医用电离辐射防护的新进展

医用电离辐射防护的新进展———放射工作人员放射防护培训教材———刘飚放射卫生与防护主任技师新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心要点第一讲核辐射与健康第二讲国际辐射防护和辐射源平安根本平安标准第三讲医用X射线诊断受检者辐射防护优化方法第一讲核辐射与健康导

言

什么是核辐射？来自何方？

核辐射通过哪些途径照射人类？危害有多大？

人们对这些问题常常是似知非知，受其困扰！

下面将逐一予以介绍！

一

辐射源与照射剂量

1.天然辐射源与照射剂量

〔1〕天然辐射源——宇宙射线和宇生放射性核素宇宙射线能到达地球外表照射人体的主要射线有：µ介子、r光子、紫外线和中子，对人产生外照射，受照剂量随居民驻地海拔高度升高而升高。宇宙射线与大气层和地表物质作用所产生的放射性核素称宇生核素，主要有氢-3，铍-7，炭-14和钠-22等，摄入人体可引起内照射，但剂量很小。——陆地天然辐射源岩矿、土壤、建筑材料、食品、饮用水、生活日用品等中所含天然铀、钍系衰变核素、钾-40等，可发射α、β和r射线。环境中天然放射性核素发射的r射线对人产生外照射；通过食物链摄入人体的天然放射性核素发射的α、β射线引起内照射。

〔1〕天然辐射源。

——岩矿和土壤中铀-238(镭-226)和钍-232活度浓度〔贝可/克〕变化范围

铀矿独居石烧绿石锆石钛铁矿金红石磷酸盐矿铝矾土其它金属矿土壤土壤活度浓度〔Bq/g〕图1-1.岩矿和土壤中铀-238〔镭-226〕和钍-232活度浓度变化范围〔2〕天然辐射照射剂量〔mSv/a〕

——正常本底地区

全世界〔左；2000年，右:2021年〕(氡、宇宙辐射、陆地r、食入。医疗照射和其它)

美国(左：1987年，右:2006年)〔氡、宇宙辐射、陆地r、食入。医疗照射，日用商品和其它)。图1-2.全球〔上图〕和美国〔以下图〕公众受照剂量

〔2〕天然辐射照射剂量

——高本底地区照射剂量地名人口有效剂量〔万人〕〔mSv/a〕腊姆萨尔20.0250*瓜拉帕里7.338喀那拉邦10.035阳江8.050注:*最高700mSv/a

未观察到有害健康影响，反提供不少有益健康信息。图1-3.世界高本底地区r辐射致公众照射剂量。

2.人工辐射源和照射剂量

〔1〕人工辐射源

射线发生装置，核燃料循环利用，核武器爆炸等，均可产生大量的人工放射性同位素和α、β、r与中子射线，都是人工辐射源。它们在医疗、工业、农业、研究和核电生产中的广泛应用，给人类带来巨大利益，同时也给人类带来了受照射剂量和健康风险。〔2〕人工辐射源照射剂量人工辐射源可引起人的外照射和内照射。人工辐射源引起的公众照射射剂量，最大的是医疗照射。据统计，2021年世界公众医疗照射平均剂量0.6mSv/a，约占公众受照总剂量〔3.0mSv/a〕的20％。医疗保健水平越高的国家，公众医疗照射剂量越高；2006年德国达1.9mSv/a，美国达3.0mSv/a。医疗照射引起的公众受照剂量，逐年攀升，大概每8～10年翻一番.放射性同位素的广范应用，核燃料循环和原子弹爆炸残留物引起的公众照射剂量低于0.03mSv/a。小于总受照剂量的1%，核电厂周围居民受照剂量平均低于0.01mSv。3.美国公众受照剂量

