱為輻射場。 點狀源：如果輻射場內某點與輻射源的距離比輻射源本身的幾何尺寸大5倍以上，那么在這一點上，即可把輻射源看作是點狀的，稱為點狀源。 輻射源與輻射場點源12r1r2圖 點源輻射場中，輻射量大小與距離的平方呈反比關系。注：X1 、 X2 分別是距離r1、r2處的照射量。 （一） X射線性質 X射線線束強度，即光子數(shù)目，反映的是X射線輸出量，由管電流決定。 X射線管兩極間管電壓即激發(fā)電壓，管電壓越高，電子能夠達

2、到的速度越快，撞擊陽極靶的力量愈強，產(chǎn)生的X射線穿透本領越強。 X射線線質常以代表透穿能力的“半價層”表示。半價層就是把原來射線的照射量率減少一半的物質層的厚度。 一、 X輻射源特性和輻射量估算 如果照射時間為t(min)，則t時間內造成的照射量為 X=It/r2 Ckg-1 （10-3） 注：I管電流（mA）或平均電子束流（A）；在給定的管電壓和射線過濾情況下，X射線的發(fā)射率常數(shù)，數(shù)值上等于距離靶1m處，由單位管電流（1mA）或單位平均電子束流（1A）造成的照射量率，單位用2.5810-4C kg-1mmA-1min-1表示。 （二） X射線發(fā)生器照射量率計算 X射線發(fā)生器在離靶 r m處，

3、產(chǎn)生的照射量率）粗略地可按下式計算：=I/r2 Ckg-1s-1 （10-2） 【例】在X射線透視檢查中，X射線管的電壓在50810kV之間，管電流為25mA。若取管電壓為70kV，管電流為3mA，射線出口處用2mm鋁作過濾板，計算此種情況下距靶cm處的照射量率。 按題意，I=3mA，r=50cm=0.5m,對于管電壓70kV，mm鋁作過濾板，由圖10-2查得0.582.5810-4Ckg-1mmA-1min-1。 因此，按（9-3）式在r=0.5m處的照射量率 計算為： XIr2 30.582.5810-4（1/0.5） 1.7910-3 Ckg-1min-1。 點狀輻射源照射量率的計算 放

4、射性核素的照射量率常數(shù)（ 或）：放射性活度（1Bq ）的點輻射源，在距離m遠處由能量大于光子（包括光子和軔致輻射及特征輻射的光子）所造成的照射量率（Gym2Bq-1s-1） 。 參考書中有一些不包括軔致輻射和特征輻射照射量率在內的放射性核素的照射量率常數(shù)。 輻射源及其輻射量估算注意，式中r用“m”作單位按以上討論，一個放射性活度為、照射量率常數(shù)為的點狀輻射源，在距離它（m）處造成的照射量率即可由下式給出： 【例一】現(xiàn)有一個9.25TBq的60Co點輻射源，求距離它2m處的照射率。 按題意，A=9.25TBq=9.251012Bq，r=2m,對60Co源，可查得=8.5010-17 Gym2Bq

5、-1s-1 ，于是按公式，距離上述60Co源處2m的照射量率為： = = 1.9710-4 Gys-1 【例二】已測得60Co輻射源3 m處的照射量率為0.0129Ckg-1h-1,如果把該源看做為點狀源 ，求距離該輻射源5 m處的照射量率。按題意， 1 =0.0129 Gyh-1 r1=3m r2=5m,求 2 ， 于是按公式 （9-1），5 m處的照射量率為： 2Gyh-1 二、我國醫(yī)療照射及其現(xiàn)狀醫(yī)療照射：是指在醫(yī)學檢查和治療過程中被檢者或病人受到電離輻射的內外照射。它主要指X射線診斷、放射治療及臨床核醫(yī)學診治中病人受到的內外照射。 醫(yī)療照射發(fā)展的總趨勢： 受檢人數(shù)越來越多，條件設備越來

6、越好，接受劑量越來越低。醫(yī)療照射防護的發(fā)展過程（圖）醫(yī)療照射類型頻度病人劑量醫(yī)療照射類型頻度病人劑量1.X射線診斷胸透群檢腹透消化道膽囊造影心導管造影心血管造影尿路膀胱造影145.164.325.511.36.00.40.20.30.310.45.28.551.626.825.5胸片腹片脊椎片骨盆片四肢片牙科腎盂造影其他11.91.44.01.311.52.10.34.31.122.132.511.02.32.81.22臨床核醫(yī)學腦掃描甲狀腺吸碘甲狀腺掃描心血管掃描肝/脾掃描0.620.0030.2610.0650.0010.0871.791.5493.80.0221.7腎圖甲亢治療甲狀腺癌治

