1、第四节 电离辐射 及其对机体的影响Ionizing radiation & Radiation diseases,1.概述电离辐射概念,电离辐射（ionizing radiation）：凡能使受作用物质发生电离现象的辐射，称电离辐射。可由不带电荷的光子组成，具有波的特性和穿透能力，如X射线、射线、宇宙射线。射线、射线、中子、质子等能引起粒子型电离辐射。自然界来源：宇宙射线、地壳岩石中的放射性元素、人工辐射源。,表25 与职业卫生有关的电离辐射的特征,1.概述放射性活度概念,放射性活度（radioactivity）：单位时间内放射性物质衰变的次数SI单位专用名为“Bq”(becquerel) 原
2、专用单位为“居里“(Ci Curie)。l Ci =3.71010 Bq =3.71010 次核衰变/秒,1.概述照射量概念,照射量 (exposure，X)： 单位质量空气的照射量(仅用于X射线或射线) SI单位：库伦/kg空气（C.kg-1） 原专用单位名称为“伦琴” (R) 1R=2.5810-4 C.kg-1,1.概述吸收剂量概念,吸收剂量（absorbed dose）：表示被照射介质吸收的辐射能量的多少，适用于任何类型的电离辐射。SI单位为“戈瑞”，符号“Gy”，原用单位“拉德”，符号“rad” 。关系式为： lGy=100rad,1.概述剂量当量概念,剂量当量（dose equiv
3、alent）：为衡量不同类型电离辐射的生物效应，将吸收剂量乘以若干修正系数，即为剂量当量。H=DQN，D为吸收剂量，Q为不同辐射的品质因子，N暂定为1。SI单位为“西沃特”，符号“Sv”。,2.接触机会,1. 核工业系统 放射物质的开采、冶炼和加工，以及核反应堆的建立和运转 2. 射线发生器的生产和使用 加速器、X射线和射线的医用和工农业生产用辐射源 3. 天然放射性核素伴生或共生矿生产 磷肥、稀土矿、钨矿等开采和加工,核反应堆的内部结构,核反应堆的中控室,大亚湾核电站,粒子加速器,3.电离辐射的作用方式,外照射内照射,external exposure:位于人体之外的辐射源 (radiati
4、on source) 对人体造成的辐射照射。特点：脱离或远离辐射源，辐射作用即停止；当辐射源距离人体有足够远的距离时，可造成对人体较均匀的全身照射;辐射源靠近人体，则主要造成局部照射。,internal exposure:放射性核素进入人体造成的辐射照射。源器官 (source organ)：辐射源沉积的器官。靶器官：受到从源器官发出的辐射照射的器官。特点：内照射对机体的辐射作用，一直要持续到放射性核素排出体外，或经10个半衰期以上的蜕变，才可忽略不计。,3.电离辐射的作用方式,体表沾染：内、外照射 复合照射：放射复合烧伤、放射复合创伤。,指放射性核素沾染于人体表面 (皮肤或粘膜)。体表可以是
5、完整的，也可以是有创伤的。沾染的放射性核素对受沾染的局部构成外照射源，还可以经过体表吸收进入血液而构成内照射。,指上述一种以上作用方式作用于人体，也可以是一种或一种以上上述作用方式与其他类型非放射性损伤复合作用于人体，如放射复合烧伤 、放射复合创伤 等。,5.电离辐射的损伤效应,确定性效应 （deterministic effects）,随机性效应 (stochastic effects),依据效应-剂量关系分类,有剂量阈值,无剂量阈值,效应的严重程度与剂量成正比,发生几率与剂量成正比,严重程度与剂量无关,辐射效应的严重程度随剂量的加大而增高，如放射病、放射性白内障和放射性皮肤损伤。,指辐射损
6、伤效应发生的概率与剂量大小有关，但损伤的程度与剂量无关，且不存在损伤效应的阈值水平，如癌效应、遗传效应等。,（1）类型,5.电离辐射的损伤效应,剂量,剂量,几率,严重程度,阈值,随机性效应,确定性效应,？,按效应发生的个体分类：可分为躯体效应和遗传效应。按效应表现情况分类：大剂量照射的急性效应、较大剂量照射的亚急性效应和低剂量长期照射的慢性效应、受照射后的远期效应。,5.电离辐射的损伤效应,（2）生物效应产 生的过程和机理 a.电离辐射的能量转移过程,6.电离辐射生物效应的机制,b.DNA损伤（分子水平）,6.电离辐射生物效应的机制,双链断裂：错误修复,单链断裂：可以实现无差错修复,6.电离辐
