第2章-第3节-物理因素-电离辐射

五、非电离辐射和电离辐射Nonionizingradiation&Ionizingradiation第三节物理因素所致职业病电磁波波长（Ａ）、频率（ｆ）和传播速度（Ｃ）之间的关系为：λ=c/f。电磁波在空中以光速传播，电磁波既然是“波”，就具有波的基本性质，例如波长（与它的频率成反比）,就是相邻两个波峰或波谷之间的距离。根据波的长短不同，将它们分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、γ线、X射线等。这个排列是按波长从长到短的顺序，也就是频率从低到高的顺序。无线电波又分为长波、中波、短波、微波。当量子能量水平12ｅV以上时，对物体有电离作用，可导致机体的损伤，这类电磁辐射称为电离辐射（ionizing－radiation），如X射线、γ射线、宇宙射线等。α粒子、β中子、质子等属于电离辐射中的粒子。辐射量子能量＜12eV的电磁辐射不足以引起生物体电离的，称为非电离辐射（nonionizingradiation），如紫外线、可见光线、红外线、射频及激光等；紫外线的量子能量介于非电离辐射与电离辐射之间。电磁波四、电离辐射（Ionizingradiation）Someformsofionizingradiationinclude:Gammarays（γ射线）Xrays（X射线）Alphaparticles（α粒子）Betaparticles（β粒子）Neutrons（中子）电离辐射事故案例切尔诺贝利事故是人类历史上发生的一次最严重的核事故。事故造成30名反应堆工作人员和消防队员在几天或几星期内死亡,其中28人是辐射照射引起的,2人死于其它原因。134人被诊断为急性放射病。1986年后,又有约220000人相继迁走。先后参加清除工作的人员约600000人。这些人员都受到不同程度的附加辐射照射。1.常用电离辐射的单位：①放射性活度（radioactivity）（A）：指放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。SI单位为“贝克”（becquerel，Bq）专用单位为“居里”（Curie，Ci）。②照射量（exposure，X）：是度量x或γ射线对空气电离本领的物理量。反映的是空气辐射场的性质，间接反映x或γ射线的强弱。单位：伦琴R。1.常用电离辐射的单位：③吸收剂量（absorbed，D）：表示被照射介质吸收辐射能量程度的大小，适用于任何类型的电离辐射。SI单位，Gray（戈瑞），(Gy)专用单位：rad（拉德），1Gy=100red④剂量当量（doseequivalent，H）：是一种防护上用来表示各种电离辐射对机体危害程度大小的辐射量。SI单位：Sievert，Sv希沃特专用单位：rem雷姆，1sv=100remTable3Whatistherelationshipbetweenmetric(SI)unitsandnon-metricunits?Table3UnitsofRadioactivityandRadiationDoseQuantitySIunit&symbolNon-SIunitConversionfactorRadioactivitybecquerel,Bqcurie,Ci1Ci=3.7x1010Bq=37Gigabecquerels(GBq)1Bq=27picocurie(pCi)Absorbeddose(D)gray,Gyrad100rad=1GyDoseequivalent(H)Sievert,Svrem100rem=1Sv2.接触机会1.核工业系统放射物质的开采、冶炼和加工，以及核反应堆的建立和运转.2.射线发生器的生产和使用加速器、X射线和γ射线的医用和工农业生产用辐射源.3.天然放射性核素伴生或共生矿生产磷肥、稀土矿、钨矿等开采和加工.医用直线加速器数字X光机磁共振机胃肠机CT机诊断X线机核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄．