医学第四章辐射防护

1、第四章 辐射防护 Radiation Protection 放射性标志放射性标志 内容提要 1.辐射剂量单位 照射量 吸收剂量 当量剂量 2. 作用于人体的辐射源 天然本底辐射 医疗辐射 其他人工辐射 内容提要 3.放射对人体的影响 确定性效应与随机效应 辐射损伤化学基础 4.辐射防护的原则与措施 原则 外照射防护措施 内照射防护 内容提要 5.核医学工作人员和患者受辐射剂量比较 临床核医学检查剂量与其他临床项目比较 临床核医学检查剂量与天然本底辐射比较 核医学工作人员辐射剂量分析 6.核医学诊断的医疗照射指导水平 概述 只有掌握有关射线对人体影响的知识和防 护措施，才能趋利避害，化害为利。

2、辐射防护(radiation protection) 的目 的就是要把放射线对人的影响减少到最低 限度。 Radiationneednotbe feared,but it must berespected. 概述 ? （1）对病人主要是内照射 （即放射性核素进入人体内 产生的照射），对医务人员 主要是外照射（即放射性核 素从人体外发射的射线对人 体产生的照射），但管理不 当也可产生内照射。 ? （2）由于放射性药物在体 内的特殊分布，病人全身受 照剂量小，个别器官、组织 受照剂量高。 核医学辐射的特点 第一节 辐射剂量单位 一、照射量（exposure） ? 定义： 光子(,-ray)在单位质

3、量(dm)空气中释放出来的 所有正负离子被阻止在空气中时，产生的同一符 号的离子的总电荷量。 ? 国际单位为库仑（千克） -1，简写为C（kg）-1。 传统的单位是伦琴(roentgen, R)。 ? 照射量率：单位时间(dt)内的照射量(dX) 2 R A X ? ? ? 第一节 辐射剂量单位 二、吸收剂量（absorbed dose） ? 单位质量的受照物质吸收射线的平均能量。 ? 国际单位是戈瑞（gray，Gy） ，1 Gy表示1千克受射线 照射物质吸收射线能量为1焦耳，简写为j (kg)-1。传统单 位是拉德（rad） ? 1 Gy100rad 第一节 辐射剂量单位 三、当量剂量（eq

4、uivalent dose） ? HTR表示此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子 （weighting factor ，WR）乘积，单位为J/kg。 HTR= DTR. WR ? 针对特定组织或器官的量,是衡量射线生物效应及危险度的 辐射剂量，国际制单位是希沃特（sievert ，Sv）。 ? 旧制单位是雷姆（rem）， 1 Sv = 100 rem。 辐射权重因子 (Radiation weighting factor, WR) 数值上：依据辐射在低剂量率时诱发随机效 应的相对生物效应值选取的。 性质：表征射线种类，能量与生物效应关 系。 旧名称：辐射品质因子（Q） 辐射权重因子辐射权重

5、因子（WR） 辐射类型能量范围WR 光子 电子和介子 中子 质子（反冲质子除外） 粒子，裂变碎片，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 组织权重因子 （tissue weighting factor, WT) 定义： WT代表组织T接受的照射所导致的 随机效应的危险系数与全身受到均匀照 射时的总危险系数的比值。 表征组织或器官的辐射敏感性 反应了在全身均匀受照下各该组织或器 官对总危害的相对贡献。 组织权重因子（ICRP 60） 组织或器官组织权重因子WT 睾丸

6、 红骨髓 结肠 肺 胃 膀胱 乳腺 肝 食道 甲状腺 皮肤 骨表面 其余组织或器官 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 ? 有效剂量（effective dose, H E) ? 定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与 相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。 第一节 辐射剂量单位 意义意义：评价随机效应的危险度，使辐射防 护走向定量化。 ? ? T TTE HWH 第二节 作用于人体的辐射源 一、天然本底辐射（nature background) ? 在人类生存的环境中，自然存在的多种射线和放射性物

7、质。 包括宇宙射线(cosmic radiation)、宇宙射线感生放射性核 素(cosmogenic radionuclide)和地球辐射(earth radiation)。 第二节 作用于人体的辐射源 ? 1. 宇宙射线 ? 初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间 磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次 是是粒子和重离子等。粒子和重离子等。 ? 次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后， 与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、 介子等射线 第二节 作用于人体的辐射源 宇宙射线的辐射特点 能量范围宽，强度随海拔高度、纬 度的不同而变化。对人体产生外照

8、 射。 初级宇宙射线进入大气 层后产生次级宇宙射线 的级联反应示意图 第二节 作用于人体的辐射源 ? 2. 宇宙射线感生放射性核素 ? 初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生 核反应除放出射线外，还产生3H、14C、7Be、22Na、85Kr 等放射性核素。 第二节 作用于人体的辐射源 ? 3. 地球辐射 ?系列（series）衰变放射性核素 必须经过2代或2代以上的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核 素。 包括铀系、钍系、锕系等三大系列；是地球辐射的主要来源。 共同特点： A.起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间稳 定的形成系列衰变。 B.系列衰变元素的每一

