《放射物理与辐射防护》课程教学大纲

《放射物理与辐射防护》教学大纲课程名称：放射物理与辐射防护英文名称：RadiationPhysicsandProtection课程编号：F088122211学分：2总学时/课内实践学时：36/8课程性质：必修课程开课单位：临床医学院影像学教研室适应对象：医学影像技术专业（四年制本科）一、课程简介《放射物理与辐射防护》是医学影像技术专业的重要专业基础课之一，其教学任务是为后续专业课及继续教育课程奠定必要的基础。本课程教学内容涵盖了学生在未来工作、学习所需要的影像物理、核医学物理、放射治疗剂量学基础以及医疗照射的辐射防护学知识。本课程涉及内容广泛，课时适中，原则上根据高等医学专业教育的培养目标，合理选择讲授内容，内容的广度及深度合理结合，重点章节适当补充深入讲解，从物理机制深层剖析，并注重理论与实践相结合，充分发挥学生的主动学习能力，配合实验教学和见习加深理论理解。学生通过课内讲解与课外自学的方式学习。二、课程目标1、提高放射物理基础及辐射防护专业知识水平，提高专业素养，规范专业操作技术，成为国家建设与发展需要的栋梁人才。2、掌握基本的放射物理学方面的基础知识，放射物理学是从物理的角度阐述放射线的发生、性质及物质作用的规律。这部分知识要保证理论知识系统，有一定的理论基础，并能学以致用。 3、熟悉射线与物质的相互作用，掌握射线的性质及作用方式，探讨射线的生物效应，从物理学及医学角度了解射线与人体的相互作用,并为防护打下理论基础。4、了解基础的防护学知识、常用的射线屏蔽防护标准与要求、屏蔽防护的材料、方法等，使学生建立基本的防护理论体系，能够在工作岗位上理论联系实际。三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对计算机科学与技术专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1：课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求：掌握放射物理基础、放射线与物质的相互作用、放射线的测量，放射线防护的基本方法和基本材料。2、3、4毕业要求2：能力要求：具备从事放射性相关工作的基本素质和基本能力，掌握放射线造成损伤的基本原理2、3毕业要求3：能力要求：能够对常见辐射进行基本的辐射防护，正确合理使用防护器材4毕业要求4：素质要求：遵纪守法，热爱祖国，忠于人民，具有创新思维、强健的体魄，达到大学生体质健康标准,愿为祖国卫生事业的发展和人类身心健康奋斗终生。1毕业要求5：素质要求：具有人道主义精神；树立终身学习的观念，不断追求卓越。1四、课程教学安排课程共有12项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1物质结构职业教育和爱国教育222核衰变科学精神培养223X线的产生科学精神培养2244X（γ）射线与物质的相互作用科学精神培养225X（γ）线在物质中的衰减科学精神培养226常用的辐射量和单位科学精神培养447放射线的测量科学精神培养2248放射治疗剂量学科学精神培养449放射线对人体的影响科学精神培养2210放射防护法规与标准科学精神培养2211放射线的屏蔽防护科学精神培养22412医疗照射的辐射防护科学精神教育224合计28836教学安排第一章物质结构教学要求：掌握卢瑟福的α粒子散射实验的现象及重要意义；玻尔理论的基本假设；原子核结构，熟悉核外电子结构，了解核磁矩在外磁场中的进动；核磁共振现象及核自旋弛豫；磁共振现象的医学应用重点难点：原子核外的电子结构、原子核能级、核磁共振现象原理与应用思政元素：通过讲授原子及核外电子的基本结构和基础理论，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：一、原子结构1关于原子结构的模型：汤姆逊模型、卢瑟福核式模型、玻尔模型（重点）2玻尔理论3核外电子的结构 二、原子核结构1、原子核组成2、原子核结合能3、原子核能级4、原子核自旋与核磁矩三、磁共振1、核磁矩在静磁场中的进动2、磁共振现象3、核自旋弛豫四、磁共振现象的医学应用1、核磁共振波谱分析技术2、磁共振成像技术第二章核衰变教学要求：掌握放射性核素衰变类型、衰变规律，熟悉α衰变、β衰变及γ衰变过程，了解放射性核素衰变统计规律及核医学常用放射性核素及其产生。重点难点：放射性核素衰变类型、衰变规律思政元素：讲授各种放射性核素的衰变规律，培养学生科学精神，激发学生爱国情怀。