放射物理與防護(hù)醫(yī)學(xué)影像專(zhuān)業(yè)姓名：唐爐生Tel

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E-mail：271926048@放射線(xiàn)對(duì)人體的影響內(nèi)容提要放射線(xiàn)的生物學(xué)效應(yīng)影響放射損傷的因素學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)的概念并了解它們各自包括的輻射效應(yīng)；掌握皮膚效應(yīng)的概念并了解其分度診斷標(biāo)準(zhǔn)和處理原則；

了解放射線(xiàn)引起的生物學(xué)效應(yīng)；了解胎兒出生前受照引起的效應(yīng)。

第一節(jié)放射線(xiàn)的生物學(xué)效應(yīng)

直接作用：受到射線(xiàn)照射的重要生物分子，如脫氧核糖核酸（DNA）或具有生物功能的其他分子吸收射線(xiàn)的能量，直接被電離、激發(fā)，引起大分子損傷的效應(yīng)。間接作用：射線(xiàn)能量通過(guò)擴(kuò)散的離子以及射線(xiàn)作用于機(jī)體水分子產(chǎn)生的多種自由基與生物分子作用，引起生物分子損傷的效應(yīng)。第一節(jié)放射線(xiàn)的生物學(xué)效應(yīng)

射線(xiàn)主要作用于DNA（或基因組）和膜（特別是核膜）受損導(dǎo)致染色體畸變；蛋白質(zhì)和酶的輻射效應(yīng)、代謝紊亂引起機(jī)體病理變化；機(jī)體進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)、修補(bǔ)和修復(fù)；多種因素決定細(xì)胞的存活、死亡、老化和癌變。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）確定性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)輻射生物效應(yīng)致癌效應(yīng)遺傳效應(yīng)第一節(jié)放射線(xiàn)的生物學(xué)效應(yīng)（一）確定性效應(yīng)deterministiceffect

定義：通常情況下存在劑量閾值的一種輻射效應(yīng)。超過(guò)閾值時(shí)，劑量越高則效應(yīng)越嚴(yán)重。特點(diǎn)：1.損害程度取決于吸收劑量2.存在劑量閾值一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（一）確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)的閾劑量：低于閾劑量則損害輕微；高于閾劑量損害程度明顯加重，且劑量與損害（功能損失）成正比。射線(xiàn)照射人體全部或部分組織，殺死相當(dāng)數(shù)量的細(xì)胞并導(dǎo)致不能由活細(xì)胞的增殖來(lái)補(bǔ)充、并造成嚴(yán)重的功能損傷。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（一）確定性效應(yīng)

輕度功能損失是可逆的。不同個(gè)體、不同組織和器官對(duì)射線(xiàn)照射的敏感度差異較大。在非正常情況下，急性大量輻射照射可以造成人或生物的死亡。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)表1-1成年人睪丸、卵巢、眼晶狀體及骨髓的確定性效應(yīng)閾值估計(jì)值*組織和效應(yīng)在一單次短時(shí)照射中受到的總劑量（Sv）在分很多的照射或遷延照射中受到的總劑量（Sv）多年中每年以很多分次照射或遷延照射接受劑量時(shí)的年劑量（Sv·a-1）睪丸暫時(shí)不育永久不育卵巢不育晶狀體可查出的渾濁視力障礙（白內(nèi)障）骨髓造血功能低下0.153.5~6.02.5~6.00.5~2.05.0***0.5NA**NA6.05＞8NA0.42.0＞0.2＞0.1＞0.15＞0.4注：*：引自ICRP,1984；**：NA(notapplicable)表示不適用，因?yàn)樵撻撝等Q于劑量率而不取決于總劑量；***：給出的范圍為2~10Sv。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)表1-2人類(lèi)全身受低LET均勻急性照射誘發(fā)綜合征和死亡的劑量范圍全身吸收劑量（Gy）造成死亡的主要效應(yīng)照后死亡時(shí)間（d）3~55~15＞15骨髓損傷（LD50/60）*胃腸道及肺損傷**神經(jīng)系統(tǒng)損傷**

