核醫(yī)學工作中的輻射防護知識

關于核醫(yī)學工作中的輻射防護知識第1頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三輻射防護(radiationprotection)的目的就是要把放射線對人的影響減少到最低限度。只有掌握有關射線對人體影響的知識和防護措施，才能趨利避害，化害為利。Radiationneednotbefeared,butitmustberespected。第2頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（1）對病人主要是內照射（即放射性核素進入人體內產生的照射），對醫(yī)務人員主要是外照射（即放射性核素從人體外發(fā)射的射線對人體產生的照射），但管理不當也可產生內照射。（2）由于放射性藥物在體內的特殊分布，病人全身受照劑量小，個別器官、組織受照劑量高。核醫(yī)學輻射的特點第3頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)

天然本底輻射第4頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一.宇宙射線星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間磁場的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質子，其次是α粒子和重離子等。（一）初級宇宙射線（二）次級宇宙射線初級宇宙射線從宇宙空間進入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應形成光子、電子、質子、中子、л介子等射線以及產生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素，形成對地球的天然輻射。能量范圍寬，強度隨海拔高度、緯度的不同而變化。對人體產生外照射。第5頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三系列衰變有鈾系、錒系和釷系三種，其共同特征：二.地球輻射（一）天然存在的放射性系列衰變（1）起始衰變的母體核素有可以與地球年齡相比的半衰期。（2）數(shù)十次系列衰變直到成為穩(wěn)定性鉛為止衰變產物均是放射性核素，衰變過程中有放射性氡氣（222Rn2）產生。（3）最終變成穩(wěn)定性鉛。地球輻射對人體的影響有外照射和內照射。

（二）40K、14C等單獨存在的天然放射性核素第6頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三三.本底當量時間表示在臨床核醫(yī)學防護工作中，病人所受的輻射劑量的大小可以用相當于在多長時間（幾月或幾年）內受的天然本底輻射的劑量。例如，一般病人在一次普通的核醫(yī)學顯像過程中全身接受的平均輻射劑量約為3.6mSv，大約相當于世界上多數(shù)地區(qū)一年的平均天然本底輻射劑量(1-6mSv)。第7頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

放射線對人體的影響第8頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一.確定性效應和隨機效應（一）確定性效應(determinateeffect)確定性效應是指輻射損傷的嚴重程度與所受劑量呈正相關，有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應。一般是在短期內受較大劑量照射時發(fā)生的急性損害。第9頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三確定性效應第10頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（二）隨機效應(stochasticeffects)隨機效應研究的對象是群體，是輻射效應發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴重程度）與劑量相關的效應，不存在具體的閾值。第11頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三二.輻射損傷的化學基礎產生放射生物效應的最根本的原因1.直接作用：放射線與物質的相互作用導致的生物分子的電離和激發(fā)2.間接作用：電離和激發(fā)產生的自由基導致的繼發(fā)作用。主要是水自由基對生物分子的損傷作用。第12頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三自由基（radicals）：有一個或多個不配對電子而能獨立存在的原子或分子，具有極高的不穩(wěn)定性和化學反應性，存在的時間極其短暫。第13頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三①對核酸分子主要作用于堿基、磷酸二酯鍵、核糖。②通過脂質過氧化作用造成體內包括細胞膜、線粒體膜、溶酶體膜、核膜等生物膜的損傷，使生物膜的能量傳遞、物質轉運、信息識別等功能受到影響。自由基直接作用于生物大分子第14頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一定的低劑量對生物生命活動的輻射興奮效應(hormesis)。三.低輻射劑量的興奮效應曾報告的低輻射劑量興奮效應：增進動物的生長與發(fā)育延長壽命改善幼體存活率改善傷口愈合增強對感染的抵抗力降低致癌機率第15頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三進一步的研究還發(fā)現(xiàn)其作用機制方面，有免疫興奮效應，DNA修復的興奮效應，誘導自由基和活性氧清除等。實驗研究還證實低劑量輻射興奮效應發(fā)生過程中有相應的基因表達和表達產物蛋白質的合成，這些基因及其表達產物通過上調或下調相應的基因的表達來影響上述過程。

