《勞動衛(wèi)生學》課件8.電離輻射-八

1、五、非電離輻射和電離輻射Nonionizing radiation & Ionizing radiation 第三章 物理因素所致職業(yè)病電 磁 波波長（）、頻率（）和傳播速度（）之間的關(guān)系為：=c/f。電磁波在空中以光速傳播，電磁波既然是“波”，就具有波的基本性質(zhì)，例如波長（與它的頻率成反比）,就是相鄰兩個波峰或波谷之間的距離。根據(jù)波的長短不同，將它們分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、線、X射線等。這個排列是按波長從長到短的順序，也就是頻率從低到高的順序。無線電波又分為長波、中波、短波、微波。當量子能量水平12V以上時，對物體有電離作用，可導致機體的損傷，這類電磁輻射稱為電離輻射（ioni

2、zingradiation），如 X射線、 射線、宇宙射線等。粒子、中子、質(zhì)子等屬于電離輻射中的粒子。輻射量子能量12eV的電磁輻射不足以引起生物體電離的，稱為非電離輻射（nonionizing radiation），如紫外線、可見光線、紅外線、射頻及激光等；紫外線的量子能量介于非電離輻射與電離輻射之間。電 磁 波四、電離輻射（Ionizing radiation）Some forms of ionizing radiation include: Gamma rays （射線）X rays （X射線）Alpha particles（粒子） Beta particles （粒子）Neutrons

3、（中子）電離輻射事故案例 切爾諾貝利事故是人類歷史上發(fā)生的一次最嚴重的核事故。事故造成30 名反應堆工作人員和消防隊員在幾天或幾星期內(nèi)死亡,其中28 人是輻射照射引起的,2 人死于其它原因。134 人被診斷為急性放射病。1986 年后,又有約220000 人相繼遷走。先后參加清除工作的人員約600000 人。這些人員都受到不同程度的附加輻射照射。1.常用電離輻射的單位：放射性活度（radioactivity）（A）：指放射性元素或同位素每秒衰變的原子數(shù)。 SI單位為“貝克”（becquerel，Bq） 專用單位為“居里”（Curie，Ci）。照射量（exposure，X）：是度量x或射線對空氣

4、電離本領(lǐng)的物理量。反映的是空氣輻射場的性質(zhì)，間接反映x或射線的強弱。 單位：倫琴 R。1.常用電離輻射的單位：吸收劑量（absorbed，D）：表示被照射介質(zhì)吸收輻射能量程度的大小，適用于任何類型的電離輻射。 SI單位，Gray（戈瑞），(Gy) 專用單位：rad（拉德），1Gy=100red劑量當量（dose equivalent，H）：是一種防護上用來表示各種電離輻射對機體危害程度大小的輻射量。 SI單位：Sievert，Sv 希沃特 專用單位：rem 雷姆，1sv=100rem Table 3 What is the relationship between metric (SI) un

5、its and non-metric units? Table 3 Units of Radioactivity and Radiation Dose QuantitySI unit &symbolNon-SI unitConversion factor Radioactivitybecquerel, Bqcurie, Ci 1 Ci = 3.7 x 1010 Bq = 37 Gigabecquerels (GBq) 1 Bq = 27 picocurie (pCi) Absorbed dose (D)gray, Gyrad100 rad = 1Gy Dose equivalent(H)Sie

6、vert, Svrem1 00rem = 1 Sv 2.接觸機會1. 核工業(yè)系統(tǒng) 放射物質(zhì)的開采、冶煉和加工，以及核反應堆的建立和運轉(zhuǎn).2. 射線發(fā)生器的生產(chǎn)和使用 加速器、X射線和射線的醫(yī)用和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用輻射源.3. 天然放射性核素伴生或共生礦生產(chǎn) 磷肥、稀土礦、鎢礦等開采和加工.醫(yī)用直線加速器 數(shù)字X光機 磁共振機 胃腸機 CT機診斷X線機 3.電離輻射的作用方式 外照射(external exposure):位于人體之外的輻射源 (radiation source) 對人體造成的輻射照射。 特點：脫離或遠離輻射源，輻射作用即停止；當輻射源距離人體有足夠遠的距離時，可造成對人體較均勻的全身