30~60

10~20

1~5注：*：LD50/60為預(yù)計(jì)使一半的個(gè)體在60天內(nèi)死亡所需的劑量描述；**：脈管膜及細(xì)胞膜損傷在大劑量情況下尤為重要。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（二）隨機(jī)性效應(yīng)stochasticeffect

定義：

發(fā)生概率與劑量成正比而嚴(yán)重程度與劑量無(wú)關(guān)的輻射效應(yīng)。一般認(rèn)為，在輻射防護(hù)感興趣的低劑量范圍內(nèi)，這種效應(yīng)的發(fā)生不存在劑量閾值。特點(diǎn)：1.損害程度與吸收劑量無(wú)關(guān)2.不存在劑量閾值3.發(fā)生的機(jī)率與吸收劑量有關(guān)一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（二）隨機(jī)性效應(yīng)1.致癌效應(yīng)：由輻射引起癌的概率通常隨劑量的增加而增大，可能不存在閾劑量，而且這種概率大致正比于劑量，癌的嚴(yán)重程度不受劑量的影響。2.遺傳效應(yīng)：發(fā)生在生殖細(xì)胞內(nèi)并能引起受照者后代患遺傳性疾病一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（二）隨機(jī)性效應(yīng)致癌效應(yīng)：癌癥是威脅人類(lèi)健康的重要疾病。80%以上來(lái)自生活與環(huán)境（包括職業(yè)），其中1%來(lái)自天然本底和人工輻射源的照射。從受到輻射照射至臨床發(fā)現(xiàn)癌癥之間存在著持續(xù)若干年的時(shí)間間隔，稱(chēng)為潛伏期。潛伏期一般為5~10年或更長(zhǎng)，最短約為2年。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)表1-3各器官對(duì)總危險(xiǎn)的相對(duì)貢獻(xiàn)*器官或組織致死癌癥概率F（每萬(wàn)人·Sv-1）嚴(yán)重遺傳效應(yīng)（每萬(wàn)人·Sv-1）

