放射物理与防护放射物理与防护医学影像技术专业医学影像技术专业南京同仁医院南京同仁医院 医学影像学教研室医学影像学教研室 徐柏林徐柏林 放射物理与防护放射物理与防护Tel Tel：15951011256 E-mail15951011256 E-mail：xublnjtrh.orgxublnjtrh.org第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响放射物理与防护放射物理与防护内内 容容 提提 要要放射线的生物学效应放射线的生物学效应影响放射损伤的因素影响放射损伤的因素第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响学学 习习 目目 标标掌握掌握确定性效应确定性效应和和随机性效应随机性效应的概念的概念 并了解它们各自包括的辐射效应；并了解它们各自包括的辐射效应；掌握掌握皮肤效应皮肤效应的概念并了解其分度的概念并了解其分度 诊断标准和处理原则；诊断标准和处理原则；了解了解放射线引起的生物学效应；放射线引起的生物学效应；了解了解胎儿出生前受照引起的效应。胎儿出生前受照引起的效应。放射物理与防护放射物理与防护第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响人工辐射源人工辐射源 ： 放射物理与防护放射物理与防护第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响辐射源辐射源天然辐射源：天然辐射源：天然本底辐射天然本底辐射医疗照射医疗照射 核爆炸核爆炸 核动力生产核动力生产 人类因人类因医疗照射医疗照射所致年集体有效剂量约所致年集体有效剂量约 为为天然本底辐射天然本底辐射所致年集体有效剂量的所致年集体有效剂量的1/71/7 。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应放射物理与防护放射物理与防护直接作用：直接作用：受到射线照射的重要生物受到射线照射的重要生物 分子，如脱氧核糖核酸（分子，如脱氧核糖核酸（DNADNA）或具有生）或具有生 物功能的其他分子吸收射线的能量，直接物功能的其他分子吸收射线的能量，直接 被电离、激发，引起大分子损伤的效应。被电离、激发，引起大分子损伤的效应。间接作用：间接作用：射线能量通过扩散的离子射线能量通过扩散的离子 以及射线作用于机体水分子产生的多种自以及射线作用于机体水分子产生的多种自 由基与生物分子作用，引起生物分子损伤由基与生物分子作用，引起生物分子损伤 的效应。的效应。第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应放射物理与防护放射物理与防护射线主要作用于射线主要作用于DNADNA（或（或基因组基因组）和）和 膜膜（特别是（特别是核膜核膜）受损导致染色体畸变；）受损导致染色体畸变； 蛋白质和酶的辐射效应、代谢紊乱引起机蛋白质和酶的辐射效应、代谢紊乱引起机 体病理变化；机体进行反馈调节、修补和体病理变化；机体进行反馈调节、修补和 修复；多种因素决定细胞的存活、死亡、修复；多种因素决定细胞的存活、死亡、 老化和癌变。老化和癌变。第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类国际放射防护委员会（国际放射防护委员会（ICRPICRP ） 确定性效应确定性效应随机性效应随机性效应辐射生物效应辐射生物效应致癌效应致癌效应遗传效应遗传效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类（一）确定性效应（一）确定性效应deterministic effectdeterministic effect 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响特点特点：1. 1.损害程度取决于吸收剂量损害程度取决于吸收剂量2. 2.存在剂量阈值存在剂量阈值定义定义：通常情况下存在剂量阈值的一种辐射通常情况下存在剂量阈值的一种辐射 效应。超过阈值时，剂量越高则效应越严效应。超过阈值时，剂量越高则效应越严 重。重。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类（一）确定性效应（一）确定性效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响确定性效应的确定性效应的阈剂量阈剂量：低于阈剂量则损：低于阈剂量则损 害轻微；高于阈剂量损害程度明显加重，且害轻微；高于阈剂量损害程度明显加重，且 剂量与损害（功能损失）成正比。剂量与损害（功能损失）成正比。射线照射人体全部或部分组织，杀死相射线照射人体全部或部分组织，杀死相 当数量的细胞并导致不能由活细胞的增殖来当数量的细胞并导致不能由活细胞的增殖来 补充、并造成严重的功能损伤。补充、并造成严重的功能损伤。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类（一）确定性效应（一）确定性效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响轻度功能损失是可逆的。轻度功能损失是可逆的。不同个体、不同组织和器官对射线照不同个体、不同组织和器官对射线照 射的敏感度差异较大。射的敏感度差异较大。在非正常情况下，急性大量辐射照射在非正常情况下，急性大量辐射照射 可以造成人或生物的死亡。可以造成人或生物的死亡。