7、療皮膚病治療其他0.1520.0060.0010.0180.0260.006259514.83放射治療宮頸癌鼻咽癌食道癌0.0900.0090.0230.018其他頭部腫瘤乳腺癌其他0.0050.0120.023表 醫(yī)療照射頻度（人次/千人口）及病人皮膚劑量（mGy/次） 1988年*X射線診斷時為病人皮膚劑量，臨床核醫(yī)學診療時為病人有效劑量 1998年為：胸透 78.6 （人次/千人口） 3.0 （mGy/次） 胸片 75.4 （人次/千人口） 1.0 （mGy/次） 從上表看出，消化道檢查、胸透及腰椎片檢查造成的潛在危害最大。我國X射線診斷可能造成腫瘤死亡率每1000萬人口中分別為8人。不

8、同國家受檢者ESD比較(mGy/次)國家正位 側位正位 側位中國英國澳大利亞愛沙尼亞芬蘭希臘立陶宛波蘭羅馬尼亞新西蘭斯洛文尼亞南非馬來西亞0.36 1. 530.16 0. 570.12 0 .630.30 0. 860.24 0 .730.69 2 .940.81 1. 390.20 0 .881.7 4 .20.22 1 .240.29 1. 021.5 3 .20.28 1. 405 .78 12. 516 .1 16 .06. 1 15 .113. 8 30. 38. 80 18. 218. 9 44. 922. 8 35 .57. 50 12 .017. 6 42 .05. 47 1

9、8. 96 .11 15. 6527 .3 59. 110. 6 18 .7醫(yī)療照射造成的潛在危害估計值（人年-1）醫(yī)療照射遺傳效應發(fā)生數(shù)（Gg）白血病死亡數(shù)（Gl）惡性腫瘤死亡數(shù)（Gs）X射線診斷胸透3.349.5217群檢0.610.239.4婦科檢查3.81.817.1消化道檢查10.270.7391胸片0.31.18.5腰椎片32.514.390.5四肢片0.22.49.2骨盆片26.24.326.7腹部平片1.23.125.5心血管2.60.76.0其他0.71.815.3X射線82.0160.9854核醫(yī)學診療甲狀腺掃描0.020.014.8甲亢治療0.130.0119.5其他0.

10、110.111.5核醫(yī)學0.390.3929.2我國醫(yī)療照射存在問題： 醫(yī)療照射正當性原則重視不夠，放射診斷的陽性率偏低，患者自身防護措施沒有落實介入操作和放射性粒子植入醫(yī)生的個人劑量仍然較大；醫(yī)療照射指導水平控制病人劑量未得到重視，一些單位濫用X線檢查項目放射治療醫(yī)學物理師存在嚴重不足，質量控制措施缺乏或未得到落實輻射事故（或事件）時有發(fā)生，事故（或事件）未按規(guī)定程序上報，存在瞞報、漏報現(xiàn)象。服用放射性藥物的核醫(yī)學患者隨意走動，核素治療患者無留觀病床，造成其他無關人員受到照射醫(yī)院放射性粒子植入治療管理混亂，違章亂用現(xiàn)象較普遍醫(yī)療照射潛在危害告知義務在醫(yī)院沒有落實，臨床醫(yī)師和放射學醫(yī)師的安全文

11、化素養(yǎng)有待提高。 檢查類型法國英國日本前蘇聯(lián)美國中國胸 透胸 片消化道脊椎片骨盆片X-CT其 他合 計34.14.210.621.929.21000.232.54.08.66.30.947.510027.022.14.41.939.410011.153.312.82.80.50.219.410035.77.011.02.61.841.910064.38.24.12.80.90.0122.2100各國X射線診斷檢查的相對頻度（） 不同時間的統(tǒng)計值，我國為八十年代數(shù)據(jù)提出了醫(yī)療照射防護基本原則 正當性 最優(yōu)化 潛在危害告知義務與指導水平值 我國醫(yī)療照射最新進展 05年10月發(fā)布了國務院第449號國

12、務院令放射性同位素與射線裝置安全和防護條例 12月1日起開始施行。 “條例”第三章（三十八條）指出：“醫(yī)療衛(wèi)生機構應按照醫(yī)療照射正當化和輻射保護最優(yōu)化的原則，避免一切不必要的照射，并事先告知患者和受檢者輻射對健康的潛在影響”。 衛(wèi)生部 “放射診療管理規(guī)定” 病人做放射學檢查時，必須有明確、正當?shù)尼t(yī)療目的，遵守最優(yōu)化原則，嚴格控制受照劑量；非檢查部位必須有安全措施，對鄰近照射野的敏感器官和組織進行屏蔽防護，并事先告知病人輻射對健康的影響等。 同時衛(wèi)生部還要求醫(yī)療機構在實施放射診斷檢查前，應對不同檢查方法進行利弊分析，在保證診斷效果的前提下，優(yōu)先采用對健康影響較小的檢查方法。規(guī)定 新！新！ 不應將