壽命損失（a）膀胱骨髓骨表面乳腺結(jié)腸肝肺食道卵巢皮膚胃甲狀腺其余組織性腺30505208515853010

2110850———————————

————————————————1009.830.915.018.212.515.013.511.516.815.012.415.013.720.0注：*：ICRP，1990。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（二）隨機(jī)性效應(yīng)1.致癌效應(yīng)：不同組織或器官誘發(fā)癌癥的幾率差別很大，胃、肺、結(jié)腸、紅骨髓、食管、膀胱和乳腺等誘發(fā)癌癥的危險(xiǎn)性較高，其死亡率也較高。在放射診斷中應(yīng)盡可能保護(hù)這些對(duì)射線(xiàn)較敏感的組織或器官。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)表1-4成年人各部位癌癥死亡率（U.S.DHHS,1989）*組織器官1980-1985年5年的死亡率1950-1970年20年的死亡率膀胱骨腦乳腺子宮頸結(jié)腸腎白血?。毙裕└畏渭爸夤苁车缆殉惨认偾傲邢倨つw胃甲狀腺子宮0.22—0.750.240.330.450.480.980.950.870.920.620.970.26—0.850.060.170.580.720.840.620.500.620.780.990.980.960.970.740.990.84—0.900.150.35注：*：ICRP，1990。一、輻射生物效應(yīng)分類(lèi)（二）隨機(jī)性效應(yīng)2.遺傳效應(yīng)：發(fā)生在生殖細(xì)胞內(nèi)并能引起受照者后代患遺傳性疾病。遺傳效應(yīng)嚴(yán)重程變化范圍大。一種為導(dǎo)致第一、第二子代遺傳疾病的顯性突變；另一種為導(dǎo)致第二子代以后子代的遺傳疾病的隱性突變。還有些是遺傳因素與環(huán)境因素相互作用導(dǎo)致的多因素疾患。二、胎兒出生前受照效應(yīng)（一）胚胎死亡植入前期（受孕0~9天）較小劑量即能誘發(fā)胚胎死亡。（二）畸形器官形成期（受孕9~42天）可能引起正在發(fā)育的器官畸形，胚胎或胎兒在發(fā)育的各個(gè)階段受照，還會(huì)發(fā)生沒(méi)有畸形的生長(zhǎng)障礙。二、胎兒出生前受照效應(yīng)（三）智力低下照射導(dǎo)致智力受損，其嚴(yán)重程度隨劑量而增加。在妊娠8~15周為最敏感期，其次是16~25周。曾于子宮內(nèi)受照射的兒童會(huì)出現(xiàn)較輕的智力受損，并與劑量相關(guān)，表現(xiàn)為發(fā)育特征的時(shí)間改變、學(xué)習(xí)障礙、易發(fā)作癲癇等。（四）誘發(fā)癌癥受照胎兒在出生后10周歲之內(nèi)患白血病及其它兒童癌癥的發(fā)病率增高。三、皮膚效應(yīng)確定性效應(yīng)：急、慢性放射性皮膚損傷；隨機(jī)性效應(yīng)：誘發(fā)皮膚癌。（一）急性放射性皮膚損傷因違章操作或設(shè)備故障導(dǎo)致身體局部受到一次或短時(shí)間內(nèi)多次大劑量外照射引起急性放射性皮炎及放射性皮膚潰瘍等。急性放射性皮膚損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)：1.根據(jù)患者的職業(yè)史、皮膚受照史、法定局部劑量監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)個(gè)人劑量調(diào)查、臨床表現(xiàn)綜合分析，做出診斷。三、皮膚效應(yīng)表1-5急性放射性皮膚損傷分度診斷標(biāo)準(zhǔn)分度初期反應(yīng)期假愈期臨床癥狀明顯期參考劑量（Gy）Ⅰ°Ⅱ°Ⅲ°Ⅳ°紅斑紅斑、燒灼感紅斑、麻木、瘙癢、水腫、刺痛2~6周1~3周數(shù)小時(shí)~10天毛囊丘疹、暫時(shí)脫毛脫毛、紅斑二次紅斑、水皰二次紅斑、水皰、壞死、潰瘍