3.电离辐射的作用方式①外照射(externalexposure):位于人体之外的辐射源(radiationsource)对人体造成的辐射照射。特点：脱离或远离辐射源，辐射作用即停止；当辐射源距离人体有足够远的距离时，可造成对人体较均匀的全身照射;辐射源靠近人体，则主要造成局部照射。②内照射(internalexposure):放射性核素进入人体造成的辐射照射。源器官(sourceorgan)：辐射源沉积的器官。靶器官：受到从源器官发出的辐射照射的器官。特点：内照射对机体的辐射作用，一直要持续到放射性核素排出体外，或经10个半衰期以上的蜕变，才可忽略不计。3.电离辐射的作用方式③体表沾染:指放射性核素沾染于人体表面(皮肤或粘膜)。体表可以是完整的，也可以是有创伤的。沾染的放射性核素对受沾染的局部构成外照射源，还可以经过体表吸收进入血液而构成内照射。④复合照射：放射复合烧伤、放射复合创伤。指上述一种以上作用方式作用于人体，也可以是一种或一种以上上述作用方式与其他类型非放射性损伤复合作用于人体，如放射复合烧伤、放射复合创伤等。4、影响辐射作用的因素与辐射有关的因素：①辐射的物理特性：辐射的电离密度和穿透力，是影响辐射损伤的主要因素。②剂量与剂量率：在一定范围内，辐射剂量越大，生物效应越强。剂量率是单位时间内机体所接受的照射剂量，常以Gy/d，Gy/h，Gy/min表示。剂量率越大，效应也大。4、影响辐射作用的因素③照射部位：机体各部位接受不均匀照射，影响吸收剂量。以腹部照射的反应最强，其次为盆腔，头颈，胸部，四肢。④照射面积：受照面积越大，作用越明显。同样照射量，局部照射作用不明显，若全身照射面积达1/3，则可产生明显的辐射效应。4、影响辐射作用的因素机体因素：种系演化愈高，机体结构愈复杂，辐射易感性愈强。组织对辐射的易感性与细胞的分裂活动成正比，与分化程度成反比。淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺、胚胎，呈高度易感性。而肌肉、结缔组织的易感性最低。①按效应出现的空间特点躯体效应遗传效应胚胎效应②按效应出现的时间特点急性效应（近期效应）慢性效应（远期效应）5.电离辐射的损伤效应分类5.电离辐射的损伤效应分类③按效应的发展规律：国际放射防护委员会（ICRP）建议随机性效应：损伤效应发生的概率与剂量大小有关，但损伤的程度与剂量无关，且不存在损伤效应的阈值水平，如：致癌效应，遗传效应。确定性效应（肯定效应）：当接受剂量超过一定水平（阈值）时，损伤效应发生的概率将急剧增加，且损伤的严重程度也随剂量的加大而增高。如：放射病，放射性白内障，放射性皮肤损伤，生育能力障碍等。6.电离辐射生物效应的机制直接作用：辐射粒子作用于机体时，一部分打到细胞的生物大分子上，直接使DNA、RNA受到损伤。间接作用：另一部分先引起水分子电离，生成各种自由基和活化分子。6.电离辐射生物效应的机制生物大分子损伤结果：电离辐射对机体产生损伤，同时生物大分子，细胞和器官也都具有一定的修复，再生和代偿能力。当这种损伤超过机体的修复能力，机体就可出现一系列改变。机体急性损伤得到修复和治愈后，其中有些细胞可能改变了结构而存活，如基因突变，染色体畸变等。体细胞诱发癌症生殖细胞遗传损伤的根源。生物效应产生的过程和机理a.电离辐射的能量转移过程b.DNA损伤（分子水平）6.电离辐射生物效应的机制6.电离辐射生物效应的机制间期死亡增殖死亡增殖死亡间期死亡增殖死亡间期死亡间期死亡功能障碍结构改变增殖死亡C.细胞水平损伤6.电离辐射生物效应的机制d.细胞变异（modification)异常细胞克隆细胞转化癌症transformationcancer变异6.电离辐射生物效应的机制e.细胞凋亡(apoptosis)变异细胞的程序性死亡（programmeddeath）镜下表现：胞核浓缩、断裂凋亡小体机理：P53基因激活自我致死程序是变异细胞免于患癌的重要机制。