13、核素顯像檢查和X射線胸部檢查列入嬰幼兒及少年體檢的常規(guī)檢查項目；對育齡婦女腹部或骨盆進行核素顯像檢查和X射線檢查前，應問明是否懷孕，非特殊需要，對受孕后815周的育齡婦女不得進行下腹部放射影像檢查；實施放射性藥物給藥和X射線操作時，應當禁止非受檢者進入操作現(xiàn)場，需要陪檢時，應對陪檢者采取防護措施等等。 醫(yī)療照射防護的基本原則一、 醫(yī)療照射的正當化 1、醫(yī)生對病人是否值得進行照射負有責任； 2、預防性健康檢查和疾病普查正當； 3、醫(yī)學研究； 4、其他法律性檢查。 1、醫(yī)療照射最優(yōu)化的目的 在于充分利用技術和設備條件，在不影響診療效果的前提下，盡可能減少病人所受劑量，即以盡可能小的照射劑量取得盡可

14、能好的診療效果。 二、醫(yī)療照射的最優(yōu)化 （注意：沒有劑量限值）2、醫(yī)療照射最優(yōu)化的措施A準確的臨床判斷和檢查方法的選擇；B合適的放射源和防護設備；C科學的操作技術和規(guī)程；D對檢查結果的正確解釋。 第A、D項是負責病人診療的主治醫(yī)生的責任，取決于醫(yī)生技術水平的高低。第B、C 項是放射專業(yè)醫(yī)生或技師的責任，取決于他們的專業(yè)技術和防護知識水平，以及設備等物質條件。三、潛在危害告之義務與指導水平值醫(yī)療照射防護的責任與義務 許可證持有者（即醫(yī)療機構）應對保證受檢者與患者的防護與安全負責。有關執(zhí)業(yè)醫(yī)師與醫(yī)技人員、輻射防護負責人、合格專家、醫(yī)療照射設備供方等也應對保證受檢者與患者的防護與安全分別承擔相應的責

15、任。 ICRP第105號出版物在教育和培訓中指出，醫(yī)學院校應該對適合每一種類型的醫(yī)師進行特定專業(yè)性課程的教育和培訓，因為臨床醫(yī)師是開具放射診療報告單的責任人，具有告知患者輻射對健康的潛在影響風險的義務。醫(yī)療照射指導水平：是經(jīng)有關部門洽商選定的劑量、劑量率或活度一些測量值，其作用是提供給有關從業(yè)醫(yī)師做為指南。劑量約束 是指放射源可能造成的個人劑量所規(guī)定的一種上界值。 醫(yī)療照射指導水平不是劑量限值標準，它僅是對專業(yè)安全判斷的一個補充，也不能用于判斷醫(yī)療質量的好壞。案例（10-1）被稱為“為婦女造福工程”的我國百萬婦女乳腺癌普查工作啟動，普查工作采用的是CR技術（即X射線拍片，計算機存儲圖像）和乳腺

16、B超技術，目前在國內已經(jīng)完成了少數(shù)普查，乳腺發(fā)現(xiàn)率約1%左右，屬于收費性普查項目。但該“工程”卻受到了國內放射防護專家的強烈反對，國務院和衛(wèi)生部為此已召開專題研討會，就“乳腺普查是否能采用CR放射學診斷和可能帶來的危害”進行論證,放射學檢查是一把雙刃劍，一方面它可以診斷出疾病，另一方面如果使用不當有可能誘發(fā)其它疾病的發(fā)生，專家們稱貿然采用沒有影像質量控制的乳腺普查，將會使未患腫瘤的大多數(shù)婦女受到不必要的放射性射照射。 結論：雙方在認識上的存在爭議，已停止普查。 醫(yī)療照射的特殊人群主要指嬰幼兒、少年兒童、育齡婦女、孕婦、健康體檢人群等，該人群是輻射損傷的高危人群，應慎行或盡量避免放射線照射。（一

17、）育齡婦女、孕婦、群體普查的基本要求（二）嬰幼兒和兒童青少年的基本要求 特殊人群因對輻射損傷更敏感，必須嚴格正當性和最優(yōu)化判斷。對育齡婦女、孕婦、嬰幼兒和兒童青少年（16歲）及群體普查都有補充要求。 第三節(jié) 醫(yī)用密封源的防護一、 外照射防護的基本方法（一） 時間防護-縮短受照時間（二） 空間防護-增大與輻射源之間的距離（三） 屏蔽防護-設置防護屏蔽（四）盡量減少源的活度 （一） 或射線的衰減 1、窄束、單能或射線的衰減 窄束單能或射線的衰減符合簡單的指數(shù)規(guī)律，即： I=I0e-d (9-11) 衰減系數(shù)(cm-1)指光子穿行單位路徑遭受相互作用的概率。 d 指物質層厚度（cm)二、醫(yī)用X、射線