7、射生物效应的机制,间期死亡,增殖死亡,增殖死亡,间期死亡,增殖死亡,间期死亡,间期死亡,功能障碍 结构改变,增殖死亡,C.细胞水平损伤,6.电离辐射生物效应的机制,d.细胞变异（modification),异常细胞克隆,细胞转化,癌症,transformation,cancer,变异,6.电离辐射生物效应的机制,e.细胞凋亡(apoptosis)变异细胞的程序性死亡（programmed death）镜下表现：胞核浓缩、断裂 凋亡小体机理：P53基因 激活自我致死程序 是变异细胞免于患癌的重要机制,细胞凋亡(apoptosis),6.电离辐射生物效应的机制,6.电离辐射生物效应的机制,概括：直
8、接作用：电离辐射引起生物分子发生电离、激发或化学键的断裂，从而导致这些生物大分子结构或性质的改变。,6.电离辐射生物效应的机制,间接作用：射线作用于细胞内外的水分子，引起电离和激发，形成化学性质非常活泼的产物如激发态水分子、氧自由基、羟自由基水合电子等，他们继而作用于生物大分子使其发生改变。,7.电离辐射对机体损伤效应的影响因素,（1）电离辐射因素 辐射量大小 剂量率 分次和单次照射 照射方式 受照部位和面积 辐射品质,7.电离辐射对机体损伤效应的影响因素,（2）机体因素：辐射敏感性与细胞间期染色体的体积成正比；不同种类细胞的敏感性不同；敏感性由高至低可依次排列为:淋巴细胞;原红细胞;髓细胞;
9、骨髓巨核细胞;精细胞;卵细 胞;空肠与回肠的腺窝细胞;皮肤及器官的上皮细胞;眼晶状体的 上皮细胞;软骨细胞;骨母细胞;血管内皮细胞;腺上皮细胞;肝细 胞;肾小管上皮细胞;神经胶质细胞；神经细胞;肺上皮细胞;肌细 胞；结缔组织细胞;骨细胞。,外照射急性、亚急性放射病和慢性放射损伤,指人体一次或短时间（数天）内分次受到大剂量电离辐射照射引起的全身性疾病。,外照射急性放射病,病因,1、医疗照射,2、事故照射,3、应急照射,4、核武器辐射,假 愈 期 阶 段,极 期 阶 段,恢 复 期 阶 段,初 期 阶 段,临床表现,15,不同程度骨髓型放射病白细胞变化曲线,假愈期,初期,极期,恢复期,4,7,21
10、,30,50,急性放射病的初期阶段是在受照射后数分钟至1 或2日开始，可持续1至数日。主要表现为神经和胃肠功能改变，特别是植物神经功能紊乱的症状。,（一）初期阶段,初期的症状缓解或基本消失，但机体内部病理过程在继续发展。假愈期的有无或长短是判断急性放射病严重程度的重要标志之一。,（二）假愈期阶段,进入极期的标志,外周血wbc,2.0109/L,脱发、皮肤及粘膜出血点、体温升高和菌血症,极期,极期是急性放射病病情严重，各种症状、体征和实验室检查变化明显，即临床表现最为严重的时期，是病人生存或死亡的关键时刻。受照射剂量越大，则极期开始越早。表现有：,1、造血功能障碍,（三）极期阶段,2、严重感染,
11、3、明显出血,4、胃肠道症状,（四）恢复期阶段,外照射急性放射病按病人受照射剂量的大小、主要症状、病程特点和严重程度一般分为3型，如果将心血管型急性放射病也划入，可分为4型。,急性放射病分型,表25 外照射急性放射病分型,（一）骨髓型急性放射病,1、轻度急性放射病,2、中度急性放射病,辐射剂量在24Gy 之间，分期明显，受照射后2h左右出现初期症状，外周血淋巴细胞绝对值3日内减至0.75109/L左右。假愈期 34周。极期前出现脱发，极期出现高热、感染与出血症状。,辐射剂量在610Gy之间，属绝对致死剂量。,4、极重度急性放射病,3、重度急性放射病,辐射剂量在46Gy 之间，属半数致死剂量范围
