电离辐射与非电离辐射医学幻灯片

物理性有害因素及其对健康的影响 电离辐射及其健康危害,一.基础知识 1.概念 量子能量12eV的能引起物质电离的辐射称为电离辐射 2.举例 射线，射线，射线，射线，中子，质子等,电离辐射及其粒子,3. 常用电离辐射单位（自学） 放射性活度A=dN/dt 1Bq=2.70310-11Ci 表示放射源的强弱，即物体中放射性核素多少 照射量X=dQ/dm C/kg R 表示辐射场强弱，即空间X射线或射线强弱 只能用于X射线或射线 吸收剂量D=dE/dm 1Gy=100rad 表示被照介质吸收辐射能量的大小 用于任何物质对任何一种辐射能量的吸收,剂量当量H=DQN 1Sv=100rem 衡量不同类型电离辐射的生物效应 辐射防护专用 经辐射品质和照射条件因数加权修正后的吸收剂量 D：吸收剂量 Q：品质因数 X、射线，电子射线 1 能量未知的中子、质子射线，静止质量大于1amu的单电荷粒子 10 能量未知的粒子、多电荷粒子、电荷数未知的粒子 20 N：照射条件影响因数，暂定N=1,二.接触机会 1.核工业系统 2.射线发生器的生产使用 医疗场所的电离辐射* 3.放射性核素的生产使用 医疗场所的电离辐射* 4.天然放射性核素伴生或共生矿生产,三.电离辐射对人体的作用方式 1.外照射 辐射源在人体之外 特点 脱离或远离辐射源，辐射作用即停止 远全身照射 近局部照射 2.内照射 放射性核素经呼吸道、消化道、皮肤和注射途径进入体内，对机体产生持续性作用 持续作用直至排出体外，或经10个以上半衰期蜕变，才可忽略不计,3.放射性核素体表沾染 放射性核素沾染皮肤或粘膜 局部外照射 或吸收成为内照射 4.复合照射 放射复合烧伤（两种以上放射损伤） 放射复合创伤（放射与非放射创伤）,四.辐射的影响因素 1.辐射有关因素 辐射的物理特性 穿透力 、射线、中子、高能粒子 强大的贯穿辐射作用，穿透至组织深部或整个人体组织 多以外照射形式引起急性效应 电离密度 、射线穿透力较小，但电离密度大，一旦进入体内，辐射损伤较严重 多以内照射形式引起远期效应,剂量与剂量率 随机效应的发生概率随剂量增加而增加 确定效应的发生概率在阈值以上也随剂量增加而升高 剂量率=单位时间内机体所接受的照射剂量 剂量率越大，则效应发生率也越大，程度也越严重 特别是剂量率介于0.1Gy/h1Gy/min之间时 照射部位 辐射敏感性 腹部盆腔头部胸部四肢,照射面积 照射面积越大，则生物学效应越严重 同样的照射量，局部照射作用不明显，但全身接受照射面积达1/3，则可产生明显的辐射效应 次数 每次照射后机体存在对损伤的修复作用 同样效应，分次照射所需剂量比单次照射所需剂量高 或总剂量相同，单次照射的效应比分次照射严重 辐射品质 高LET辐射(n、)的生物效应低 LET辐射(X、),2.机体因素 一般来说，辐射易感性与细胞分裂活动成正比，与分化程度成反比 淋巴细胞和卵母细胞则例外，对辐射相当敏感 辐射易感性DNA含量 辐射易感性与细胞间期染色体体积(DNA含量)成正比 辐射易感性细胞周期 细胞增殖周期不同，辐射易感性也不同，以DNA合成期易感性最高,组织易感性 淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺和胚胎 （高度易感，重点防护） 神经、肌肉、骨等结缔组织易感性较低 易感性由高至低： 1.