7、照射;輻射源靠近人體，則主要造成局部照射。 內(nèi)照射(internal exposure):放射性核素進入人體造成的輻射照射。 源器官 (source organ)：輻射源沉積的器官。靶器官：受到從源器官發(fā) 出的輻射照射的器官。 特點：內(nèi)照射對機體的輻射作用，一直要持續(xù)到放射性核素排出體外， 或經(jīng)10個半衰期以上的蛻變，才可忽略不計。3.電離輻射的作用方式體表沾染:指放射性核素沾染于人體表面 (皮膚或粘膜)。體表可以是完整的，也可以是有創(chuàng)傷的。沾染的放射性核素對受沾染的局部構(gòu)成外照射源，還可以經(jīng)過體表吸收進入血液而構(gòu)成內(nèi)照射。 復合照射：放射復合燒傷、放射復合創(chuàng)傷。指上述一種以上作用方式作用于人

8、體，也可以是一種或一種以上上述作用方式與其他類型非放射性損傷復合作用于人體，如放射復合燒傷、放射復合創(chuàng)傷等。4、影響輻射生物效應的因素（1）與輻射有關(guān)的因素：輻射的物理特性：輻射的電離密度和穿透力，是影響輻射損傷的主要因素。劑量與劑量率：在一定范圍內(nèi)，輻射劑量越大，生物效應越強。 劑量率是單位時間內(nèi)機體所接受的照射劑量，常以Gy/d，Gy/h，Gy/min表示。劑量率越大，效應也大。 4、影響輻射生物效應的因素照射部位：機體各部位接受不均勻照射，影響吸收劑量。以腹部照射的反應最強，其次為盆腔，頭頸，胸部，四肢。 照射面積：受照面積越大，作用越明顯。同樣照射量，局部照射作用不明顯，若全身照射面積

9、達1/3，則可產(chǎn)生明顯的輻射效應。4、影響輻射生物效應的因素（2）與機體有關(guān)的因素當輻射的各種照射條件相同時，機體及其不同的組織細胞的放射敏感性不同。生物種系的放射敏感性：總的趨勢是種系演化越高，機體組織結(jié)構(gòu)越復雜，其放射敏感性越高。單細胞生物 多細胞生物 魚類 、兩棲類及爬行類、鳥類 胎兒期 幼兒期 青少年期 成人期 mRNA rRNA和 tRNA 蛋白質(zhì)。4、影響輻射生物效應的因素（3）與環(huán)境有關(guān)的因素溫度氧化學物質(zhì)按電離輻射按效應發(fā)生的個體分類軀體效應（胚胎效應）遺傳效應按效應的類型分類急性效應慢性效應遠期效應 5.電離輻射的生物效應分類近期效應日本核臨界事故（99.09.30）S氏（1

10、0Gy）20分鐘后感覺麻木、嘔吐、腹瀉O氏（17Gy）：意識喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細胞數(shù)遠期效應的潛伏期日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化010年20年30年40年白血病白血病之外的腫瘤2年5.電離輻射的損傷效應分類按效應發(fā)生的規(guī)律：隨機性效應：損傷效應發(fā)生的概率與劑量大小有關(guān)，但損傷的程度與劑量無關(guān)，且不存在損傷效應的閾值水平， 如：致癌效應，遺傳效應。 確定性效應（肯定效應）：當接受劑量超過一定水平（閾值）時，損傷效應發(fā)生的概率將急劇增加，且損傷的嚴重程度也隨劑量的加大而增高。 如：放射病，放射性白內(nèi)障，放射性皮膚損傷，生育能力障礙等。確定性效應與隨機性效應劑量劑量幾率嚴重程度閾值隨機性

11、效應確定性效應？輻射的各種生物效應之間的關(guān)系6.電離輻射生物效應的機制核輻射與普通的輻射（如熱和光）之間的基本區(qū)別在于，核輻射具有足夠的能量引起電離。細胞主要由水組成的。在水中的電離將使分子發(fā)生變化并會形成一種對染色體有害的化學物質(zhì)。這種損傷使細胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。6.電離輻射生物效應的機制直接作用：輻射粒子作用于機體時，一部分打到細胞的生物大分子上，直接使DNA、RNA 受到損傷。間接作用：另一部分先引起水分子電離，生成各種自由基和活化分子。 6.電離輻射生物效應的機制人們發(fā)現(xiàn)輻射生物效應有2個特點：一是機體吸收的能量不大，生物效應卻很大，例如 6.0Gy 的 X 射線可使人或高等動物發(fā)

