放射卫生学苏州大学涂彧课件.ppt

1、放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧讲课：涂彧讲课：涂彧放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 复习复习 电离辐射生物学效应电离辐射生物学效应 辐射防护的目的辐射防护的目的 辐射防护三原则辐射防护三原则 思考题思考题放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈剂量、随机性效应、危险、实践正当化、剂量、随机性效应、危险、实践正当化、(辐辐射射)实践、辐射干预、实践、辐射干预、ALARA原则、个人剂量原则、个人剂量限值、吸收剂量、当量剂量、辐射权重因子、限

2、值、吸收剂量、当量剂量、辐射权重因子、组织权重因子、有效剂量、职业照射、医疗照组织权重因子、有效剂量、职业照射、医疗照射、公众照射射、公众照射；随机效应、确定性效应概念随机效应、确定性效应概念 辐射防护的目的是什么？辐射防护的目的是什么？人工照射分哪三类？人工照射分哪三类？什么样的情况下要采取辐射干预？什么样的情况下要采取辐射干预？如何理解防护最优化与个人剂量限值如何理解防护最优化与个人剂量限值？放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧利益与代价共存利益与代价共存焦点焦点：以最小代价获得最大利：以最小代价获得最大利益。益。防护防护：是降低代价的有效手段：是降低代价的有效手段

3、放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射防护中使用的量辐射防护中使用的量 吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位J/kg，专用名称，专用名称Gy。辐射权重因子辐射权重因子：与射线种类、能量相关，描与射线种类、能量相关，描述射线的品质述射线的品质(旧称品质因数旧称品质因数)。剂量当量剂量当量：品质因数与某一点上吸收剂量的：品质因数与某一点上吸收剂量的乘积，单位乘积，单位J/kg，专用名称，专用名称Sv。当量剂量当量剂

4、量：辐射权重因子与人体某一组织器：辐射权重因子与人体某一组织器官吸收剂量的乘积，单位官吸收剂量的乘积，单位J/kg，专用名称，专用名称Sv。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 组织权重因子组织权重因子：表现不同组织器官表现不同组织器官对发生辐射随机性效应的敏感程度。对发生辐射随机性效应的敏感程度。有效剂量有效剂量：体内所有组织器官加权：体内所有组织器官加权后的当量剂量之和，单位后的当量剂量之和，单位J/kg，专，专用名称用名称Sv。其他量其他量：待积当量剂量待积当量剂量 待积有效剂量待积有效剂量 集体当量剂量集体当量剂量 集体有效剂量集体有效剂量 剂量负担剂量负担放射

5、卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧染色体变异染色体变异2022-8-12涂彧9放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧细细胞胞结结构构2022-8-12涂彧10放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧2022-8-12涂彧11放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧DNA损伤感应识别损伤感应识别细胞存活细胞存活细胞恶性转化细胞恶性转化细胞死亡细胞死亡激活存活反应网络激活存活反应网络细胞反应细胞反应突变、染色体畸变突变、染色体畸变正确修复正确修复错误修复、无修复错误修复、无修复激活凋亡通路激活凋亡通路DNA修复修复

6、细胞周期阻滞细胞周期阻滞不可修复损伤不可修复损伤细胞后果细胞后果放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 高速电子穿过高速电子穿过DNA分子需分子需1018秒，穿过一个哺乳动物细秒，穿过一个哺乳动物细胞需胞需1014秒左右。一个秒左右。一个10m体积的细胞，体积的细胞，每吸收每吸收lGy的的照射剂量将发生超过照射剂量将发生超过105次的电离次的电离。X射线被物质吸收，能量的沉积是以分散、不连续的能量射线被物质吸收，能量的沉积是以分散、不连续的能量包形式，非均匀性地沉积下来的。每个包的能量大到足以包形式，非均匀性地沉积下来的。每个包的能量大到足以打断化学键而最终引起一系列生物