9、条衰变线都会产生222Rn（氡）。 C.最后都形成稳定核素-铅（Pb） ?40K、14C等单独存在的天然放射性核素 第二节 作用于人体的辐射源 ? 4. 本底当量时间 ? background equivalent radiation time ? 接受核医学检查的病人所受的辐射剂量相当于在 一定时间（几月或几年）内受的天然本底辐射的 剂量。 ? 例如，一般病人在一次普通的核医学显像过程中 全身接受的平均辐射剂量约为 3.6 mSv ，大约相 当于世界上多数地区一年的平均天然本底辐射剂 量(1-6 mSv)。 照射成分年有效剂量(毫希沃特,mSv) 正常本底地区照射量升高的地区 宇宙射线0.3

10、8 2.0 宇生放射性核素0.01 0.01 地球辐射：外照射0.46 4.3 地球辐射：内照射(氡除外)0.23 0.6 地球辐射：氡及其衰变物的 内照射 吸入222Rn1.2 10 吸入220Rn0.07 0.1 食入222Rn0.005 0.1 总计2.4 第二节 作用于人体的辐射源 第二节 作用于人体的辐射源 二、医疗辐射 ? 目前，医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位。 ? 医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另 一方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到 的照射逐年降低。 第二节 作用于人体的辐射源 三、其他人工辐射源 ? 1.火力发电站 火力发电站释放

11、的主要放射性核素是钍 （Th）和氡（Rn）及其衰变子体。 ? 2.消费产品中的人工辐射 第三节 放射线对人体的影响 一、确定性效应和随机效应 ? 国际放射防护委员会(International Commission of Radiation Protection，ICRP) 26号出版物按剂量效应关 系把辐射生物效应分为确定性效应和随机效应。 第三节 放射线对人体的影响 ? 1. 确定性效应 determinate effect ? 确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关， 有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般 是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象 为个

12、体。 第三节 放射线对人体的影响 ? 2. 随机效应 stochastic effects ? 随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或 发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的 阈值。 ? 在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照 射应该达到尽可能低的剂量水平。 第三节 放射线对人体的影响 二、辐射损伤的化学基础 ? 1.直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的 电离和激发 ? 2.间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用。 ? 主要是水自由基对生物分子的损伤作用。 第三节 放射线对人体的影响 ? 自由基自由基 （radicalsradicals）

13、 有一个或多个不 配对电子而能独立存 在的原子或分子，具 有极高的不稳定性和 化学反应性，存在的 时间极其短暂。 第三节 放射线对人体的影响 ? 自由基对生物大分子的作用 对核酸分子主要作用于碱 基、磷酸二酯键、核糖。 通过脂质过氧化作用造成 体内包括细胞膜、线粒体膜、 溶酶体膜、核膜等生物膜的 损伤，使生物膜的能量传递、 物质转运、信息识别等功能 受到影响。 第四节 辐射防护的原则与措施 一、辐射防护的目的与原则 ? 目的：防止有害的确定性效应 限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平。 ? 使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能 低的水平。(As low as reason

14、ably achievable, ALARA) 第四节 辐射防护的原则与措施 ? 原则 ? 实践的正当化 ? 放射防护最优化 ? 个人剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施 职业照射公众 有效剂量20mSv/a在规定的 5年内平均，任 何一年内不超过 50mSv。 1mSv/a 眼晶体150mSv15mSv 皮肤500mSv50mSv 手和足500mSv ICRP60 号出版物建议的剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施 二、外照射防护措施 经典的外照射防护三原则 ? 时间(time) 防护 ? 距离(distance) 防护 ? 屏蔽(shielding) 防护 放射防护基本办法 时间防护距

15、离防护屏蔽防护 第四节 辐射防护的原则与措施 越远越好！ 第四节 辐射防护的原则与措施 ? 屏蔽 三种射线的比较 带电氦核流电子流光子流 能谱单能连续能谱单能 射程 （空气）34cm 1020cm 无限大 电离能力（空气） 1万7万对/cm 607千对/cm 很小 穿透力弱中大 内照射危害大中小 外照射危害无中大 第四节 辐射防护的原则与措施 三、内照射防护 ? 开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤伤口进入人体。 ? 内照射防护的关键是重在预防，尽一切可能防止放射性核 素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的 限值以内。 第四节 辐射防护的原则与措施 ? 内照射防护的总的原则是放射性

16、物质围封、隔离 防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护， 做好放射废物处理。 ? 放射性废物处理原则 ? 放置衰变： ? 浓缩储存： ? 稀释排放： 第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较 一、核医学检查与其它临床检查项目比较 ? 统计表明，CT扫描，胸部透视，腹部透视，腰椎摄影， 头颅摄影等X线检查的辐射当量剂量远远大于相应部位或 相当部位的核医学显像和功能测定。 第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较 二、核医学检查受照剂量与天然本底辐射比较 ?国内调查的结果提示，脑、骨、心脏显像给药剂 量较大，所受的有效当量剂量约相当于一年所受 平均天然本底辐射剂量的 1.52.0倍。其他核医 学检查项目一次患者接受的辐射剂量约相当于一 年平均天然本底辐射剂量。