美国公众受照总剂量6.2mSv/a。天然辐射：3.1mSv/a〔50%〕；医疗照射：3.0mSv/a〔48%〕；其它：0.12mSv/a〔2%〕。医疗照射：CT1.48mSv/a〔50%〕，核医学0.75mSv/a〔25%〕，介入影像0.43mSv/a〔15%〕，常规影像与透视0.31mSv/a〔10%〕图1-4.美国公众受照剂量4.职业照射剂量表1-1.放射诊断和铀矿开采的职业照射剂量.时间监测人数(103)人均有效剂量〔mSv/a〕放射诊断铀矿开采放射诊断铀矿开采1975-19796302400.85.51980-198410803100.75.11985-198913502600.64.41990-1994950690.54.51995-19996870220.53.92000-20026670120.51.9美国核企业30年跟踪健康监护结果，未观察到辐射有害健康病例。(二)辐射照射对人体健康的影响

1.确定性效应和随机性效应〔1〕确定性效应和阈剂量受照剂量大于阈剂量，杀死细胞，引起组织器官功能下降，临床上可观察到病症，病症严重程度与受照剂量成正比的效应，称为确定性效应。表1-2.确定性效应阈剂量组织或器官剂量〔Gy〕确定性效应全身0.5呕吐骨髓1.0细胞凋亡生殖腺3.0永久性不育皮肤3.0红斑及脱毛眼晶体5.0白内障肺5.0非致死性肺炎肺10.0死亡甲状腺10.0功能降低，粘液水肿〔2〕随机性效应和剂量—效应无阈模型(LNT)

——随机效应：杀伤细胞，诱发癌症和遗传疾病，发生概率与受照剂量成正比的效应称之为随机效应，假设没有阈剂量。——LNT：由大剂量照射得出的随机效应发生概率与受照剂量成正比的剂量效应线性模型，假设无阈剂量，外推至低剂量照射得出的剂量效应模型，目前仍是制定职业照射剂量限值的根底。图1-5.剂量—效应线性无阈模型〔LNT〕

〔3〕广岛原子弹爆炸幸存者白血病罹患率

与受照剂量的关系

图6各点说明：编号爆心距离受照剂量罹患率〔km〕〔mSv〕〔1/106〕I＞3.0对照273II2.0～3.0平均20mSv92III1.5～2.0平均＞0.5Sv398IV1.5～2.0平均＞0.5Sv398V1.0～1.5平均＞5Sv3746VI＜1.0--12087受照者调查人数62856人，病例59例，调查总人数95819，病例68。图1-6.广岛原子弹爆炸幸存者白血病罹患率与剂量关系

2.事故照射

切尔诺贝利事故：134名救援人员受照剂量＞2.2Gy，三个月内28人死于急性辐射综合征。2.4万名救援者，平均受照剂量100mSv，11.2万名迁离人员，平均受照剂量30mSv，事故发生14年后，未观察到辐射对健康的有害影响。15名现场维护人员每人累计受照剂量已达15Gy，未观察到辐射损伤迹象。福岛事故:福岛县居民第1年受照剂量1.0～7.5mSv〔图1-7〕；救援人员：平均受照剂量〔图1-8〕：25mSv；＞100mSv,149人；＞250mSv，6人；最高680mSv，1人。均未观察到辐射诱发疾患升高病例。

图1-7.福岛事故后福岛县居民受照剂量图1-8.福岛事故救援工人受照剂量

3.氡照射

〔1〕氡的来源和水平世界各国空气中氡平均浓度：室外10，室内40贝可/立方米。中国室外14，室内24贝可/立方米。

图1-9.美国各县室内氡筛查预期平均水平＞148Bq/m374～148Bq/m3＜74Bq/m3。

〔2〕氡照射的剂量效应关系

——人假设长期吸入含成千上万贝可/立方米氡的空气，可诱发吸烟者肺癌罹患率升高。——美国近2000个县，90％以上人口居室内氡浓度与居民肺癌死亡率调查结果显示，居室内氡浓度与居民肺癌罹患率成反比〔图1-9〕。〔20～220贝可/立方米〕图1-10.居民肺癌调整危险度与居室内氡浓度的关系