7、学事件。打断化学键而最终引起一系列生物学事件。电离辐射与非电离辐射的主要区别在于单个能量包的大小电离辐射与非电离辐射的主要区别在于单个能量包的大小，而不是射线所含的总能量。，而不是射线所含的总能量。单次单次4Gy的的X射线的全身照射线的全身照射在许多情况下将是致死的。这一剂量，所代表的能量吸射在许多情况下将是致死的。这一剂量，所代表的能量吸收只相当于收只相当于67卡。相同的能量以热的形式被吸收，只相当卡。相同的能量以热的形式被吸收，只相当于于70kgd的人喝一口热咖啡的人喝一口热咖啡。如果光子能量超过如果光子能量超过124eV，就会使生物发生电离。，就会使生物发生电离。2022-8-12涂彧1

8、3放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。电离和激发导致化学键的速化学反应的时期。电离和激发导致化学键的断裂和自由基的形成断裂和自由基的形成(即破损的分子即破损的分子)。这些。这些自自由基是高度活跃的，参与一系列的反应，最终由基是高度活跃的，参与一系列的反应，最终导致电荷回归平衡导致电荷回归平衡。自由基反应在射线照射后约自由基反应在射线照射后约1ms内全部完成内全部完成。化学阶段的重要特点是清除反应之间的竞争，化学阶段的重要特点是清除反应之间的竞争，如灭活自由基的巯基化合物，

9、以及导致生物学如灭活自由基的巯基化合物，以及导致生物学上重要分子稳定化学变化的固定反应上重要分子稳定化学变化的固定反应。2022-8-12涂彧14放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤作用的酶反应，大量的损伤，如作用的酶反应，大量的损伤，如DNA损伤都会损伤都会被成功地修复，极小部分不能修复的损伤最终被成功地修复，极小部分不能修复的损伤最终将会导致细胞死亡。将会导致细胞死亡。细胞死亡需要一定时间，实际上小剂量照射以细胞死亡需要一定时间，实际上小剂量照射以后细胞在死亡之前可以进行几次有丝分裂。

10、后细胞在死亡之前可以进行几次有丝分裂。2022-8-12涂彧15放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射对机体的影响辐射对机体的影响 变化变化：机体对辐射产生的轻微改变，可：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可能无害能有害，可能无害 损伤损伤：改变达到有害程度，人感受不到：改变达到有害程度，人感受不到 损害损害：临床可观察到有害效应，如躯体：临床可观察到有害效应，如躯体效应、遗传效应等效应、遗传效应等 危害危害：不仅仅有害于个人，还有害于群：不仅仅有害于个人，还有害于群体及后代体及后代放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐照的损伤效应辐照的损伤

11、效应分子水平分子水平细胞死亡细胞死亡细胞变异细胞变异体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞功能障碍功能障碍不孕不孕肿瘤肿瘤遗传效应遗传效应确定性效应确定性效应多细胞死亡导致多细胞死亡导致随机性效应随机性效应单一细胞变异导致单一细胞变异导致DNA损伤损伤细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射敏感组织辐射敏感组织 性腺性腺：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性并不高，辐射致生殖细胞肿瘤未见报导。并不高，辐射致生殖细胞肿瘤未见报导。红骨髓红骨髓：0.5Sv/a照射，主要诱发白血病。照射，

12、主要诱发白血病。骨骨：主要骨表面上皮细胞，骨本身对辐射并：主要骨表面上皮细胞，骨本身对辐射并不敏感。不敏感。肺：辐射致肺癌主要源于内照射肺：辐射致肺癌主要源于内照射(Rn,Pu)，外，外照射致肺癌概率与白血病类似。照射致肺癌概率与白血病类似。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 甲状腺甲状腺：辐射致癌几率较高，癌症死亡：辐射致癌几率较高，癌症死亡率较低，预防及治疗较为有效。率较低，预防及治疗较为有效。乳腺乳腺：育龄妇女乳腺辐射敏感性较高，：育龄妇女乳腺辐射敏感性较高，致癌几率高出白血病数倍。致癌几率高出白血病数倍。皮肤皮肤：辐射致癌率较低，大剂量照射后：辐射致癌率较低，

