醫(yī)用電離輻射防護新進展

醫(yī)用電離輻射防護新進展要點第一講核輻射及健康第二講國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準第三講

醫(yī)用X射線診斷受檢者輻射防護優(yōu)化方法2020/11/142第一講核輻射及健康導

言

什么是核輻射？來自何方？

核輻射通過哪些途徑照射人類？危害有多大？

人們對這些問題常常是似知非知，受其困擾！

下面將逐一予以介紹！

2020/11/143

一

輻射源及照射劑量

1.天然輻射源及照射劑量

（1）天然輻射源——宇宙射線和宇生放射性核素

宇宙

射線能到達地球表面照射人體主要射線有：μ介子、r光子、紫外線和中子，對人產(chǎn)生外照射，受照劑量隨居民駐地海拔高度升高而升高。

宇宙射線及大氣層和地表物質(zhì)作用所產(chǎn)生放射性核素稱宇生核素，主要有氫-3，鈹-7，炭-14和鈉-22等，攝入人體可引起內(nèi)照射，但劑量很小?！懙靥烊惠椛湓磶r礦、土壤、建筑材料、食品、飲用水、生活日用品等中所含天然鈾、釷系衰變核素、鉀-40等，可發(fā)射α、β和r

射線。環(huán)境中天然放射性核素發(fā)射r射線對人產(chǎn)生外照射；通過食物鏈攝入人體天然放射性核素發(fā)射α、β射線引起內(nèi)照射。2020/11/144

（1）天然輻射源。

——巖礦和土壤中鈾-238(鐳-226)和釷-232活度濃度（貝可/克）變化范圍

鈾礦獨居石燒綠石

鋯石鈦鐵礦金紅石磷酸鹽礦鋁礬土其它金屬礦土壤土壤

活度濃度（Bq/g）圖1-1.巖礦和土壤中鈾-238（鐳-226）和釷-232活度濃度變化范圍

2020/11/145（2）

天然輻射照射劑量（mSv/a）

——正常本底地區(qū)

全世界

（左；2000年，右:2008年）

(氡、宇宙輻射、陸地r、食入。醫(yī)療照射和其它)

美國(左：1987年，右:2006年)

（氡、宇宙輻射、陸地r、

食入。醫(yī)療照射，日用商品和其它)。圖1-2.全球（上圖）和美國（下圖）公眾受照劑量2020/11/146

（2）天然輻射照射劑量

——高本底地區(qū)照射劑量

地名人口有效劑量

（萬人）（mSv/a）臘姆薩爾20.0250*瓜拉帕里7.338

喀那拉邦10.035陽江8.050

注:*最高700mSv/a

未觀察到有害健康影響，反提供不少

有益健康信息。

圖1-3.世界高本底地區(qū)r輻射致公眾照射劑量。

2020/11/1472.人工輻射源和照射劑量

（1）人工輻射源

射線發(fā)生裝置，核燃料循環(huán)利用，核武器爆炸等，均可產(chǎn)生大量人工放射性同位素和α、β、r及中子射線，都是人工輻射源。它們在醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、研究和核電生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，給人類帶來巨大利益，同時也給人類帶來了受照射劑量和健康風險。2020/11/148（2）人工輻射源照射劑量人工輻射源可引起人外照射和內(nèi)照射。人工輻射源引起公眾照射射劑量，最大是醫(yī)療照射。據(jù)統(tǒng)計，2008年世界公眾醫(yī)療照射平均劑量0.6mSv/a，約占公眾受照總劑量（3.0mSv/a）20％。

醫(yī)療保健水平越高國家，公眾醫(yī)療照射劑量越高；2006年德國達1.9mSv/a，美國達3.0mSv/a。醫(yī)療照射引起公眾受照劑量，逐年攀升，大概每8～10年翻一番.放射性同位素廣范應(yīng)用，核燃料循環(huán)和原子彈爆炸殘留物引起公眾照射劑量低于0.03mSv/a。小于總受照劑量1%，核電廠周圍居民受照劑量平均低于0.01mSv。2020/11/1493.美國公眾受照劑量