12、。死亡率高，经积极治疗有可能存活，恢复期较长，生殖功能恢复需2年左右，甚至可出现不育症。,（二）肠型急性放射病,肠型放射病：初期、假愈期、极期。,全身或腹部遭受大剂量（1025Gy）辐射造成的损伤，临床表现为剧烈的胃肠道症状，病程急剧，不易救治，可造成近100死亡，一般死于照射后数十天之内。,肠粘膜充血、水肿，故肠壁显著增厚。肠绒毛变短，粘膜大片坏死脱落，皱壁萎缩，肠壁变薄。由于肠粘膜坏死脱落，故创面直接暴露于肠腔与肠内容物接触。,肠型放射病的病理变化特点,一方面有血液和淋巴液不断从损伤的小血管和淋巴管外流，加之频繁的呕吐及腹泻，致大量体液丧失，水电解质严重紊乱，血液浓缩，血压下降，循环衰竭。
13、,肠型放射病的病理生理变化特点,另一方面，肠腔内毒性物质及细菌也可直接入血，引起中毒和感染。在此过程中，肠分泌、蠕动、消化、吸收等机能均严重障碍，病人产生剧烈腹痛、腹泻、顽固性呕吐、拒食、发热及血水样便，全身衰竭等。,肠型放射病的病理生理变化特点,肠型放射病致死的根本原因,肠上皮失去再生能力,体液和蛋白质 电解质紊乱,感染、中毒、出血,肠道的严重损伤,死亡！,（三）心血管型和脑型急性放射病,受到50Gy 以上超致死剂量照射后出现的极其严重的急性放射病。,表现：昏迷、休克、丧失定向能力、共济失调、肌张力增强、肢体震颤、抽搐等症状。早期失能，进而完全丧失中枢控制，是脑型放射病发展的特点。,受照剂量
14、范围约在2050Gy之间，表现为心脏和全身血管广泛损伤，循环衰竭，一般死于心源性休克，但目前认识尚不统一。,心血管型急性放射病,三、外照射急性放射病的诊断,准确地估算患者接受的剂量的大小，如能确定剂量的大小，放射病的诊断即可成立，并可对预后进行评估。,（一）物理剂量估算是关键,（二）生物剂量估算是补充,（三）临床判断供参考,针对病程的各期特点，采用中、西医结合对症综合治疗。,（四）外照射急性放射病的治疗原则,关 键,抗感染、抗出血、减轻造血功能的损伤，维持水、电解质平衡，输注血细胞悬液，加强营养，改善微循环，必要时采用同种骨髓移植等。,人体在较长时间（数周或数月）内受电离辐射连续或间断较大剂量
15、外照射，累及剂量大于1Gy时所引起的一组全身性疾病。,外照射亚急性放射病,（一）接触机会,1.放射源丢失 2.误照 1962年墨西哥事故：一儿童将60Co源带回家，造成5人受106天连续照射，剂量范围为10-52Gy。,放射源井,1978年阿尔及利亚事故：一儿童拣到192Ir源带回家，造成22人连续周受照射，剂量为10-14Gy。 1985年中国牡丹江事故：某单位一137Cs被2个儿童盗走，卖给同村的人，致使一家3人在120-180天内多次受到照射，累积剂量为8-15Gy。,（一）接触机会,医学硕士用放射源报复同事 78人受害索赔三千万,古计明仅因与合作对象有私人恩怨，拥有硕士学历、在广州从事
16、医学工作多年的古计明竟然在办公室安装放射源，加害有恩怨的同事。更可怕的是，古计明的毒计不仅使到他的仇人受重伤，同时也伤害到医院其他70多名医护人员。2003年7月，78受害人为此告上法庭，向两案犯和出售设备及放射源的两家单位共同索赔共计3000万元。2005年12月，越秀法院判赔不到200万，78名原告不服提起上诉，本案今日在广州市中院开庭审理。,（二）基本病理变化,造血功能障碍，表现为造血组织破坏、萎缩、再生障碍；骨髓异常增生；骨髓纤维化。,（三）临床表现,起病因袭，病程较长。全血细胞减少，出现头昏、乏力、食欲减退；皮肤、粘膜少数出血点，或局灶性眼底出血。淋巴细胞染色体畸变率增高；免疫功能和
17、生殖功能低下；一般抗贫血药物治疗无效。,（四）诊断原则和治疗原则,诊断原则：依据受照史、受照剂量、临床表现和实验室检查所见，结合健康档案综合分析，排除其他疾病，作出正确诊断。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。,指放射性工作人员在较长时间内连续或间断受到超当量剂量限值的外照射，累积剂量超过1.5Sv以上引起的以造血组织损伤为主并伴有其他系统改变的全身性疾病。,外照射慢性放射性损伤,（一）外照射慢性放射性病,1、射线诊断,病因,3、工业探伤,2、放射治疗,4、含放射性武器的使用如贫铀弹,女性月经失调，表现为经期延长、周期缩短、痛经、闭经等。,（二）临床表现,多