13、大剂量照射后易于形成肤色、结构变化。易于形成肤色、结构变化。眼晶体：晶体浑浊是不可逆变化。眼晶体：晶体浑浊是不可逆变化。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧两类效应两类效应 确定性效应确定性效应：效应的发生存在剂量阈：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与剂量有关的一值，效应的严重程度与剂量有关的一类辐射效应。类辐射效应。(历史上：历史上：非随机性效应非随机性效应)随机性效应随机性效应：效应的发生不存在剂量：效应的发生不存在剂量阈值，发生几率与剂量成正比，严重阈值，发生几率与剂量成正比，严重程度与剂量无关的一类辐射效应。程度与剂量无关的一类辐射效应。放射卫生学放射卫生

14、学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的估计值估计值ICRP，1990组织和效应组织和效应在一次单次短时在一次单次短时间受到的总剂量，间受到的总剂量，Sv多分次或迁延多分次或迁延照射的总剂量，照射的总剂量，Sv多年中每次多分次照多年中每次多分次照射或迁延的年剂量率，射或迁延的年剂量率，Sva-1睾丸睾丸暂时不暂时不育育0.15NA(1)0.4永久不永久不育育3.5-6.0NA2.0卵巢卵巢不育不育2.5-6.06.00.2晶体晶体可检出可检出浑浊浑浊0.5-2.050.10.1白内障白内障5.08

15、 80.150.15骨髓骨髓造血功造血功能低下能低下0.5NA0.40.4NA（Not Applicable）不适用，因为该阈剂量取决于剂量率而不取决于总剂量。）不适用，因为该阈剂量取决于剂量率而不取决于总剂量。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织器官或组织确定性效应确定性效应阈剂值，阈剂值，Gy全身全身呕吐呕吐0.5骨髓骨髓死亡死亡1.0皮肤皮肤一时性红斑和暂时一时性红斑和暂时性脱毛性脱毛3.0肺肺肺炎肺炎5肺肺死亡死亡10甲状腺甲状腺功能紊乱，黏液性功能紊乱，黏液性水肿和破坏水肿和破坏10放射

16、卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧人类受低人类受低LET全身均匀急性照射全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围诱发综合症和死亡的剂量范围全身吸收剂量(Gy)造成死亡的主要效应照后死亡时间(d)35骨髓损伤3060515胃肠道及肺损伤102015神经系统损伤15放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧 遗传效应遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及畸形的一类效应，是随下一代，致其变异及畸形的一类效应，是随机效应的特例。机效应的特例。胚胎和胎儿效应胚胎和胎儿效应：孕期受照：孕期受照 胚胎死亡胚胎死亡动物实

17、验动物实验0.1Gy即出现即出现 畸形畸形器官成型期受照器官成型期受照 智力障碍智力障碍孕孕815周为高峰，以周为高峰，以0.4/Sv比例增比例增高；高；1625周，以周，以0.1/Sv比例增高。比例增高。癌变癌变主要白血病，胎儿期受照患儿童致死性主要白血病，胎儿期受照患儿童致死性肿瘤的危险估计肿瘤的危险估计2.810-2/Sv。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧皮肤确定性效应皮肤确定性效应 急性效应急性效应 红斑红斑干性脱屑干性脱屑湿性脱屑：基底细胞受损湿性脱屑：基底细胞受损 急性溃疡：急性溃疡：“热粒子热粒子”导致成纤维细胞、血管内导致成纤维细胞、血管内皮细胞间期

18、死亡皮细胞间期死亡 急性上皮坏死：大量能量急性上皮坏死：大量能量 0.2MeV的的粒子导致皮粒子导致皮肤基底细胞间期死亡肤基底细胞间期死亡 晚发效应：晚发效应：3040Gy急性照射急性照射5年后发生年后发生 皮肤硬化皮肤硬化 皮肤萎缩皮肤萎缩 血管损伤血管损伤放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧手部损伤手部损伤放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧背部损伤背部损伤放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧腿部损伤腿部损伤放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧日本原爆日本原爆烧伤居民烧伤居民放射卫生学放射卫生学