第16頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三但由于輻射生物效應是一個復雜的問題，低劑量輻射的興奮效應還有很多急待解決的問題，與傳統(tǒng)的隨機效應的理論也相矛盾。還有待于進一步的探索和驗證。→低劑量輻射有害?有益?沒有影響?第17頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三四.輻射對機體組織的損傷（一）組織的輻射敏感性

自然界中不同種類的動物，同種動物的不同個體以及同一個體的不同組織在受到同樣劑量的照射時引起的損傷都是不同的?？偟膩碇v，高等動物比低等動物輻射敏感性高，分裂增殖活躍的細胞、分化程度較低的組織細胞輻射敏感性高。以上的規(guī)律也有例外。第18頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（二）造血組織的輻射損傷造血組織的輻射損傷可以通過外周血細胞的變化反映，易于觀測，故有生物劑量儀之稱。1.造血組織損傷的特點①血液系統(tǒng)的輻射損傷主要是造血細胞增殖能力的抑制或喪失。②造血組織受損傷的程度可以反映受照劑量的大小。血液系統(tǒng)的變化是輻射損傷的臨床診斷和預后判斷的指針。第19頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三2.造血干細胞有極高的輻射敏感性，受射線照射后造血干細胞可因輻射致細胞壞死（necrosis）和細胞凋亡(apoptosis)，其數(shù)量隨受照劑量呈指數(shù)規(guī)律下降。受較大劑量照射后，造血干細胞被破壞，數(shù)量急劇減少，余下的造血干細胞通過自我復制和分化為祖細胞以恢復造血功能。故具有極大的潛在修復能力。在受到極其嚴重的輻射損傷后，才必須進行干細胞移植，輕度損傷時可采取輸血治療等措施。第20頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三3.外周血細胞的變化:輻射對外周血細胞的作用不明顯，主要是抑制造血細胞的增殖能力使血細胞的來源減少，引起外周血細胞數(shù)量的下降，較大劑量的照射則能引起血細胞壽命的縮短。淋巴細胞嗜中性細胞血紅蛋白Days0102030405060血小板第21頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（三）睪丸和卵巢的輻射損傷放射線主要抑制精原干細胞和精原細胞的分裂，總的效果就是精子數(shù)減少。女性性腺的放射敏感性較男性性腺略低，據文獻報道，男女受照人員全身一次1.5Gy照射時，可引起短時間的生殖能力降低，5.0Gy的全身一次照射可引起1～2年或更長的無生育，一般8.0Gy以上的全身一次照射可引起生殖能力難以恢復的損害。第22頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（四）成年人中樞神經系統(tǒng)屬放射敏感性不太高的組織，但一旦發(fā)生損傷，往往是不可逆的。1.0Gy照射可出現(xiàn)腦電圖的異常數(shù)十Gy的照射后，可引起腦組織水腫、出血，嚴重者發(fā)生神經細胞壞死等形態(tài)學改變，病人出現(xiàn)無力、嗜睡，重者昏迷等癥狀。50Gy以上的一次大劑量照射，引起受照者全身痙攣，乃至死亡。第23頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