18、数患者有乏力、头昏、头痛、睡眠障碍、记忆力减退、食欲不振、易激动、心悸等植物神经功能紊乱综合征的表现；,牙龈渗血、鼻衄、皮下瘀点、瘀斑等出血倾向；,男性患者性欲减退、阳痿；,外周血细胞不同程度减少与辐射损伤的严重程度和累积剂量密切相关，白细胞总数先增加后进行性下降骨髓像诊断依据：增生活跃；增生低下；骨髓造血某一系统，特别是粒细胞系统成熟障碍 。,（二）临床表现,淋巴细胞染色体畸变灵敏指标，特点： 以断片为主； 双着丝点加环状染色体不伴断片； 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,（二）临床表现,不含着丝粒断片、 双着丝粒染色体,断片、环状
19、染色体,双着丝粒染色体,断片,四射体,具有接触射线和超剂量当量限值职业史 有接触射线的剂量记录 出现临床症状和体征 有阳性实验室检查结果 结合既往体检情况，并排除其他疾病等进行综合分析,（三）诊断原则,内照射放射病（internal radiation sickness）指大量放射性核素进入体内，作为放射源对机体照射而引起的全身性疾病。,内照射放射病,1.急性放射性皮肤损伤是指身体局部一次或短时间 (数日)内受到多次大剂量照射所引起的皮肤损伤。包括急性放射性皮炎 (acute radiation injuries of skin)和急性放射性皮肤、粘膜溃疡等。,放射性皮肤损伤,急性放射性皮肤损
20、伤分度诊断标准,2.慢性放射性皮肤损伤由急性放射性皮肤损伤迁延而来或由小剂量射线长期照射（职业性或医源性）引起的慢性放射性皮炎 (chronic radiation injuries of skin)及慢性放射性皮肤、粘膜溃疡。,放射性皮肤损伤,慢性放射性皮肤损伤分度诊断标准,放射性复合伤（combined radiation injury）指在战时核武器爆炸和平时核事故发生时，人体同时或相继发生以放射性损伤为主的复合烧伤、冲击伤等的一类复合伤。,放射性复合伤,指受照后几个月、几年、几十年或直至终生才发生的慢性效应。包括躯体效应和遗传效应。躯体效应：恶性肿瘤、血液系统疾病、寿命缩短。胚胎效应遗
21、传效应,电离辐射远后效应,国际放射防护委员会 （ICRP)（International Commission on Radiological Protection )性质：非官方、非营利的国际学术团体地位、作用：其出版物是各国制定法规的依据和参考；但不具有法规性质,辐射防护领域的国际组织,我国发展历史,60年代：技术管理 70年代：行政管理 80年代：法制管理,放射性同位素与射线装置放射防护条例 发布单位：国务院 发布时间：1989年10月24日 性质：法律地位最高的专门法规,现行辐射防护标准,辐射防护的目的：防止确定性效应的发生，减少随机性效应的发生率，使之达到可以接受的水平。,辐射防护的基
22、本原则,（1）实践的正当化（justification of practice）,（2）防护的最优化（optimization of radiation protection）可合理做到的尽量低的原则(ALARA：as low as reasonably achievable),（3）剂量限值（dose limits）,剂量限值,剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射,（1）时间防护累积剂量与受照时间成正比措施：充分准备，减少受照时间,（2）距离防护剂量率与距离的平方成反比措施：远距离操作,外照射防护三原则,（3）屏蔽防护 屏蔽材料选择的一般原则,放射工作人员防护管理,健康管理：,个人剂量监测及其管理：,培训和持证管理：放射工作人员证,放射性工作场所控制区的标志,复习思考题,1.电离辐射、随机效应、确定性效应、放射病的概念。 2.急性放射病的临床分型及特点。 3.慢性放射病的临床特点。 4.外照射放射病的防护与内照射有何不同？ 5.电离辐射的远后效应有哪些？,