美國公眾受照總劑量6.2mSv/a。天然輻射：3.1mSv/a（50%）；醫(yī)療照射：3.0mSv/a（48%）；其它：0.12mSv/a（2%）。醫(yī)療照射：CT1.48mSv/a（50%），核醫(yī)學0.75mSv/a（25%），介入影像0.43mSv/a（15%），常規(guī)影像及透視0.31mSv/a（10%）圖1-4.美國公眾受照劑量2020/11/14104.職業(yè)照射劑量表1-1.放射診斷和鈾礦開采職業(yè)照射劑量.時

間

監(jiān)測人數(shù)(103)人均有效劑量（mSv/a）

放射診斷

鈾礦開采

放射診斷

鈾礦開采1975-19796302400.85.51980-198410803100.75.11985-198913502600.64.41990-1994950690.54.51995-19996870220.53.92000-20026670120.51.9美國核企業(yè)30年跟蹤健康監(jiān)護結(jié)果，未觀察到輻射有害健康病例。2020/11/1411(二)輻射照射對人體健康影響

1.確定性效應(yīng)和隨機性效應(yīng)（1）確定性效應(yīng)和閾劑量

受照劑量大于閾劑量，殺死細胞，引起組織器官功能下降，臨床上可觀察到癥狀，癥狀嚴重程度及受照劑量成正比效應(yīng)，稱為確定性效應(yīng)。

表1-2.確定性效應(yīng)閾劑量組織或器官

劑量

（Gy）

確定性效應(yīng)全身0.5嘔吐骨髓1.0細胞凋亡生殖腺3.0永久性不育皮膚3.0紅斑及脫毛眼晶體5.0白內(nèi)障肺5.0非致死性肺炎肺10.0死亡

甲狀腺10.0功能降低，粘液水腫2020/11/1412（2）隨機性效應(yīng)和劑量—效應(yīng)無閾模型(LNT)

——隨機效應(yīng)：殺傷細胞，誘發(fā)癌癥和遺傳疾病，發(fā)生概率及受照劑量成正比效應(yīng)稱之為隨機效應(yīng)，假設(shè)沒有閾劑量。——LNT：由大劑量照射得出隨機效應(yīng)發(fā)生概率及受照劑量成正比劑量效應(yīng)線性模型，假設(shè)無閾劑量，外推至低劑量照射得出劑量效應(yīng)模型，目前仍是制定職業(yè)照射劑量限值基礎(chǔ)。圖1-5.劑量—效應(yīng)線性無閾模型（LNT）2020/11/1413

（3）廣島原子彈爆炸幸存者白血病罹患率

及受照劑量關(guān)系

圖6各點說明：編號

爆心距離受照劑量罹患率

（km）

（mSv）

（1/106）

I＞3.0對照273II2.0～3.0平均20mSv92III1.5～2.0平均＞0.5Sv398IV1.5～2.0平均＞0.5Sv398V1.0～1.5平均＞5Sv3746VI＜1.0--12087受照者調(diào)查人數(shù)62856人，病例59例

，調(diào)查總?cè)藬?shù)95819，病例68。

圖1-6.廣島原子彈爆炸幸存者白血病罹患率及劑量關(guān)系

2020/11/1414

2.事故照射

切爾諾貝利事故：134名救援人員受照劑量＞2.2Gy，三個月內(nèi)28人死于急性輻射綜合征。2.4萬名救援者，平均受照劑量100mSv，11.2萬名遷離人員，平均受照劑量30mSv，事故發(fā)生14年后，未觀察到輻射對健康有害影響。15名現(xiàn)場維護人員每人累計受照劑量已達15Gy，未觀察到輻射損傷跡象。

福島事故:福島縣居民第1年受照劑量1.0～7.5mSv（圖1-7）；救援人員：平均受照劑量（圖1-8）：25mSv；＞100mSv,149人；＞250mSv，6人；最高680mSv，1人。均未觀察到輻射誘發(fā)疾患升高病例。