淋巴细胞；2.原红细胞；3.髓细胞；4.骨髓巨核细胞；5.精细胞；6.卵细胞；7.空肠与回肠的腺窝细胞；8.皮肤及器官的上皮细胞；9.眼晶状体的上皮细胞；10.软骨细胞；11.骨母细胞；12.血管内皮细胞；13.腺上皮细胞；14.肝细胞；15.肾小管上皮细胞；16.神经胶质细胞；17.神经细胞；18.肺上皮细胞；19.肌细胞；20.结缔组织细胞；21.骨细胞,机体各种细胞对辐射的敏感性（按细胞形态学改变）,五.电离辐射效应分类 按剂量-效应关系分类 ICRP(国际放射防护委员会) 随机效应stochastic effects 指致癌效应、遗传损伤效应等 该效应的发生概率与剂量大小有关(放射剂量越大，癌症发生率越高) 损伤程度与剂量无关(一旦启动致癌/遗传效应，该效应有自身的发展规律) 不存在损伤效应的剂量阈值(只要有照射，即使剂量再低，仍会致癌),确定效应deterministic effects 指急慢性放射病、放射性白内障、放射性皮肤损伤、放射性生育障碍等，当辐射剂量超过一定阈值时，损伤效应发生概率将急剧增高，且损伤的严重程度也随剂量加大而加重 有损伤阈值，阈值以下相对安全 这种区分有利于辐射防护标准的制定和采取不同的防护策略,按效应发生的不同个体（空间特点）分类 躯体效应（整体效应、局部效应） 遗传效应 胚胎效应 按效应出现的时间规律分类 近期效应（急性效应、慢性效应） 远期效应,电离辐射损伤效应分类,六.电离辐射对机体的作用 1.辐射作用的物理过程 带电粒子 、 、p等穿入机体时，不断使其路径周围的原子发生电离和激发，产生许多离子对，本身逐渐损失能量，直到耗尽多余的能量为止 线能量转移(LET, Linear Energy Transfer) 带电粒子在其路径单位长度上所消耗于电离和激发的能量。粒子LET值越大，对生物大分子的破坏作用越大 低LET辐射(LET3.5KeV/m) 、e射线 高LET辐射(LET 3.5KeV/m) 、p射线,非带电粒子 、n 等虽不能直接使物质发生电离，但在穿透组织时，可与物质的电子或原子核相碰，一次将能量全部或部分地传递给被碰撞粒子，生成次级带电粒子。次级带电粒子再使其周围原子电离与激发 低LET辐射、与组织作用，主要产生次级电子 高LET辐射n与组织作用，主要产生反冲质子,2.辐射生物效应的机理 直接作用 辐射粒子一部分打到生物大分子(DNA、RNA、蛋白质等)上，直接使其受到损伤(电离、激发或化学键断裂) 间接作用 辐射粒子的另一部分先引起水分子电离，生成各种自由基和活性分子(H、OH、H2O2、H2O+等)，继而作用于生物大分子，引起损伤,损伤结局 严重损伤细胞死亡 修复损伤、再生、代偿细胞存活 异常修复(基因突变、染色体畸变等) 发生在体细胞癌症 发生在生殖细胞遗传损伤效应 应对(适应)作用刺激效应 繁殖与修复功能 免疫增强效应 体内激素平衡改变等,七.电离辐射对机体的损伤效应 (一)放射病 1.概念 一定剂量的电离辐射作用于人体所引起的全身性或局部性放射损伤,2.外照射急性放射病 概念 一次或短时间(数日)内受到多次全身照射，吸收剂量达到1Gy以上 多见于事故性照射和核爆炸 病程 初期、假愈期、极期和恢复期 有明显的时相性,临床表现及类型 骨髓型(110Gy) 最为多见 主要引起骨髓造血系统损伤 表现为白细胞数减少、感染性出血。