4.低剂量和低剂量率慢性照射对健康影响

——大剂量照射人体，可引起急性损伤，诱发癌症罹患率升高，假设无阈的线性模型认为，受照剂量无论多低对人体健康均有害，但是：——目前在各类受照人群中，尚未观察到辐射诱发人体遗传效应病例；——在低剂量〔＜200mSv〕和低剂量率〔6mSv/h〕慢性受照人群中，至今未采集到辐射诱发癌症罹患率升高的证据。——人群受照剂量高达数十至上百mSv/a的高本底地区研究，不仅未观察到辐射对健康的有害影响，反而提供了不少辐射有益健康的信息。——众多学者认为：随机效应有阈剂量，低于此剂量照射是平安的。——目前，美国正用数亿美元，重新对LNT的科学性进行评估。——争论还在继续，辐射防护标准仍刻意保守！

第二讲国际辐射防护和辐射源平安根本平安标准〔BSS-2021〕

导言2007年，国际放射防护委员会〔ICRP〕和国际原子能机构〔IAEA〕先后出版了ICRP103号报告书和IAEASF-1?根本平安原那么?，总结了各国执行1996版标准〔BSS-113号〕10余年来所积累的经验和共识，从2021年开始进行修订，经反复征求意见和修改，2021年出版了BSS-2021〔暂行版〕，2021年正式出版了?国际辐射防护和辐射源平安根本平安标准?〔BSS-2021〕。本讲就?国际辐射防护和辐射源平安根本平安标准?〔BSS-2021〕新增加的要点做一简要介绍。

一IAEA辐射防护平安标准体系

SF-1根本平安原那么〔平安根本法那么〕GSRS根本平安要求〔适用于所有设施和活动〕SSRS具体平安要求〔适用于具体设施和活动〕GSGS一般平安导那么〔适用于所有设施和活动〕SSGS具体平安导那么〔适用于具体设施和活动〕

图2-1.IAEA辐射防护标准体系平安根本法那么—阐述防护和平安的根本平安目标和原那么，为平安要求提供依据。平安要求—为确保现在和将来、人类与环境免受电离辐射危害所必须满足的各项要求。平安导那么—就如何遵守平安要求提出建议和指导性意见，介绍国际良好实践，反映最正确实践技术。

二适用于医用电离辐射防护的IAEA主要标准

表2-1.IAEA相关标准目录标准编号标准名称备注SF-1-2007根本平安原那么平安根本法那么GSRPart1-2021促进平安的政府、法律和监管框架一般平安要求GSRPart3-2021国际辐射防护和辐射源平安根本平安标准一般平安要求GSRPart4-2021设施和活动的平安评定一般平安要求GSRPart5-2021放射性废物的处置前管理一般平安要求GSRPart6-2021设施的退役一般平安要求GS-R-3-2006*设施和活动的管理系统一般平安要求RS-G-1.5-2005电离辐射医疗照射的辐射防护平安导那么

三BSS-2021标准

1.BSS-2021标准的结构。

表2-2.BSS-2021标准结构职业照射公众照射医疗照射方案第二局部〔1～5〕第二局部〔1～5〕第二局部〔1～5〕照射第三局部〔6～18〕第三局部〔6～18〕第三局部〔6～18〕情况〔19～28〕〔29～33〕〔34～42〕应急第二局部〔1～5〕第二局部〔1～5〕不适用照射第四局部(43)第四局部(43)情况(45,46)(44)现存第二局部〔1～5〕第二局部〔1～5〕不适用照射第五局部(47)第五局部(47)情况(52)(48～51)

三BSS-2021标准

2.BSS-2021标准主要变化

〔1〕法律和政府框架BSS—1996标准，关于法律和政府职能的要求，仅在前言中提及，没有形成正式文本要求。BSS—2021标准，针对三种照射情况和三类照射，对国家法规框架和政府职责做出了明确规定，概括如下：——政府应负责建立并保持防护辐射危险的法律，法规和组织框架;并建立一个独立的监管机构组织和催促实施；——监管机构应负责建立或采纳防护与平安法规和标准，并建立一个系统，确保其实施;——对设施和辐射源运行负责人者，许可证持有者，注册者及其他相关方，有责任确保全面的防护与平安，制定、实施防护与平安方案，并将防护与平安纳入全面管理体系。