(五)消化道粘膜，特別是小腸絨毛上皮細胞是更新快、增生活躍的組織，輻射敏感性很高，受射線照射后，很快引起上皮細胞的分裂抑制，腸淋巴組織破壞。由于食物殘渣等的刺激，易于繼發(fā)感染。所以受射線照射早期即出現(xiàn)惡心、嘔吐、食欲不振，繼而出現(xiàn)腹瀉、血大便等消化道癥狀。第24頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三(六)皮膚也是輻射敏感性較高的組織之一。常見的癥狀是毛發(fā)脫落、指甲發(fā)育不良等。較大劑量照射可引起局部紅斑、潰瘍等。第25頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三（七）輻射致細胞凋亡1.輻射致細胞凋亡的特征輻射引起的細胞凋亡具有一般的細胞凋亡的特征等。輻射所致凋亡還發(fā)生生物膜通透性的改變，細胞膜結構和染色質形態(tài)結構的變化等。第26頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三2.輻射所致細胞凋亡主要經歷的幾個過程①引發(fā)性刺激②滯后階段的調節(jié)③死亡反應第27頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三細胞凋亡過程中表達增加的基因：如ced1,2,5,6,7,8,10（吞噬作用），c-fos（轉錄功能），TIMP（蛋白酶抑制劑功能），RP-2、RP-8（轉錄功能）。促進某些細胞凋亡，例如ces-2,ced-3,c-myc,TNF-α等。若阻斷這些基因的表達，則可抑制細胞凋亡。少數(shù)基因可抑制細胞凋亡，如egl-1、p53、bcl-2、crmA等。3.凋亡相關基因及其表達第28頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三輻射致細胞凋亡還與細胞周期、射線的線形能量傳遞系數(shù)（LET）、組織的氧濃度以及輻射劑量和劑量率等有關。細胞凋亡還受到細胞內核酸酶、Ca2+濃度、pH值等的影響?？傊毎蛲鍪且粋€復雜的過程，是細胞內在的有規(guī)律的變化，輻射的影響通過基因表達及體內多種因素的調控而實現(xiàn)。4.其它影響因素第29頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)

輻射防護的原則和措施

第30頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一、輻射防護的目的防止有害的確定性效應，限制隨機效應的發(fā)生率，使之達到可以接受的水平。總之是使一切具有正當理由的照射保持在可以合理做到的最低水平。第31頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三二、輻射防護的原則實踐的正當化放射防護最優(yōu)化個人劑量限值第32頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三三、外照射防護措施經典的外照射防護的三原則時間(time)防護距離(distance)防護屏蔽(shielding)防護第33頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第34頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三四、內照射防護開放性放射源可能通過口、呼吸道、皮膚傷口進入人體。內照射防護的關鍵是重在預防。內照射防護的原則是盡一切可能防止放射性核素進入體內，盡量減少實驗場所及環(huán)境污染，定期進行污染檢查和監(jiān)測，把放射性核素的年攝入量控制在國家規(guī)定的限值以內。第36頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三放射性核素分組和對放射性工作場所分類圍封：放射性工作必須在指定的區(qū)域進行，避免放射性向環(huán)境擴散保潔和去污個人防護通過嚴格的環(huán)境監(jiān)測來建立內照射監(jiān)測系統(tǒng)放射性廢物處理內照射防護的措施包括以下幾方面第37頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)核醫(yī)學工作人員和患者受輻射劑量比較第38頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三一、臨床核醫(yī)學檢查受照劑量與其它臨床檢查項目比較核醫(yī)學檢查中腦、骨、心臟顯像和腎臟功能檢查給藥劑量較大，所受的有效當量劑量輻射劑量超過5.0mSv，其余有效當量劑量均較低。X線檢查僅有少數(shù)部位的攝片檢查所受輻射劑量略低于核醫(yī)學檢查，大多數(shù)檢查均遠遠高于核醫(yī)學檢查。第39頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三二、臨床核醫(yī)學檢查受照劑量與天然本底輻射比較據報道在美國一次普通的核醫(yī)學顯像全身接受的平均輻射劑量約為3.6mSv，大約相當于世界上平均天然本底輻射劑量（3.7mSv）。國內調查的劑量略高于國外，若扣除放射性藥物劑量因素，一次核醫(yī)學檢查患者接受的輻射劑量大概與平均天然本底輻射劑量接近。第40頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三三、核醫(yī)學工作人員所受的輻射劑量分析不同工種放射工作人員外照射當量劑量水平年人均劑量0.40～2.38mSv，核醫(yī)學工作人員是0.65～2.38mSv,平均1.33mSv。無論是不同工種放射工作人員還是核醫(yī)學工作人員個人年均當量劑量