教学内容：放射性核素衰变类型α衰变Β衰变Γ衰变和内转换原子核的衰变规律衰变规律衰变平衡放射性核素衰变的统计核衰变的统计规律泊松分布与正态分布医用放射性核素的生产与制备放射治疗常用放射性核素及其产生核医学常用放射性核素及其产生反射性核素的临床应用放射性核素在肿瘤放射治疗中的应用放射性核素在核医学检查中的应用第三章X线的产生教学要求：.掌握X线的发现、本质与特性，X线的产生条件与装置，X线的产生原理、量与质、产生效率。熟悉X线强度的空间分布，电子与物质的相互作用。重点难点：X线的本质及特性、电子与物质的相互作用、X线强度的空间分布思政元素：通过讲授X射线产生的基本原理和基础理论，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：X线的发现X线的本质与特性X线的本质X线的基本特性X线的产生条件与装置X线的产生条件X线的发生装置四、X线的产生原理1、电子与物质的相互作用2、两种X线的产生原理五、X线的量与质1、概念及其表示方法2、影响X线量和质的因素六、X线的产生效率七、X线强度的空间分布第四章X（γ）射线物质的相互作用教学要求：掌握:X（γ）射线与物质相互作用规律，光电效应、康普顿效应、电子对效应发生机制。熟悉X射线与组织的相互作用；了解各种效应发生几率及对影像质量、辐射剂量的影响；诊断放射学中光电效应的利弊。X（γ）射线与物质作用规律在射线诊断、屏蔽防护中的应用。重点难点：X线与物质相互作用的机制思政元素：通过讲授X射线与物质相互作用的规律，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：概述X线与物质相互作用的几率射线的衰减能量转移和吸收X线与物质相互作用的主要过程光电效应康普顿效应电子对效应X线与物质相互作用的其他过程相干散射光核作用各种作用发生的几率Z和hv与三种基本作用的关系诊断放射学中各种基本作用发生的相对几率X（γ）射线在物质中的衰减教学要求：熟悉和掌握单能和连续X线在物质中的衰减规律，以及影响X线衰减的因素，了解X线机滤过对图像质量的影响重点难点：影响X线衰减的因素、物质的衰减规律思政元素：通过讲授X射线在物质当中的衰减规律，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：单能X线在物质中的衰减规律窄束X线在物质中的衰减规律宽束X线在物质中的衰减规律连续X线在物质中的衰减规律连续X线在物质中的衰减特点影响X线衰减的因素X线的滤过诊断放射学中X线的衰减人体的构成元素和组织密度X线通过人体的衰减规律X线的临床应用常规X线摄影技术数字化X线成像技术介入放射技术计算机断层成像技术利用X线的肿瘤放射治疗技术常用的辐射量和单位教学要求：熟悉和掌握照射量、比释动能、吸收剂量定义以及三者之间的关系和区别，了解当量剂量和有效剂量定义、集体当量剂量和集体有效剂量、待积当量剂量和待积有效剂量重点难点：比释动能、吸收剂量和照射量之间的关系和区别、当量剂量、有效剂量思政元素：通过讲授常用的辐射量和单位，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：描述电离辐射的常用辐射量和单位描述辐射场性质的量照射量比释动能吸收剂量吸收剂量、比释动能及照射量之间的关系和区别辐射防护中使用的辐射量和单位当量剂量有效剂量吸收剂量的蒙特卡洛计算集体当量剂量和集体有效剂量待积当量剂量和待积有效剂量放射线的测量教学要求：熟悉和掌握照射量、吸收剂量的测量方法及原理。射线质的测定，医用影像检查中辐射剂量的评估。重点难点：照射量、吸收剂量的测量方法及原理思政元素：通过讲授放射线的测量方法和基本原理，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：照射量的测量自由空气电离室实用型电离室电离电荷测量电流吸收剂量的测量吸收剂量的基本测量法电离室测量法吸收剂量的其他测量方法射线质的测定1、400KV以下X线质的测定2、高能X线能量的测定高能电子束能量的测定医用影像检查技术的辐射剂量学评价X线摄影与X线透视检查技术辐射剂量学评价CT检查的辐射剂量学评价核医学检查的剂量学评价放射治疗剂量学教学要求：掌握兆伏级光子射线及电子射线的百分深度剂量曲线的特征和相关参数，TAR,TMR定义和测量方法。熟悉近距离照射及外照射的不同治疗技术及其使用范围及特点。了解放射治疗计划的基本设计理念和基本评估方法。