第二章-核醫(yī)學(xué)工作中的輻射防護(hù)知識(shí)

第二章

核醫(yī)學(xué)工作中的輻射防護(hù)知識(shí)radiationprotection輻射防護(hù)(radiationprotection)的目的就是要把放射線對(duì)人的影響減少到最低限度。只有掌握有關(guān)射線對(duì)人體影響的知識(shí)和防護(hù)措施，才能趨利避害，化害為利。Radiationneednotbefeared,butitmustberespected。（1）對(duì)病人主要是內(nèi)照射（即放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)產(chǎn)生的照射），對(duì)醫(yī)務(wù)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(duì)人體產(chǎn)生的照射），但管理不當(dāng)也可產(chǎn)生內(nèi)照射。（2）由于放射性藥物在體內(nèi)的特殊分布，病人全身受照劑量小，個(gè)別器官、組織受照劑量高。核醫(yī)學(xué)輻射的特點(diǎn)第一節(jié)

天然本底輻射一.宇宙射線星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間磁場(chǎng)的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質(zhì)子，其次是α粒子和重離子等。（一）初級(jí)宇宙射線（二）次級(jí)宇宙射線初級(jí)宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)形成光子、電子、質(zhì)子、中子、л介子等射線以及產(chǎn)生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素，形成對(duì)地球的天然輻射。能量范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度、緯度的不同而變化。對(duì)人體產(chǎn)生外照射。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(chǎn)物均是放射性核素，衰變過(guò)程中有放射性氡氣（222Rn2）產(chǎn)生。（3）最終變成穩(wěn)定性鉛。地球輻射對(duì)人體的影響有外照射和內(nèi)照射。

（二）40K、14C等單獨(dú)存在的天然放射性核素三.本底當(dāng)量時(shí)間表示在臨床核醫(yī)學(xué)防護(hù)工作中，病人所受的輻射劑量的大小可以用相當(dāng)于在多長(zhǎng)時(shí)間（幾月或幾年）內(nèi)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(xué)顯像過(guò)程中全身接受的平均輻射劑量約為3.6mSv，大約相當(dāng)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)。第二節(jié)

放射線對(duì)人體的影響一.確定性效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)（一）確定性效應(yīng)(determinateeffect)確定性效應(yīng)是指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，有明顯的閾值，劑量未超過(guò)閾值不會(huì)發(fā)生有害效應(yīng)。一般是在短期內(nèi)受較大劑量照射時(shí)發(fā)生的急性損害。確定性效應(yīng)（二）隨機(jī)效應(yīng)(stochasticeffects)隨機(jī)效應(yīng)研究的對(duì)象是群體，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的閾值。二.輻射損傷的化學(xué)基礎(chǔ)產(chǎn)生放射生物效應(yīng)的最根本的原因1.直接作用：放射線與物質(zhì)的相互作用導(dǎo)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(chǎn)生的自由基導(dǎo)致的繼發(fā)作用。主要是水自由基對(duì)生物分子的損傷作用。自由基（radicals）：有一個(gè)或多個(gè)不配對(duì)電子而能獨(dú)立存在的原子或分子，具有極高的不穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)性，存在的時(shí)間極其短暫。①對(duì)核酸分子主要作用于堿基、磷酸二酯鍵、核糖。②通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化作用造成體內(nèi)包括細(xì)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(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息識(shí)別等功能受到影響。自由基直接作用于生物大分子一定的低劑量對(duì)生物生命活動(dòng)的輻射興奮效應(yīng)(hormesis)。三.低輻射劑量的興奮效應(yīng)曾報(bào)告的低輻射劑量興奮效應(yīng)：增進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)與發(fā)育延長(zhǎng)壽命改善幼體存活率改善傷口愈合增強(qiáng)對(duì)感染的抵抗力降低致癌機(jī)率進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)其作用機(jī)制方面，有免疫興奮效應(yīng)，DNA修復(fù)的興奮效應(yīng)，誘導(dǎo)自由基和活性氧清除等。實(shí)驗(yàn)研究還證實(shí)低劑量輻射興奮效應(yīng)發(fā)生過(guò)程中有相應(yīng)的基因表達(dá)和表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)的合成，這些基因及其表達(dá)產(chǎn)物通過(guò)上調(diào)或下調(diào)相應(yīng)的基因的表達(dá)來(lái)影響上述過(guò)程。