口咽部感染灶最为明显 胃肠型(1050Gy) 表现为频繁呕吐、腹泻，水样便或血水便，并常发生肠麻痹、肠套叠、肠梗阻等 脑型(50Gy) 受照后病人短时间出现精神萎靡，很快转为意识障碍、共济失调、抽搐、躁动和休克,诊断 GBZ104-2002外照射急性放射病诊断标准 治疗原则 消毒隔离 抗感染 抗出血 全身支持治疗,3.外照射亚急性放射病 概念 较长时间(数周到数月)内连续或间断较大剂量外照射，累积剂量1Gy 临床表现造血功能障碍 造血组织破坏、萎缩、再生障碍 骨髓细胞异常增生 骨髓纤维化,诊断 GBZ99-2002外照射亚急性放射病诊断标准 治疗原则 保护和促进造血功能恢复，改善全身状况，预防感染和出血等并发症,4.外照射慢性放射病 概念 放射工作人员在较长时间内连续或间断受到超剂量当量限值(0.05Sv)的外照射，累积剂量当量达到 1.5Sv以上所引起的以造血组织损伤为主，并伴有其它系统改变的全身性疾病,临床表现 神经衰弱综合征 造血系统改变 消化功能障碍 生育功能损伤等 外周血： WBC先后 WBC进行性下降辐射损伤最早变化之一 PLT RBC ,淋巴细胞染色体畸变特点： 断片为主 双着丝点加环不伴断片 染色体畸变率和畸变细胞率相等 稳定性畸变(臂间倒位、易位)增加 畸变率与剂量的关系不明显 外周血淋巴细胞染色体畸变率是辐射效应的灵敏指标,骨髓象： 增生活跃 增生低下 粒细胞系统成熟障碍 骨髓造血系统的增生程度是外照射慢性放射病诊断的主要依据,诊断 GBZ105-2002外照射慢性放射病诊断标准 原则： 接触超剂量当量限值射线职业史 有接触射线的剂量记录 症状和体征 阳性实验室检查结果 结合既往体检情况，排除其它疾病等 治疗原则 脱离 恢复造血功能 随访,5.内照射放射病 大量放射性核素进入体内而引起的全身性疾病 吸收 临床放射性核素内污染，超过其自然存量 其它经口（饮食） 经呼吸道（气态、气溶胶） 经皮（气态、可溶性 破损）,特点 持续作用 新旧反应同时并存 或损伤与修复同时并存 无典型分期表现 损伤明显 骨骼、网状内皮系统、肝、肾、甲状腺等损伤 铀引起的损伤以化学毒性为主 强化学毒性 + 弱放射性 可造成远期效应,诊断 GBZ96-2002内照射放射病诊断标准 职业史、临床表现 实验室检查 1）核素沉积器官功能检查 2）体内放射性核素测定 现场污染水平 呼出气、排出物(痰、尿、粪)、血液等放射性定性和定量测定 体外全身放射性测量等,治疗 一般治疗 减少吸收 加速排出 络合剂（喷替酸钙钠、喹胺酸等） 靶器官损伤 对症治疗,6.放射性复合伤 概念 核武器爆炸、核事故时，人体同时或相继发生以放射损伤为主的复合烧伤、冲击伤等 分类 放烧冲复合伤 放烧复合伤 放冲复合伤 烧冲复合伤,放烧冲复合伤特点 死亡率高，活存时间短 病程短，症状出现早 休克多见 感染难以控制 造血组织破坏严重 烧伤和创伤愈合困难等,诊断 GBZ102-2002放冲复合伤诊断标准 GBZ103-2002放烧复合伤诊断标准 个体受照剂量 现场放射性污染水平监测 伤后一天 CK、AST、BUN、CPCO2,治疗 急救（止血、包扎、骨折固定和防休克、防窒息等） 减少吸收（纱布或棉花填塞伤口后包扎） 转移 尽早手术(极期前)、少用全身麻醉、延长固定治疗时间 抗放措施 一般措施(抗感染、抗出血、保护和改善造血功能等),7.