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响表 9-1 成年人睾丸、卵巢、眼晶状体及骨髓的确定性效应阈值估计值*组织组织和效应应在一单单次短时时 照射中受到的总总 剂剂量（Sv）在分很多的照射 或迁延照射中受到的 总剂总剂量（Sv）多年中每年以很多 分次照射或迁延照射 接受剂剂量时时的年剂剂剂剂量量 （SvSv a a-1-1） 睾丸暂时暂时不育永久不育 卵巢不育 晶状体可查查出的浑浊浑浊视视力障碍（白内障） 骨髓造血功能低下 0.15 3.56.02.56.00.52.0 5.0*0.5 NA* NA6.05 8NA0.4 2.00.20.1 0.150.4注：注：* *：引自：引自ICRP,1984ICRP,1984；*：NA (not applicable)NA (not applicable)表示不适用，因为该阈值取决表示不适用，因为该阈值取决 于剂量率而不取决于总剂量；于剂量率而不取决于总剂量；*：给出的范围为：给出的范围为210Sv210Sv。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响表 9-2 人类全身受低LET均匀急性照射诱发综合征和死亡的剂量范围全身吸收剂剂量（Gy）造成死亡的主要效应应照后死亡时间时间（d）3551515骨髓损伤损伤（LD50/60）*胃肠肠道及肺损伤损伤* 神经经系统损伤统损伤 * 3060102015注：注：* *：LD50/60LD50/60为预计使一半的个体在为预计使一半的个体在6060天内死亡所需的剂量描述；天内死亡所需的剂量描述；*：脉管膜：脉管膜 及细胞膜损伤在大剂量情况下尤为重要。及细胞膜损伤在大剂量情况下尤为重要。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类 （二）随机性效应（二）随机性效应stochastic effectstochastic effect 定义：定义：发生概率发生概率与剂量成正比而与剂量成正比而严重程度严重程度与剂与剂 量无关的辐射效应。一般认为，在辐射防护量无关的辐射效应。一般认为，在辐射防护 感兴趣的低剂量范围内，这种效应的发生不感兴趣的低剂量范围内，这种效应的发生不 存在剂量阈值。存在剂量阈值。 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响特点特点：1. 1.损害程度与吸收剂量无关损害程度与吸收剂量无关2. 2.不存在剂量阈值不存在剂量阈值 3. 3.发生的机率与吸收剂量有关发生的机率与吸收剂量有关放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类 （二）随机性效应（二）随机性效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响1. 1. 致癌效应致癌效应：由辐射引起癌的概率通常随剂：由辐射引起癌的概率通常随剂 量的增加而增大，可能不存在阈剂量，而量的增加而增大，可能不存在阈剂量，而 且这种概率大致正比于剂量，癌的严重程且这种概率大致正比于剂量，癌的严重程 度不受剂量的影响。度不受剂量的影响。2. 2. 遗传效应遗传效应：发生在生殖细胞内并能引起受：发生在生殖细胞内并能引起受 照者后代患遗传性疾病照者后代患遗传性疾病放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类 （二）随机性效应（二）随机性效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响1. 1.致癌效应致癌效应：癌症是威胁人类健康的重要：癌症是威胁人类健康的重要 疾病。疾病。80%80%以上来自生活与环境（包括以上来自生活与环境（包括 职业），其中职业），其中1%1%来自天然本底和人工来自天然本底和人工 辐射源的照射。从受到辐射照射至临床辐射源的照射。从受到辐射照射至临床 发现癌症之间存在着持续若干年的时间发现癌症之间存在着持续若干年的时间 间隔，称为潜伏期。潜伏期一般为间隔，称为潜伏期。潜伏期一般为510510 年或更长，最短约为年或更长，最短约为2 2年。年。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响表 9-3 各器官对总危险的相对贡献*器官或组织组织致死癌症概率F （每万人 SvSv -1-1）严严重遗传遗传效应应（每万人 SvSv -1-1）寿命寿命损损损损失（失（a a）膀胱 骨髓骨表面乳腺结肠结肠肝肺食道卵巢皮肤胃甲状腺其余组织组织性腺 3050520851585301021108501009.830.915.018.212.515.013.511.516.815.012.415.013.720.0注：注：* *：ICRPICRP，19901990。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类 （二）随机性效应（二）随机性效应第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响1. 1.致癌效应致癌效应：不同组织或器官诱发癌症的几率差别很不同组织或器官诱发癌症的几率差别很 大，胃、肺、结肠、红骨髓、食管、膀胱和大，胃、肺、结肠、红骨髓、食管、膀胱和 乳腺等诱发癌症的危险性较高，其死亡率也乳腺等诱发癌症的危险性较高，其死亡率也 较高。在放射诊断中应尽可能保护这些对射较高。在放射诊断中应尽可能保护这些对射 线较敏感的组织或器官。线较敏感的组织或器官。放射物理与防护放射物理与防护一、辐射生物效应分类一、辐射生物效应分类第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响表 9-4 成年人各部位癌症死亡率（U.S.DHHS,1989）*组织组织器官1980-1985年5年的死亡率1950-1970年20年的死亡率膀胱骨脑脑乳腺子宫颈宫颈结肠结肠肾肾白血病（急性）肝肺及支气管食道卵巢胰腺前列腺皮肤胃甲状腺子宫宫 0.22 0.75 0.24 0.33 0.45 0.48 0.98 0.95 0.87 0.92 0.62 0.97 0.26 0.85 0.06 0.170.580.72 0.84