圖1-7.福島事故后福島縣居民受照劑量圖1-8.福島事故救援工人受照劑量2020/11/1415

3.氡照射

（1）氡來源和水平世界各國空氣中氡平均濃度：室外10，室內(nèi)40貝可/立方米。中國室外14，室內(nèi)24貝可/立方米。

圖1-9.美國各縣室內(nèi)氡篩查預期平均水平

＞148Bq/m374～148Bq/m3

＜74Bq/m3。

2020/11/1416

（2）氡照射劑量效應(yīng)關(guān)系

——人若長期吸入含成千上萬貝可/立方米氡空氣，可誘發(fā)吸煙者肺癌罹患率升高。

——美國近2000個縣，90％以上人口居室內(nèi)氡濃度及居民肺癌死亡率調(diào)查結(jié)果顯示，居室內(nèi)氡濃度及居民肺癌罹患率成反比（圖1-9）。

（20～220貝可/立方米）

圖1-10.居民肺癌調(diào)整危險度及居室內(nèi)氡濃度關(guān)系2020/11/1417

4.低劑量和低劑量率慢性照射對健康影響

——大劑量照射人體，可引起急性損傷，誘發(fā)癌癥罹患率升高，假設(shè)無閾線性模型認為，受照劑量無論多低對人體健康均有害，但是：——目前在各類受照人群中，尚未觀察到輻射誘發(fā)人體遺傳效應(yīng)病例；——在低劑量（＜200mSv）和低劑量率（6mSv/h）慢性受照人群中，至今未采集到輻射誘發(fā)癌癥罹患率升高證據(jù)?！巳菏苷談┝扛哌_數(shù)十至上百mSv/a高本底地區(qū)研究，不僅未觀察到輻射對健康有害影響，反而提供了不少

輻射有益健康信息?！姸鄬W者認為：隨機效應(yīng)有閾劑量，低于此劑量照射是安全?！壳?，美國正用數(shù)億美元，重新對LNT科學性進行評估?！獱幷撨€在繼續(xù)，輻射防護標準仍刻意保守！2020/11/1418

第二講國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準（BSS-2014）

導言2007年，國際放射防護委員會（ICRP）和國際原子能機構(gòu)（IAEA）先后出版了ICRP103號報告書和IAEASF-1《基本安全原則》，總結(jié)了各國執(zhí)行1996版標準（BSS-113號）10余年來所積累經(jīng)驗和共識，從2008年開始進行修訂，經(jīng)反復征求意見和修改，2011年出版了BSS-2011（暫行版），2014年正式出版了《國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準》（BSS-2014）。本講就《國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準》（BSS-2014）新增加要點做一簡要介紹。2020/11/1419

一IAEA輻射防護安全標準體系

SF-1基本安全原則

（安全基本法則）GSRS

基本安全要求（適用于所有設(shè)施和活動）SSRS

具體安全要求（適用于具體設(shè)施和活動）GSGS

一般安全導則（適用于所有設(shè)施和活動）SSGS

具體安全導則（適用于具體設(shè)施和活動）

圖2-1.IAEA輻射防護標準體系安全基本法則—闡述防護和安全基本安全目標和原則，為安全要求提供依據(jù)。安全要求—為確?，F(xiàn)在和將來、人類及環(huán)境免受電離輻射危害所必須滿足各項要求。安全導則—就如何遵守安全要求提出建議和指導性意見，介紹國際良好實踐，反映最佳實踐技術(shù)。2020/11/1420

二適用于醫(yī)用電離輻射防護IAEA主要標準

表2-1.IAEA相關(guān)標準目錄

標準編號

標準名稱

備注SF-1-2007基本安全原則

安全基本法則GSRPart1-2010促進安全政府、法律和監(jiān)管框架

一般安全要求GSRPart3-2014國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準

一般安全要求GSRPart4-2009設(shè)施和活動安全評定

一般安全要求GSRPart5-2009放射性廢物處置前管理

一般安全要求GSRPart6-2014設(shè)施退役

一般安全要求GS-R-3-2006*設(shè)施和活動管理系統(tǒng)