18、的衰減及屏蔽厚度估算方法注: 物質的密度(gcm-3)；dm=d 物質的質量厚度(gcm-2)；/ 物質對特定能量光子的質量衰減系數(shù)（cm2g-1）公式還可改寫為如下形式：如果康普頓散射是使X射線或射線衰減的主要因素,亦即: （/）1=（/）2因此 ， dm1 = dm2 即 ： d11=d22 或者 d1/ d2=2/1 一些常用的建筑或屏蔽材料,如混凝土、磚、灰沙、泥土等，都是由硅、鈣、鉬、鋁、鐵一類低Z物質組成；對于這類物質康普頓散射占主要地位的能區(qū)范圍很寬，所以常常根據(jù)公式來估計磚、灰沙或泥土等材料的等效混凝土厚度，即： d混疑土=d材料（材料/混凝土） 屏蔽設計中常常運用屏蔽材料對輻

19、射的半衰減厚度（d1/2）和10倍衰減厚度（d1/10）來評價材料的輻射屏蔽性能和用以計算所需的防護屏蔽的厚度。減弱倍數(shù)K（attenuation factor）的含義是輻射場中某點處沒有防護屏蔽時的當量劑量與設置了防護屏蔽后的當量劑量的比值。 透射比（transmission ratio，B）為輻射場中某點處設置防護屏蔽后的當量劑量率I，r(d)與設置防護屏蔽前的當量劑量指數(shù)率I,r的比值，即： 透射比與衰減倍數(shù)K互為倒數(shù)： 10倍衰減厚度（d1/10）：就是將入射的X射線或光子數(shù)減少到1/10的物質層厚度。 半衰減厚度（d1/2）：10倍衰減厚度（d1/10）與線衰減系數(shù)的關系如下： d1

20、/2=0.693/ （10-5） d1/10=2.303/ （10-6） 并且 d1/2=0.301d1/10 （10-7） d1/10=3.32d1/2 （1-8） 如果上面公式以質量衰減系數(shù)代替線衰減系數(shù)，則相應的d1/2、d1/10就以質量厚度表示。計算舉例： 某一工作地點測得60Co輻射源的輻射率為6.4510-5Ckg-1h-1，求這一輻射率降到6.4510-7Ckg-1h-1所需鉛的屏蔽厚度。60Co的射線能量平均能量為1.25MeV。解：因工作地點輻射率為6.4510-5Ckg-1h-1要降到6.4510-7Ckg-1h-1，故減弱倍數(shù)K： K=X0/X=6.45exp-5/6.

21、45exp-7=100由表中查得，K=100，射線能量為1.25MeV時所需鉛的防護層厚度為8.63cm。 。【例二】工作條件與例一相同，但考慮到其他因素，要求有2倍的安全系數(shù)，求此時鉛防護層厚度。這里應該注意,增加2倍安全系數(shù)，并不是將屏蔽厚度乘以2,應按下式計算：解：在此情況下X=6.45exp-7/2=3.25exp-7， 所以，K=6.45exp-5/ 3.25exp-7 =200，查表10-13得所需鉛的防護層厚度為9.81cm。 增加的厚度：9.81 - 8.63 = 1.18 cm【例三】某人運送放射性活性為 9.251010Bq的60Co輻射源到外地去，歷時需要3晝夜，如果此人

22、距輻射源的最近距離為1.5m，求裝輻射源的鉛罐需要的厚度為多少時才使運送人員接受的輻射劑量不超過容許劑量。 解題思路： 按3個晝夜72 h計算。先算出無防護時，距源1.5 m處的輻照量。 確定國家允許標準，兩者之比計算減弱倍數(shù)，通過查表確定屏蔽厚度。 【例四】某防護層厚度為 39.6cm，能滿足310-3Sv/W的最大容許當量劑量標準的要求，但要將劑量降低到110-3Sv/W的水平，求應補充防護層的厚度，放射源為60Co，屏蔽材料為混凝土。 解題思路： 先算出所需屏蔽厚度 減去原有的厚度 直接計算法 NCRP第49和147號出版物一直關注診斷X線的屏蔽估算，2004年NCRP給出的診斷X線機房主墻壁的厚度計算方法P173。（四）醫(yī)用射線裝置屏蔽計算圖示三、醫(yī)用X、射線常用屏蔽材料 屏蔽X射線或射線的材料很多，大致分為2類： 一類是高Z、高密度的金屬材料，如鉛、鐵、鎢、鈾等； 另一類