重点难点：放射治疗常用治疗设备、高能X线射野剂量学、高能电子射线射野剂量学思政元素：通过讲授常用放射治疗中常用的剂量学，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：放射源和放射治疗设备放射治疗常用的放射源及照射方式放射治疗常用的放射性核素放射治疗常用的治疗设备放射治疗技术高能X线射野剂量学体膜百分深度剂量组织空气比组织最大剂量比等剂量分布与射野离轴比楔形射野及剂量分布人体曲面和不均匀组织的修正输出剂量的计算方法和实例高能电子射线射野剂量学高能电子射线束的产生及物理特性电子线等剂量曲线的分布电子线射野的均匀性和半影电子线射野的均匀性和半影高能电子线输出剂量的半影近距离照射剂量学近距离照射剂量学的基本特点及其剂量分布腔内照射剂量学组织间照射剂量学粒子植入照射剂量学放射治疗计划设计的基本剂量学原则放射治疗计划的设计放射治疗计划的评估与验证放射线对人体的影响教学要求：掌握放射生物学基础，辐射生物学效应分类熟悉影响辐射损伤的因素。重点难点：放射生物学基础、辐射生物学效应分类思政元素：通过讲授生物效应的基本原理及相关影响因素，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：放射线的生物学效应放射生物学基础辐射生物学效应分类胎儿出生前受照效应皮肤效应影响辐射损伤的因素与电离辐射有关的因素与机体有关的因素环境因素放射防护法规与标准教学要求：掌握标准的定义，标准的特点；国际及我国电离辐射防护和辐射安全的基本安全标准。熟悉我国现行的放射卫生法律、法规中与影像诊断工作相关的条款；辐射的危险概率的估计、防护体系。了解我国现行的放射卫生法律、法规；放射防护法规与标准的贯彻实施。重点难点：医用放射防护标准，我国现行放射防护标准思政元素：通过讲授放射防护的法规与标准，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：放射防护法规放射防护标准标准的概念标准的发展医用放射防护标准放射防护标准介绍国际电离辐射防护基本安全标准简介国际电离辐射防护和辐射安全的基本安全标准我国现行放射防护标准放射防护法规与标准的贯彻实施放射工作单位自主管理卫生行政部门监督管理放射线的屏蔽防护教学要求：掌握外照射防护和内照射防护的基本方法，熟悉常用屏蔽防护材料，了解屏蔽厚度的计算。重点难点：外照射防护的基本方法，内照射防护的基本方法、常用屏蔽防护材料思政元素：通过讲授放射线防护的基本原则和方法，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：辐射防护的基本方法外照射防护的基本方法内照射防护的基本方法射线屏蔽材料对屏蔽材料的要求常用屏蔽防护材料射线屏蔽厚度的确定方法确定屏蔽厚度的依据屏蔽厚度的计算医疗照射的辐射防护教学要求：掌握辐射防护的目的、辐射防护的三原则及其含义；诊断X射线辐射防护安全操作的要求，尤其是妇女和儿童X射线检查的防护；医用电子直线加速器、医用γ照射远距离治疗的辐射防护要求。熟悉诊断X射线机、CT机的辐射防护性能及防护设施的要求；外照射放射治疗中对患者的防护；临床核医学场所和放射性药物操作的辐射防护要求。了解辐射防护监测的目的和内容；医疗照射的辐射防护管理。重点难点：辐射防护原则，医用诊断X线的防护，肿瘤放射治疗的辐射防护，核医学检查的辐射防护，辐射防护监测思政元素：通过讲授不同医疗照射手段的防护要求及管理，培养学生科学精神，树立终身学习的观念，不断追求卓越。教学内容：医用诊断X线的防护辐射防护原则诊断X线机防护性能的要求X线计算机断层摄影(CT机）辐射防护要求辐射防护设施医用X线诊断防护安全操作要求CT操作中的辐射防护要求介入放射学操作中的辐射防护要求妇女X线检查的防护儿童X线检查的防护肿瘤放射治疗的辐射防护医用电子直线加速器的辐射防护医用γ射线外照射治疗的辐射防护外照射放射治疗中对患者的防护核医学检查的辐射防护临床核医学场所的辐射防护要求放射性药物操作的辐射防护要求临床核医学治疗的辐射防护要求辐射防护监测场所辐射防护监测个人剂量监测医疗照射的辐射防护管理辐射防护管理机构放射性工作申请许可制度辐射防护管理内容五、课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1实验X线特性的验证熟悉2实验X线半价层的测量熟悉3实验X线机输出量的测量了解4实验透视X线机防护区照射量率的测量了解5实验X线屏蔽材料铅当量的测量了解6实验介入放射学辐射剂量学测量掌握7实验CT剂量学指数测量及评价掌握8实验加速器机房外周围剂量当量率测量及评价掌握六、课程考核