12、生致死效應，若將這些能量轉(zhuǎn)換為熱能，才可使體溫升高0.002度。若以熱輻射代替電離輻射，需大110萬倍的能量才能引起機體死亡 ； 二是生物損傷具有潛伏期：射線穿過受照機體只是瞬間完成，而它引起的生物效應卻能持續(xù)很長時間。 6.電離輻射生物效應的機制生物大分子損傷結(jié)果：電離輻射對機體產(chǎn)生損傷，同時生物大分子，細胞和器官也都具有一定的修復，再生和代償能力。當這種損傷超過機體的修復能力，機體就可出現(xiàn)一系列改變。機體急性損傷得到修復和治愈后，其中有些細胞可能改變了結(jié)構(gòu)而存活，如基因突變，染色體畸變等。 體細胞 誘發(fā)癌癥 生殖細胞 遺傳損傷的根源。生物效應產(chǎn)生的過程和機理a.電離輻射的能量轉(zhuǎn)移過程b.D

13、NA損傷（分子水平） 6.電離輻射生物效應的機制6.電離輻射生物效應的機制間期死亡增殖死亡增殖死亡間期死亡增殖死亡間期死亡間期死亡功能障礙結(jié)構(gòu)改變增殖死亡C.細胞水平損傷6.電離輻射生物效應的機制d.細胞變異（modification)異常細胞克隆細胞轉(zhuǎn)化癌癥transformationcancer變異6.電離輻射生物效應的機制e.細胞凋亡(apoptosis) 變異細胞的程序性死亡（programmed death） 鏡下表現(xiàn)：胞核濃縮、斷裂 凋亡小體 機理：P53基因 激活自我致死程序 是變異細胞免于患癌的重要機制。6.電離輻射生物效應的機制分子水平細胞死亡細胞變異體細胞生殖細胞體細胞生殖

14、細胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應確定性效應多細胞死亡導致隨機性效應單一細胞變異導致DNA損傷細胞水平臨床癥狀效應6.電離輻射生物效應的機制外照射急性、亞急性放射病和慢性放射損傷（1）外照射急性放射?。褐溉梭w1次或者短時間內(nèi)收到多次全身照射，吸收劑量達到1Gy以上所引起的全身性疾病病因：事故性照射、核爆炸7.放射病假愈期階段極期階段恢復期階段初期階段病程有明顯的時相性急性放射病的初期階段是在受照射后數(shù)分鐘至1 或2日開始，可持續(xù)1至數(shù)日。主要表現(xiàn)為神經(jīng)和胃腸功能改變，特別是植物神經(jīng)功能紊亂的癥狀。 初 期 初期的癥狀緩解或基本消失，但機體內(nèi)部病理過程在繼續(xù)發(fā)展。假愈期的有無或長短是判斷急性放射病嚴重

15、程度的重要標志之一。假 愈 期進入極期的標志外周血wbc2.0109/L脫發(fā)、皮膚及粘膜出血點、體溫升高和菌血癥極期 極期是急性放射病病情嚴重，各種癥狀、體征和實驗室檢查變化明顯，即臨床表現(xiàn)最為嚴重的時期，是病人生存或死亡的關(guān)鍵時刻。受照射劑量越大，則極期開始越早。表現(xiàn)有：1、造血功能障礙 極 期2、嚴重感染 3、明顯出血 4、胃腸道癥狀 外照射急性放射病分型類型劑量(Gy)主要臨床表現(xiàn)主要病理變化治療預后骨髓型1-出血、感染骨髓抑制、空虛對癥治療、骨髓移植可治愈、有死亡腸型10-高燒、腹瀉電解質(zhì)失衡腸上皮細胞分裂停止，上皮細胞脫落對癥治療、姑息治療部分可治愈，死亡率高心血管型25-循環(huán)衰竭癥

16、狀、死于心源性休克心臟和全身血管廣泛性損傷姑息治療死亡率高腦型50震顫、驚厥運動失調(diào)腦炎、腦水腫、血管炎、小腦顆粒細胞變性等姑息治療死亡骨髓型急性放射病輕度急性放射病中度急性放射病 重度急性放射病極重度急性放射病 腸型急性放射病 腸型放射?。撼跗?、假愈期、極期。 全身或腹部遭受大劑量（1025Gy）輻射造成的損傷，臨床表現(xiàn)為劇烈的胃腸道癥狀，病程急劇，不易救治，可造成近100死亡，一般死于照射后數(shù)十天之內(nèi)。 腸粘膜充血、水腫，故腸壁顯著增厚。 腸絨毛變短，粘膜大片壞死脫落，皺壁萎縮，腸壁變薄。由于腸粘膜壞死脫落，故創(chuàng)面直接暴露于腸腔與腸內(nèi)容物接觸。 腸型放射病的病理變化特點一方面有血液和淋巴液