放射性皮肤损伤 分类 急性 急性放射性皮炎、急性放射性皮肤、粘膜溃疡等 慢性 慢性放射性皮炎、慢性放射性皮肤、粘膜溃疡等 急性放射性皮肤损伤迁延而来 急性放射性皮肤损伤分期 初期 假愈期 极期 恢复期,初期 受照后数小时到数天 红斑/水肿/瘙痒/刺痛/触痛/麻木感/灼热感等 假愈期 此期症状消失 剂量越大，假愈期越短,极期 I 脱毛 II 红斑 III 水泡 IV 溃疡 恢复期 数月数年,急性放射性皮肤损伤分度诊断标准,慢性放射性皮肤损伤慢性放射性皮肤损伤分度诊断标准,诊断 GBZ106-2002放射性皮肤疾病诊断标准,治疗 尽快脱离，清除沾染，避免再受照射 局部保护，避免各种刺激 支持治疗 增加营养、活血化瘀、改善微循环 对症处理 烧灼感（苯海拉明软膏、薄荷粉等） 预防感染 镇静、止痛等 手术治疗 长期不愈的溃疡，突起的角质增生，癌前病变或恶性变,(二)电离辐射远后效应 1.概念 受照射后几个月、几年、几十年或直至终生才发生的慢性效应 包括 受照者本人的躯体效应 肿瘤、血液系统疾病等 受照者后代的遗传效应,2.诱发恶性肿瘤 白血病 日本原子弹爆炸幸存者 发病率较高、潜伏期短，且诱发剂量低 支气管肺癌 氡及其子体、铀 未分化小细胞肺癌较多 燕麦细胞癌，恶性度高、生长快，易转移 与吸烟的联合作用,乳腺癌 青年妇女0.1Gy 甲状腺癌 骨肉瘤 皮肤癌(线慢性放射性皮炎基础上部分皮肤癌变) 辐射致癌无很强的特异性,3.其它远后效应 血液系统损伤 再生障碍性贫血、白血病 寿命缩短 胚胎效应和遗传效应 先天畸形、流产、死产和不育 胚胎植入前期受照，出生前死亡率 器官形成期受照，畸形率 胎儿期受照，畸形率和新生儿死亡率都下降，但小头症、智力迟钝等发育障碍白血病等癌症,八.辐射卫生防护 1.目标 防止对健康危害的确定效应 尽可能减少随机效应的发生率 照射量控制在可接受的安全水平,2.法规 放射防护规定（UDC614.898.5GB8703-88） 包括 建立辐射限制体系 辐射照射控制措施 放射性废物处理 放射性物质安全运输 辐射设施单位选址 辐射监测 辐射事故管理 辐射防护评价 辐射工作人员健康监护,3.辐射防护的要点 辐射防护三原则 任何照射须有正当理由（利弊） 辐射防护最优化 避免一切不必要的照射，使一切必要的照射保持在合理的并可达到目的的最低水平 遵守个人剂量当量限值的规定 放射工作人员全身均匀照射，年剂量不应超过50mSv，工作50年累积剂量最多不超过2.5Sv，将不至于引起寿命缩短,外照射防护 屏蔽防护 、射线铅、铁、混凝土和砖石 射线铝、有机玻璃、塑料 中子先慢化（石蜡、硼酸和水等） 再屏蔽派生的射线（铅、铁等） 距离防护 与辐射源保持一定的安全距离 时间防护 合理的工作时间,2.内照射防护 防止核素进入机体内、防止核素向外逸散,第七章 物理性有害因素及其对健康的影响 第六节 非电离辐射及其健康危害,一.概念 1.电磁辐射 电离辐射 非电离辐射 2.