一般安全要求RS-G-1.5-2005電離輻射醫(yī)療照射輻射防護

安全導則2020/11/1421

三BSS-2014標準

1.BSS-2014標準結(jié)構(gòu)。

表2-2.BSS-2014標準結(jié)構(gòu)職業(yè)照射

公眾照射

醫(yī)療照射

計劃

第二部分（1～5）

第二部分

（1～5）

第二部分（1～5）照射

第三部分（6～18）第三部分（6～18）第三部分（6～18）情況

（19～28）（29～33）

（34～42）應(yīng)急

第二部分（1～5）

第二部分（1～5）

不適用照射

第四部分(43)

第四部分(43)情況(45,46)(44)現(xiàn)存

第二部分（1～5）

第二部分（1～5）

不適用照射

第五部分(47)第五部分(47)情況(52)(48～51)2020/11/1422

三BSS-2014標準

2.BSS-2014標準主要變化

（1）法律和政府框架

BSS—1996標準，關(guān)于法律和政府職能要求，僅在前言中提及，沒有形成正式文本要求。BSS—2014標準，針對三種照射情況和三類照射，對國家法規(guī)框架和政府職責做出了明確規(guī)定，概括如下：——政府應(yīng)負責建立并保持防護輻射危險法律，法規(guī)和組織框架;并建立一個獨立監(jiān)管機構(gòu)組織和督促實施；

——監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)負責建立或采納防護及安全法規(guī)和標準，并建立一個系統(tǒng)，確保其實施;——對設(shè)施和輻射源運行負責人者，許可證持有者，注冊者及其他相關(guān)方，有責任確保全面防護及安全，制定、實施防護及安全計劃，并將防護及安全納入全面管理體系。2020/11/1423

2.BSS-2014標準主要變化

（2）輻射防護優(yōu)化

輻射設(shè)施運行和活動開展輻射防護，既要實現(xiàn)及源強度和照射可能性及危害程度相稱，又不過度限制其有益應(yīng)用，對設(shè)施運行和活動開展壽期全過程實施優(yōu)化分級評價、監(jiān)督、管理和控制，確保防護及安全達到最高安全水平。

圖2-2.設(shè)施和活動分級監(jiān)管2020/11/14242.

BSS-2014標準主要變化

（3）豁免和解控豁免(解控)劑量：人工核素r照射10μS/a；

天然放射性核素r照射1mSv/a;

氡及其子體照射10mSv/a?；砻猓ń饪兀┗疃葷舛龋罕鞩.I.列出小宗物料活度濃度。I.II.列出不計量多少物料活度濃度。

表I.III.列出不計量物料天然鈾釷系每個核素活度濃度:＜1Bq/g，鉀-40活度濃度：＜10Bq/g。排除：人體中鉀-40，地面宇宙射線照射。2020/11/1425

2.BSS-2014標準主要變化

（4）劑量限值、劑量約束值和參考水平

——

劑量限值和劑量約束及參考水平

劑量限值劑量約束和參考水平

計劃照射監(jiān)管所有源

所有照射情況單個源2020/11/1426

2.BSS-2014標準主要變化

（4）劑量限值、劑量約束值和參考水平

——參考水平及行動水平

參考水平行動水平高于限值

不允許出現(xiàn)

采取干預行動低于限值

優(yōu)化防護

不采取干預行動2020/11/1427

2.BSS-2014標準主要變化

（5）劑量限值、劑量約束和參考水平適用

照射情況職業(yè)照射公眾照射醫(yī)療照射

計劃照射劑量限值（20mSv/a）劑量約束參考水平

劑量約束（1-5nSv/a）參考水平劑量約束

應(yīng)急照射參考水平（20-100mSv/a）參考水平（1-20mSv/a）劑量約束

現(xiàn)存照射參考水平（1-20mSv/a）公眾照射（1-10mSv/a）

計劃照射職業(yè)照射劑量限值：眼睛體：成年人150mSv/a→20mSv/a（50mSv/a）；

16-18歲：50mSv/a→20mSv/a.