17、不斷從損傷的小血管和淋巴管外流，加之頻繁的嘔吐及腹瀉，致大量體液喪失，水電解質(zhì)嚴重紊亂，血液濃縮，血壓下降，循環(huán)衰竭。另一方面，腸腔內(nèi)毒性物質(zhì)及細菌也可直接入血，引起中毒和感染。在此過程中，腸分泌、蠕動、消化、吸收等機能均嚴重障礙，病人產(chǎn)生劇烈腹痛、腹瀉、頑固性嘔吐、拒食、發(fā)熱及血水樣便，全身衰竭等。 腸型放射病的病理生理變化特點腸型放射病致死的根本原因腸上皮失去再生能力體液和蛋白質(zhì)電解質(zhì)紊亂感染、中毒、出血腸道的嚴重損傷死亡！ 心血管型和腦型急性放射病 受到50Gy 以上超致死劑量照射后出現(xiàn)的極其嚴重的急性放射病。 表現(xiàn)：昏迷、休克、喪失定向能力、共濟失調(diào)、肌張力增強、肢體震顫、抽搐等癥狀。

18、早期失能，進而完全喪失中樞控制，是腦型放射病發(fā)展的特點。 受照劑量范圍約在2050Gy之間，表現(xiàn)為心臟和全身血管廣泛損傷，循環(huán)衰竭，一般死于心源性休克，但目前認識尚不統(tǒng)一。心血管型急性放射病外照射急性放射病的診斷 準確地估算患者接受的劑量的大小，如能確定劑量的大小，放射病的診斷即可成立，并可對預后進行評估。物理劑量估算是關(guān)鍵生物劑量估算是補充臨床判斷供參考 針對病程的各期特點，采用中、西醫(yī)結(jié)合對癥綜合治療。外照射急性放射病的治療原則關(guān) 鍵抗感染、抗出血、減輕造血功能的損傷，維持水、電解質(zhì)平衡，輸注血細胞懸液，加強營養(yǎng)，改善微循環(huán)，必要時采用同種骨髓移植等。放射源丟失誤照：1962年墨西哥事故：

19、一兒童將60Co源帶回家，造成5人受106天連續(xù)照射，劑量范圍為10-52Gy。放射源井（2）外照射亞急性放射病基本病理變化 造血功能障礙，表現(xiàn)為造血組織破壞、萎縮、再生障礙；骨髓異常增生；骨髓纖維化。臨床表現(xiàn) 起病因襲，病程較長。全血細胞減少，出現(xiàn)頭昏、乏力、食欲減退；皮膚、粘膜少數(shù)出血點，或局灶性眼底出血。淋巴細胞染色體畸變率增高；免疫功能和生殖功能低下；一般抗貧血藥物治療無效。診斷原則和治療原則 診斷原則：依據(jù)受照史、受照劑量、臨床表現(xiàn)和實驗室檢查所見，結(jié)合健康檔案綜合分析，排除其他疾病，作出正確診斷。 治療原則：保護和促進造血功能恢復，改善全身狀況，預防感染和出血等并發(fā)癥。 指放射性工

20、作人員在較長時間內(nèi)連續(xù)或間斷受到超當量劑量限值的外照射，累積劑量超過1.5Sv以上引起的以造血組織損傷為主并伴有其他系統(tǒng)改變的全身性疾病。（3）外照射慢性放射性損傷1、射線診斷病因3、工業(yè)探傷2、放射治療4、含放射性武器的使用 如貧鈾彈女性月經(jīng)失調(diào)，表現(xiàn)為經(jīng)期延長、周期縮短、痛經(jīng)、閉經(jīng)等。 臨床表現(xiàn)多數(shù)患者有乏力、頭昏、頭痛、睡眠障礙、記憶力減退、食欲不振、易激動、心悸等植物神經(jīng)功能紊亂綜合征的表現(xiàn)；牙齦滲血、鼻衄、皮下瘀點、瘀斑等出血傾向；男性患者性欲減退、陽痿； 外周血細胞不同程度減少與輻射損傷的嚴重程度和累積劑量密切相關(guān)，白細胞總數(shù)先增加后進行性下降 骨髓像診斷依據(jù)：增生活躍；增生低下；