分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应6.电离辐射生物效应的机制外照射急性、亚急性放射病和慢性放射损伤病因1、医疗照射2、事故照射3、应急照射4、核武器辐射外照射急性放射病假愈期阶段极期阶段恢复期阶段初期阶段临床表现急性放射病的初期阶段是在受照射后数分钟至1或2日开始，可持续1至数日。主要表现为神经和胃肠功能改变，特别是植物神经功能紊乱的症状。（一）初期阶段初期的症状缓解或基本消失，但机体内部病理过程在继续发展。假愈期的有无或长短是判断急性放射病严重程度的重要标志之一。（二）假愈期阶段进入极期的标志外周血wbc2.0×109/L脱发、皮肤及粘膜出血点、体温升高和菌血症极期极期是急性放射病病情严重，各种症状、体征和实验室检查变化明显，即临床表现最为严重的时期，是病人生存或死亡的关键时刻。受照射剂量越大，则极期开始越早。表现有：1、造血功能障碍（三）极期阶段2、严重感染3、明显出血4、胃肠道症状表25外照射急性放射病分型类型剂量(Gy)主要临床表现主要病理变化治疗预后骨髓型1-出血、感染骨髓抑制、空虚对症治疗、骨髓移植可治愈、有死亡肠型10-高烧、腹泻电解质失衡肠上皮细胞分裂停止，上皮细胞脱落对症治疗、姑息治疗部分可治愈，死亡率高心血管型25-循环衰竭症状、死于心源性休克心脏和全身血管广泛性损伤姑息治疗死亡率高脑型50震颤、惊厥运动失调脑炎、脑水肿、血管炎、小脑颗粒细胞变性等姑息治疗死亡（一）骨髓型急性放射病1、轻度急性放射病2、中度急性放射病3、重度急性放射病4、极重度急性放射病（二）肠型急性放射病肠型放射病：初期、假愈期、极期。全身或腹部遭受大剂量（10～25Gy）辐射造成的损伤，临床表现为剧烈的胃肠道症状，病程急剧，不易救治，可造成近100％死亡，一般死于照射后数十天之内。肠粘膜充血、水肿，故肠壁显著增厚。肠绒毛变短，粘膜大片坏死脱落，皱壁萎缩，肠壁变薄。由于肠粘膜坏死脱落，故创面直接暴露于肠腔与肠内容物接触。肠型放射病的病理变化特点一方面有血液和淋巴液不断从损伤的小血管和淋巴管外流，加之频繁的呕吐及腹泻，致大量体液丧失，水电解质严重紊乱，血液浓缩，血压下降，循环衰竭。另一方面，肠腔内毒性物质及细菌也可直接入血，引起中毒和感染。在此过程中，肠分泌、蠕动、消化、吸收等机能均严重障碍，病人产生剧烈腹痛、腹泻、顽固性呕吐、拒食、发热及血水样便，全身衰竭等。肠型放射病的病理生理变化特点肠型放射病致死的根本原因肠上皮失去再生能力体液和蛋白质电解质紊乱感染、中毒、出血肠道的严重损伤死亡！（三）心血管型和脑型急性放射病受到50Gy以上超致死剂量照射后出现的极其严重的急性放射病。表现：昏迷、休克、丧失定向能力、共济失调、肌张力增强、肢体震颤、抽搐等症状。早期失能，进而完全丧失中枢控制，是脑型放射病发展的特点。受照剂量范围约在20~50Gy之间，表现为心脏和全身血管广泛损伤，循环衰竭，一般死于心源性休克，但目前认识尚不统一。心血管型急性放射病三、外照射急性放射病的诊断准确地估算患者接受的剂量的大小，如能确定剂量的大小，放射病的诊断即可成立，并可对预后进行评估。（一）物理剂量估算是关键（二）生物剂量估算是补充（三）临床判断供参考针对病程的各期特点，采用中、西医结合对症综合治疗。（四）外照射急性放射病的治疗原则关键抗感染、抗出血、减轻造血功能的损伤，维持水、电解质平衡，输注血细胞悬液，加强营养，改善微循环，必要时采用同种骨髓移植等。（一）接触机会1.放射源丢失2.误照★1962年墨西哥事故：一儿童将60Co源带回家，造成5人受106天连续照射，剂量范围为10-52Gy。放射源井外照射亚急性放射病（二）基本病理变化造血功能障碍，表现为造血组织破坏、萎缩、再生障碍；骨髓异常增生；骨髓纤维化。（三）临床表现起病因袭，病程较长。全血细胞减少，出现头昏、乏力、食欲减退；皮肤、粘膜少数出血点，或局灶性眼底出血。淋巴细胞染色体畸变率增高；免疫功能和生殖功能低下；一般抗贫血药物治疗无效。（四）诊断原则和治疗原则诊断原则：依据受照史、受照