≥3≥5≥10≥202.依據(jù)皮膚受照后的主要臨床表現(xiàn)和預(yù)后，參照射線(xiàn)種類(lèi)、劑量、劑量率、射線(xiàn)能量、受照部位和面積、身體狀況等因素進(jìn)行分度診斷。3.以臨床癥狀明顯期皮膚表現(xiàn)為主，并參考照射劑量值做出最后診斷。三、皮膚效應(yīng)表1-6慢性放射性皮膚損傷分度診斷標(biāo)準(zhǔn)分度臨床表現(xiàn)（必備條件）Ⅰ°Ⅱ°Ⅲ°皮膚色素沉著或脫失、粗糙、指甲灰暗或縱嵴色條甲皮膚角化過(guò)度，皸裂或萎縮變薄，毛細(xì)血管擴(kuò)張，指甲增厚變形壞死潰瘍，角質(zhì)突起，指端角化融合，肌腱攣縮，關(guān)節(jié)變形，功能障礙（具備其中一項(xiàng)即可）（二）慢性放射性皮膚損傷急性放射性皮膚損傷遷延而來(lái)或小劑量射線(xiàn)長(zhǎng)期照射（職業(yè)性或醫(yī)源性）后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮膚潰瘍。應(yīng)結(jié)合健康檔案，排除其它皮膚病，綜合分析，根據(jù)分度診斷標(biāo)準(zhǔn)做出診斷。三、皮膚效應(yīng)（三）放射性皮膚癌在電離輻射所致皮膚放射性損害的基礎(chǔ)上發(fā)生的皮膚癌。診斷依據(jù)：1.在原放射性損傷的部位上發(fā)生的皮膚癌；2.癌變前表現(xiàn)為射線(xiàn)所致的角化過(guò)度或長(zhǎng)期不愈的放射性潰瘍；3.凡不是在皮膚受放射性損害部位的皮膚癌，不能診斷為放射性皮膚癌；4.發(fā)生在手部的放射性皮膚癌其細(xì)胞類(lèi)型多為鱗狀上皮細(xì)胞。三、皮膚效應(yīng)引起放射性皮膚癌發(fā)病率的當(dāng)量劑量為0.1Sv-1，皮膚癌的死亡率為0.2%，即2×10-3。電離輻射誘發(fā)皮膚癌的危險(xiǎn)與皮膚的色素沉著程度有關(guān)；淺膚色的人危險(xiǎn)較大，人種之間易感性相差50倍。第二節(jié)影響放射損傷的因素一、與電離輻射有關(guān)的因素（一）輻射種類(lèi)和能量射線(xiàn)的電離密度與其穿透能力成反比關(guān)系：電離密度越大的射線(xiàn)，穿透能力越小，外照射時(shí)對(duì)機(jī)體的影響小，但內(nèi)照射時(shí)對(duì)機(jī)體影響大。α、β、γ射線(xiàn)的電離密度大小為α＞β＞γ。一、與電離輻射有關(guān)的因素同類(lèi)射線(xiàn)的能量不同，產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同：低能X線(xiàn)主要被皮膚吸收，容易損傷皮膚，而高能X線(xiàn)能夠進(jìn)入到深層組織，這是進(jìn)行放射治療的基礎(chǔ)。一、與電離輻射有關(guān)的因素表1-7不同照射劑量對(duì)人體損傷的估計(jì)照射劑量（Gy）損傷類(lèi)型初期癥狀或損傷程度＜0.250.25~0.50.5~11~22~3.53.5~5.55.5~1010~50＞50輕度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病重度骨髓型急性放射病極重度骨髓型急性放射病腸型急性放射病腦型急性放射病不明顯和不易覺(jué)察的病變可恢復(fù)的機(jī)能變化，可能有血液學(xué)變化機(jī)能變化，血液變化，但不伴有臨床征象乏力，不適，食欲減退頭昏，乏力，食欲減退，惡心，嘔吐，白細(xì)胞短暫上升后期下降多次嘔吐，可有腹瀉，白細(xì)胞明顯下降多次嘔吐，腹瀉，休克，白細(xì)胞急劇下降頻繁嘔吐，腹瀉嚴(yán)重，腹痛，血紅蛋白升高頻繁嘔吐，腹瀉，休克，共濟(jì)失調(diào)，肌張力增高，震顫，抽搐，昏睡，定向力和判斷力減退（二）吸收劑量在一定范圍內(nèi)，吸收劑量愈大，生物效應(yīng)愈顯著。一、與電離輻射有關(guān)的因素（三）劑量率劑量率愈大，效應(yīng)愈顯著。（四）分次照射分次照射可以減輕輻射生物效應(yīng)。（五）照射部位不同受照部位，生物效應(yīng)不同。相同吸收劑量和劑量率時(shí)；腹部較重；其次為盆腔、頭顱、胸部、四肢。一、與電離輻射有關(guān)的因素（六）照射面積其它條件相同時(shí)，受照面積愈大，損傷愈嚴(yán)重；相同劑量照射全身其損傷明顯重于照射局部。（七）照射方式分為外照射、內(nèi)照射和混合照射。其中外照射分為單向照射和多向照射。多向照射引起的生物效應(yīng)大于單向照射。二、與機(jī)體有關(guān)的因素（一）種系種系演化愈高、組織結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，敏感性愈高。半數(shù)致死劑量（LD50）：引起被照機(jī)體死亡50%時(shí)的劑量作為指標(biāo)衡量機(jī)體的放射敏感性。表1-8不同種系接受X、γ射線(xiàn)照射時(shí)的LD50生物種系人猴大鼠雞龜大腸桿菌病毒LD50