但由于輻射生物效應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，低劑量輻射的興奮效應(yīng)還有很多急待解決的問(wèn)題，與傳統(tǒng)的隨機(jī)效應(yīng)的理論也相矛盾。還有待于進(jìn)一步的探索和驗(yàn)證。→低劑量輻射有害?有益?沒(méi)有影響?四.輻射對(duì)機(jī)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(dòng)物，同種動(dòng)物的不同個(gè)體以及同一個(gè)體的不同組織在受到同樣劑量的照射時(shí)引起的損傷都是不同的?？偟膩?lái)講，高等動(dòng)物比低等動(dòng)物輻射敏感性高，分裂增殖活躍的細(xì)胞、分化程度較低的組織細(xì)胞輻射敏感性高。以上的規(guī)律也有例外。（二）造血組織的輻射損傷造血組織的輻射損傷可以通過(guò)外周血細(xì)胞的變化反映，易于觀測(cè)，故有生物劑量?jī)x之稱。1.造血組織損傷的特點(diǎn)①血液系統(tǒng)的輻射損傷主要是造血細(xì)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(yù)后判斷的指針。2.造血干細(xì)胞有極高的輻射敏感性，受射線照射后造血干細(xì)胞可因輻射致細(xì)胞壞死（necrosis）和細(xì)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(xì)胞被破壞，數(shù)量急劇減少，余下的造血干細(xì)胞通過(guò)自我復(fù)制和分化為祖細(xì)胞以恢復(fù)造血功能。故具有極大的潛在修復(fù)能力。在受到極其嚴(yán)重的輻射損傷后，才必須進(jìn)行干細(xì)胞移植，輕度損傷時(shí)可采取輸血治療等措施。3.外周血細(xì)胞的變化:輻射對(duì)外周血細(xì)胞的作用不明顯，主要是抑制造血細(xì)胞的增殖能力使血細(xì)胞的來(lái)源減少，引起外周血細(xì)胞數(shù)量的下降，較大劑量的照射則能引起血細(xì)胞壽命的縮短。淋巴細(xì)胞嗜中性細(xì)胞血紅蛋白Days0102030405060血小板（三）睪丸和卵巢的輻射損傷放射線主要抑制精原干細(xì)胞和精原細(xì)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(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，男女受照人員全身一次1.5Gy照射時(shí)，可引起短時(shí)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(zhǎng)的無(wú)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(fù)的損害。（四）成年人中樞神經(jīng)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(yán)重者發(fā)生神經(jīng)細(xì)胞壞死等形態(tài)學(xué)改變，病人出現(xiàn)無(wú)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。

(五)消化道粘膜，特別是小腸絨毛上皮細(xì)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(xì)胞的分裂抑制，腸淋巴組織破壞。由于食物殘?jiān)鹊拇碳?，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。(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。（七）輻射致細(xì)胞凋亡1.輻射致細(xì)胞凋亡的特征輻射引起的細(xì)胞凋亡具有一般的細(xì)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(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和染色質(zhì)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化等。2.輻射所致細(xì)胞凋亡主要經(jīng)歷的幾個(gè)過(guò)程①引發(fā)性刺激②滯后階段的調(diào)節(jié)③死亡反應(yīng)細(xì)胞凋亡過(guò)程中表達(dá)增加的基因：如ced1,2,5,6,7,8,10（吞噬作用），c-fos（轉(zhuǎn)錄功能），TIMP（蛋白酶抑制劑功能），RP-2、RP-8（轉(zhuǎn)錄功能）。促進(jìn)某些細(xì)胞凋亡，例如ces-2,ced-3,c-myc,TNF-α等。若阻斷這些基因的表達(dá)，則可抑制細(xì)胞凋亡。少數(shù)基因可抑制細(xì)胞凋亡，如egl-1、p53、bcl-2、crmA等。3.凋亡相關(guān)基因及其表達(dá)輻射致細(xì)胞凋亡還與細(xì)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(guān)。細(xì)胞凋亡還受到細(xì)胞內(nèi)核酸酶、Ca2+濃度、pH值等的影響。總之，細(xì)胞凋亡是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，是細(xì)胞內(nèi)在的有規(guī)律的變化，輻射的影響通過(guò)基因表達(dá)及體內(nèi)多種因素的調(diào)控而實(shí)現(xiàn)。4.其它影響因素第三節(jié)

輻射防護(hù)的原則和措