非电离辐射 量子能量超短波短波中长波 微波段以厘米波危害最大 功率密度相同时脉冲波作用大于连续波,对健康的影响 #高频电磁场 神经系统 神经衰弱综合症、自主神经功能紊乱 心血管系统 心电图 窦性心动过缓或窦性心律不齐 生殖功能 女工 月经周期紊乱 男工 性功能减退,#微波 神经系统 神经衰弱综合症、脑电图改变（波、Q波） 心血管系统 植物神经功能紊乱 副交感反应占优势者居多（较具特征） 心悸胸闷、心前区疼痛、血压下降 心电图 心动过缓或心律不齐、右束支传导阻滞 T波平坦或倒置，或ST段压低,眼 晶状体点状或小片状混浊 白内障（微波加速晶状体自然老化过程） 造血系统 白细胞缓慢下降 血小板减少 脱离接触后恢复（暂时性改变）,生殖内分泌 女性月经异常 男工性功能减退 局部受照 精子数量明显减少 其它 免疫 致畸、致突变 甲亢 血中性激素含量波动,治疗 对症处理 脱离接触 休息 防护 场源屏蔽 距离防护 合理布局 个人防护,标准 GBZ1-2002工业企业设计卫生标准 #作业场所超高频辐射8h/d接触的容许限值 连续波为0.05mW/cm2(14V/m) 脉冲波为0.025mW/cm2(10V/m) #作业场所微波辐射容许接触限值 连续波 平均功率密度50W/cm2,日接触剂量400W/cm2 脉冲波固定辐射 平均功率密度25W/cm2,日接触剂量200W/cm2 脉冲波非固定辐射 平均功率密度500W/cm2,日接触剂量4000W/cm2,三.红外辐射 1.基本特性 长波红外线(3m1mm) 被皮肤吸收产生热感觉 中波红外线(1400nm3m) 被角膜及皮肤吸收 短波红外线(7601400nm) 被组织吸收引起灼伤 物体温度愈高，辐射强度愈大，近红外线成分愈多 2.接触机会 太阳辐射 生产熔炉、熔融状金属等,3.对机体影响 皮肤 红斑反应 色素沉着 急性灼伤 深部组织加热 眼睛 慢性充血性睑缘炎 红外线白内障 0.81.2m和1.41.6m 虹膜损伤 黄斑区损伤 1200，辐射光谱中即有UV UV-C(100290nm) 灭菌波段，杀菌和微弱致皮肤红斑作用 UV-B(290320nm) 红斑区，明显致红斑和角膜、结膜炎效应 UV-A(320400nm) 黑线区，光毒性和光敏性效应,2.接触机会 冶炼炉 12002000 320nm 电焊、电炉炼钢3000 290nm 乙炔气焊及电焊3200 230nm 探照灯、水银石英灯 220240nm 碳弧灯和水银灯制板或摄影 紫外线灯消毒,3.对机体影响 有益作用 维生素D3 有害作用 皮肤 皮炎 红斑、水泡、水肿 皮肤灼伤 300nm 200nm 几乎全被角化层吸收 220330nm 被深部组织吸收 297nm对皮肤作用最强 红斑 色素沉着 长期暴露诱发皮肤癌,眼睛 电光性眼炎 250320nm的紫外线大量被角膜和结膜上皮所吸收，引起急性角膜结膜炎 多见于电焊辅助工 雪盲症 阳光照射的冰雪环境下会有大量反射的紫外线照射引起急性角膜、结膜损伤,临床表现 潜伏期 68h 双眼异物感或轻度不适 眼部烧灼感或剧痛，伴高度畏光、流泪、视物模糊 球结膜充血水肿，瞳孔缩小，对光反应迟钝 角膜上皮有点状、片状剥脱，滴荧光素着色 处理 轻症 无需特别处理 重症 0.5%地卡因滴眼 新鲜人奶、牛奶滴眼,4.防护 屏蔽 距离 自动或半自动 电焊作业 面罩、防护眼镜、防护服、手套 移动屏障 禁止裸眼观看 低压水银灯/太阳灯/黑光灯等 玻璃或塑料护目镜/风镜,5.标准 GB