21、骨髓造血某一系統(tǒng)，特別是粒細胞系統(tǒng)成熟障礙 。臨床表現(xiàn)淋巴細胞染色體畸變靈敏指標，特點：以斷片為主；雙著絲點加環(huán)狀染色體不伴斷片；染色體畸變率和畸變細胞率相等；穩(wěn)定性畸變（臂間倒位、易位）增加；畸變率與劑量的關(guān)系不明顯臨床表現(xiàn)具有接觸射線和超劑量當量限值職業(yè)史有接觸射線的劑量記錄出現(xiàn)臨床癥狀和體征有陽性實驗室檢查結(jié)果結(jié)合既往體檢情況，并排除其他疾病等進行綜合分析診斷原則 內(nèi)照射放射?。褐阜派湫晕镔|(zhì)經(jīng)呼吸道、消化道、皮膚、粘膜和傷口以及其他各種途徑進入機體后，放射性核素發(fā)出的核射線由體內(nèi)對機體進行的照射。內(nèi)照射的作用特點：1）呈持續(xù)性照射 2）呈選擇性照射（4）內(nèi)照射放射病急性放射性皮膚損傷慢性

22、放射性皮膚損傷放射性皮膚癌（5）放射性皮膚損傷（6）放射性白內(nèi)障 電離輻射引起晶體混濁的潛伏期長短相差很大，最短9個月，最長12年，平均24年。年齡愈小，潛伏期愈短，劑量愈大，潛伏期愈短。X線或 射線所致白內(nèi)障的最低劑量，一次照射為2Gy ，三周到三個月多次照射的累積劑量4Gy ，三個月以上多次照射的累積劑量喂 5.5Gy ，若照射總劑量超過11.5Gy ，則不論照射的次數(shù)和經(jīng)過的時間長短，都會產(chǎn)生白內(nèi)障。遠后效應指受照后幾個月、幾年、幾十年或直至終生才發(fā)生的慢性效應。包括軀體效應和遺傳效應。（1）電離輻射致癌效應通過動物實驗和人群流行病學研究，已證明輻射是一種致癌因子。它有誘發(fā)幾乎所有種系哺

23、乳動物的所有組織腫瘤的能力，是任何一種化學物都不能比擬的。8.電離輻射遠后效應（2）輻射致眼晶體混濁或白內(nèi)障 眼晶體對輻射較為敏感。在放射防護標準中，把眼晶體列為第一類敏感器官和組織。（3）輻射致壽命縮短動物實驗證明輻射可致壽命縮短，輻射致壽命縮短且與受照劑量呈直線關(guān)系。輻射能否引起人的壽命縮短，迄今尚無資料說明。8.電離輻射遠后效應（4）輻射致胚胎效應胚胎效應是一種特殊的非隨機效應，其嚴重程度與劑量有關(guān)外，與胚胎發(fā)育階段有密切關(guān)系。著床前受照射，是 “全”與“無”的結(jié)局；在器官形成期受照，易發(fā)生畸形兒或死亡；胎兒期受照射，可影響各臟器功能，易出現(xiàn)生長發(fā)育不全，智力發(fā)育障礙等。8.電離輻射遠后

24、效應（5）電離輻射的遺傳效應 主要指輻射引起性細胞的損傷，造成性細胞染色體畸變和基因突變，從而使受照者后代發(fā)生畸形、遺傳性疾病乃至死亡。實驗資料表明輻射可使后代發(fā)生先天畸形、流產(chǎn)、死產(chǎn)不孕或性別變動。但人類輻射遺傳流行病學資料，尚不能對人類輻射遺傳效應作出肯定結(jié)論。8.電離輻射遠后效應9.放射防護 （1）輻射防護的主要目的:防止有害的確定性效應；將隨機性效應的發(fā)生率降至可接受的水平。9.放射防護（2）輻射防護的基本原則實踐的正當化：何涉及輻射照射的行動都必須具備充分理由， 即該行動對受照射的個人或社會利多于弊；防護的最優(yōu)化 ：個人劑量及受輻射照射的人數(shù)，應在合理可行 和顧及經(jīng)濟和社會因素的情況下減至最少；個人劑量限值：個人所受的照射須符合劑量限值，確保沒有人 需要承受不能接受的輻射危害。9.放射防護 (2) 劑量限值 輻射防護標準自X射線發(fā)現(xiàn)第二年至今經(jīng)過四個階段的演變,其趨勢是標準愈來愈嚴,劑量限值愈來愈小。輻射防護標準的演變 第一階段 耐受劑量 每日 每