2.BSS-2021标准的主要变化

〔2〕辐射防护优化

辐射设施运行和活动开展的辐射防护，既要实现与源的强度和照射可能性及危害程度相称，又不过度限制其有益应用，对设施的运行和活动的开展寿期的全过程实施优化分级评价、监督、管理和控制，确保防护与平安到达最高平安水平。

图2-2.设施和活动的分级监管2.BSS-2021标准的主要变化

〔3〕豁免和解控豁免(解控)剂量：人工核素r照射10µS/a；天然放射性核素r照射1mSv/a;氡及其子体照射10mSv/a。豁免〔解控〕活度浓度：表I.I.列出小宗物料活度浓度。I.II.列出不计量多少物料活度浓度。表I.III.列出不计量物料天然铀钍系每个核素活度浓度:＜1Bq/g，钾-40活度浓度：＜10Bq/g。排除：人体中钾-40，地面宇宙射线照射。

2.BSS-2021标准的主要变化

〔4〕剂量限值、剂量约束值和参考水平

——剂量限值和剂量约束与参考水平剂量限值剂量约束和参考水平方案照射监管的所有源所有照射情况的单个源

2.BSS-2021标准的主要变化

〔4〕剂量限值、剂量约束值和参考水平

——参考水平与行动水平

参考水平行动水平高于限值

不允许出现

采取干预行动低于限值

优化防护

不采取干预行动

2.BSS-2021标准的主要变化

〔5〕剂量限值、剂量约束和参考水平适用

照射情况职业照射公众照射医疗照射方案照射剂量限值〔20mSv/a〕剂量约束参考水平剂量约束〔1-5nSv/a〕参考水平剂量约束

应急照射参考水平〔20-100mSv/a〕参考水平〔1-20mSv/a〕剂量约束现存照射参考水平〔1-20mSv/a〕公众照射〔1-10mSv/a〕方案照射职业照射剂量限值：眼睛体：成年人150mSv/a→20mSv/a〔50mSv/a〕；16-18岁：50mSv/a→20mSv/a.其它：未变应急照射参考水平：个体救援人员:＜500mSv/a;救援群体人均＜100mSv/a。

2.BSS-2021标准的主要变化

〔6〕医疗照射防护新增加要求。

——剂量限值、剂量约束值和参考水平适用诊疗“指导水平〞改为“参考水平〞。剂量限值:职业照射者。参考水平：诊疗患者。剂量约束值：照料者、抚慰者，自愿者。公众等，2.BSS-2021标准的主要变化

〔6〕医疗照射防护新增要求。——患者剂量测量放射诊断程序和普通程序患者的典型剂量；图像引导介入程序患者典型剂量；放射治疗患者方案靶体积和相关组织或器官吸收剂量；非密封源治疗患者典型剂量。

2.BSS-2021标准的主要变化

〔6〕医疗照射防护新增要求。

——接受放射药物治疗患者出院前的公众防护患者体内放射性活度致家庭和公众成员的剂量应低于它们的剂量约束规定；应向患者监护人和相关人员提供优化防护和辐射危害的相关信息。2.BSS-2021标准的主要变化