19、 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧皮肤随机性效应皮肤随机性效应 确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞状细胞癌状细胞癌 未确定与辐射关联的肿瘤：黑色素瘤未确定与辐射关联的肿瘤：黑色素瘤 小于小于10Gy的皮肤照射，癌变的几率几乎不的皮肤照射，癌变的几率几乎不变变放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射实践辐射实践 与辐射相关的，增加了受照剂量的与辐射相关的，增加了受照剂量的人类活动。人类活动。实践的照射类型包括：职业照射、实践的照射类型包括：职业照射、医疗照射、公众照射医疗照射、公众照射放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏

20、州大学 涂彧涂彧照射类型照射类型 职业照射职业照射：放射性工作人员在工作时受到的：放射性工作人员在工作时受到的照射，它不包括天然本底照射。照射，它不包括天然本底照射。医疗照射医疗照射：为了诊断、治疗或医学实验的目：为了诊断、治疗或医学实验的目的而受到的照射，受照人员可能是参加体检的而受到的照射，受照人员可能是参加体检的正常人、病人、病人的陪护者及医学实验的正常人、病人、病人的陪护者及医学实验志愿人员，不包括天然本底照射。志愿人员，不包括天然本底照射。公众照射公众照射：与人工辐射无关人员受到的照射，：与人工辐射无关人员受到的照射，不包括天然本底照射。不包括天然本底照射。放射卫生学放射卫生学 第二

21、章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射干预辐射干预 减少减少人类辐射实践过程中人类辐射实践过程中受照剂量受照剂量的一切的一切措施措施，包括移开辐射源、改，包括移开辐射源、改变辐射途径或减少受照个人。变辐射途径或减少受照个人。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射防护目的辐射防护目的防止防止确定性效应确定性效应的的发生发生，减少减少随机性效应随机性效应的的诱发诱发。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射防护三原则辐射防护三原则 实践的正当性实践的正当性(justification of radiological practice)防护的最优化防

22、护的最优化(optimization of radiological protection)个人剂量限值个人剂量限值(第三章内容第三章内容)(individual dose limit)放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧实践的正当性实践的正当性 辐射照射的实践对受照个人或社会带辐射照射的实践对受照个人或社会带来的利益足以弥补其可能引起的辐射来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害危害(包括健康危害和非健康危害包括健康危害和非健康危害)。利益利益危害危害 正当性的正当性的时间局限性时间局限性与与区域局限性。区域局限性。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧

23、涂彧各种辐射实践各种辐射实践2022-8-12涂彧37放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧辐射防护最优化辐射防护最优化 在考虑了经济和社会因素之后，辐射实在考虑了经济和社会因素之后，辐射实践过程中，保证做到将辐照保持在可合践过程中，保证做到将辐照保持在可合理达到的尽量低的水平。理达到的尽量低的水平。以最小的代价获得最大的利益以最小的代价获得最大的利益 防护最优化的防护最优化的时间局限性时间局限性与与区域局限性。区域局限性。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧可合理达到的尽量低的原则可合理达到的尽量低的原则(ALARA)用辐射防护最优化方法，使在一

24、项用辐射防护最优化方法，使在一项已判定为正当并已准予进行的实践已判定为正当并已准予进行的实践中，个人剂量的大小、受照人数、中，个人剂量的大小、受照人数、以及不一定受到但可能遭受到的照以及不一定受到但可能遭受到的照射，全部保持在可合理作到的尽量射，全部保持在可合理作到的尽量低水平的原则。低水平的原则。放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧防护最优化示意图防护最优化示意图放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧最优化计划的实施最优化计划的实施 1.设立辐射防护组织设立辐射防护组织 2.建立单位及个人的防护档案建立单位及个人的防护档案 3.工作人员岗前和在职的防护培训工作人员岗前和在职的防护培训放射卫生学放射卫生学 第二章第二章苏州大学苏州大学 涂彧涂彧剂量限值的实质剂量限值的实质 对于职业照射对于职业照射，它是一种源相关的个，它是一种源相关的个人剂量值，用于限制最优化过程考虑人剂量值，用于限制最优化过程考虑各种选择的范围。各种选择的范围。对于公众照射对于公众照射，它是公众成员从任何，它是公众成员从任何受控源的计划运行中接受的年剂量的受控源的计划运行中接受的年剂量的上界。上界。对于医疗照射对于医疗照射，剂量约束值应被视为，剂量约束值应被视为指导水平。指导水平。