〔7〕应急照射情况参考水平表2-3.应急照射参考水平

确定效应器官或组织r外照射内照射＜10小时30天红骨髓1.0Gy2.0Gy(Z＜90)0.2Gy(Z≥90)胎儿0.1Gy0.1Gy皮肤〔0.5cm〕25Gy

随机效应H甲状腺50mSv＜7天，碘阻断E100mSv＜7天，1月，1年。H胎儿100mSv＜7天，胎期，1年2.BSS-2021标准的主要变化

〔8〕现存照射——范围残留放射性物质所致区域引起的照射；天然源引起的照射；由上述两类源所致食品、饲料、饮用水、农用肥料、土壤改进剂和建筑材料引起的照射。氡-222和氡-220及其子体引起的照射。宇宙射线对空勤人员和宇航员的照射。——参考水平：剂量：1mSv/a〔r外照射〕氡-222：居室＜300Bq/m3。工作场所＜1000Bq/m3。铀钍系每个核素：＜1Bq/g.第三讲

医用X射线诊断受检者辐射防护优化方法导言

X射线的发现和在医疗诊断中的应用，不断改善着人类的保健水平，给人类健康带来巨大利益，但也使得医疗照射成为电离辐射致公众照射剂量的重要组成局部〔20～50%〕，随着社会进步和人口老龄趋势的日益明显，公众受医疗照剂量，正以每年7～8%的速度攀升，有可能给人类健康带来一定风险，应引起高度关注！

第三讲医用X射线诊断受检者辐射防护优化方法

什么是医疗照射？进行医疗、牙科诊断或治疗的患者、照料者和抚慰者以及作为生物医学研究的一局部接受照射的志愿者受到的照射。

二.优化X射线诊断受检者辐射防护方法

1.初级X射线束过滤〔1〕过滤片厚度与入射皮肤剂量表3-1.X射线经不同厚度铝片过滤后照射皮肤剂量铝过滤片60kVpX射线照射入射皮肤剂量受照剂量降低〔mm〕〔mGy〕〔%〕无23.8——0.518.5231.012.7473.04.780

1.初级X射线束过滤

〔2〕X射线能量与过滤片半值层〔HVL〕厚度

表3-2.不同能量〔kVp〕X射线半值层〔HVL〕厚度kVp铝HVL厚度〔mm〕300.3501.2701.5902.51103.0

1.初级X射线束过滤

〔3〕常用过滤片

表3-3.

常用过滤片X射线管乳房摄像X射线管

＜50kVp＞0.5mmAL＞30μmMo过滤

50～70kVp＞1.5mmAL或＞60μmRh过滤

＞70kVp＞2.2mmAL

儿科0.2mm铜

1.初级X射线过滤

〔4〕X光机的初级射线固有和附加过滤器

X光机机头内装X射线管的玻璃外壳，靶阳极环绕油浴和窗口是初级X射线的固有过滤器，相当于0.5-～1.0毫米铝当量。X光机的准直器亦属附加过滤器，一般相当于1mm铝当量。图3-1.X射线束路径图阳极射出X射线→油浴→玻璃真空管→铅套胶木孔→附加过滤器→准直反光镜→限束器。1.初级X射线过滤

〔5〕添加附加过滤器

不同受检者或不同受检组织，X光机固有过滤器和准直器附加过滤器厚度，有时不能满足优化防护要求，需添加附加过滤器。放射师可在图3-2所示位置添加附加过滤器。

图3-2.添加附加过滤器操作放射师可在球管室准直器处，调整添加附加过滤器，并定期检查，以确保所选过滤器不低于1.0mm铝当量。

1.初级X射束线过滤

〔6〕初级X射线过滤用复合过滤器

常用的复合过滤器有：楔形过滤器〔图3-3〕、槽式过滤器、CT用蝶形过滤器、K边过滤器和托雷乌斯过滤器等。

图3-3.复合过滤器应用应用复合过滤器可减少跨不同厚度密度组织曝光摄像次数。如，全脊柱系统侧凸摄像，正确使用复合过滤器，可防止重复曝光摄像；复合过滤器补偿颈椎和腰椎之间的密度差异，使之勿需两次曝光摄像，可降低受检者照射剂量。

2.合理选择mAs、kVp技术参数

mAs和kVp是X光机的两个重要技术参数，放射师合理选择这两个技术指标，是确保诊断影像质量，减少病人受照剂量的又一项优化防护措施。50/15规那么。即mAs降低50