其它：未變

應(yīng)急照射參考水平：個體救援人員:＜500mSv/a;救援群體人均＜100mSv/a。

2020/11/1428

2.BSS-2014標準主要變化

（6）醫(yī)療照射防護新增加要求。

——劑量限值、劑量約束值和參考水平適用診療“指導水平”改為“參考水平”。劑量限值:職業(yè)照射者。參考水平：診療患者。劑量約束值：照料者、撫慰者，自愿者。公眾等，2020/11/14292.BSS-2014標準主要變化

（6）醫(yī)療照射防護新增要求?！颊邉┝繙y量放射診斷程序和普通程序患者典型劑量；圖像引導介入程序患者典型劑量；放射治療患者計劃靶體積和相關(guān)組織或器官吸收劑量；非密封源治療患者典型劑量。2020/11/1430

2.BSS-2014標準主要變化

（6）醫(yī)療照射防護新增要求。

——接受放射藥物治療患者出院前公眾防護患者體內(nèi)放射性活度致家庭和公眾成員劑量應(yīng)低于它們劑量約束規(guī)定；應(yīng)向患者監(jiān)護人和相關(guān)人員提供優(yōu)化防護和輻射危害相關(guān)信息。2020/11/14312.BSS-2014標準主要變化

（7）應(yīng)急照射情況參考水平表2-3.應(yīng)急照射參考水平

確定效應(yīng)

器官或組織

r外照射

內(nèi)照射＜10小時30天紅骨髓1.0Gy2.0Gy(Z＜90)0.2Gy(Z≥90)胎兒0.1Gy0.1Gy皮膚（0.5cm）25Gy

隨機效應(yīng)H甲狀腺

50mSv＜7天，碘阻斷E100mSv＜7天，1月，1年。H胎兒100mSv＜7天，胎期，1年2020/11/14322.BSS-2014標準主要變化

（8）現(xiàn)存照射——范圍

殘留放射性物質(zhì)所致區(qū)域引起照射；

天然源引起照射；

由上述兩類源所致食品、飼料、飲用水、農(nóng)用肥料、土壤改良劑和建筑材料引起照射。

氡-222和氡-220及其子體引起照射。

宇宙射線對空勤人員和宇航員照射?！獏⒖妓剑?/p>

劑量：1mSv/a（r外照射）

氡-222：居室＜300Bq/m3。

工作場所＜1000Bq/m3。

鈾釷系每個核素：＜1Bq/g.2020/11/1433第三講

醫(yī)用X射線診斷受檢者輻射防護優(yōu)化方法

導言

X射線發(fā)現(xiàn)和在醫(yī)療診斷中應(yīng)用，不斷改善著人類保健水平，給人類健康帶來巨大利益，但也使得醫(yī)療照射成為電離輻射致公眾照射劑量重要組成部分（20～50%），隨著社會進步和人口老齡趨勢日益明顯，公眾受醫(yī)療照劑量，正以每年7～8%速度攀升，有可能給人類健康帶來一定風險，應(yīng)引起高度關(guān)注！2020/11/1434

第三講醫(yī)用X射線診斷受檢者輻射防護優(yōu)化方法

什么是醫(yī)療照射？

進行醫(yī)療、牙科診斷或治療患者、照料者和撫慰者以及作為生物醫(yī)學研究一部分接受照射志愿者受到照射。2020/11/1435

二.優(yōu)化X射線診斷受檢者輻射防護方法

1.初級X射線束過濾

（1）

過濾片厚度及入射皮膚劑量

表3-1.X射線經(jīng)不同厚度鋁片過濾后照射皮膚劑量鋁過濾片60kVpX射線照射

入射皮膚劑量受照劑量降低

（mm）

（mGy）

（%）

無23.8

——0.518.5231.012.7473.04.7802020/11/1436

1.初級X射線束過濾

（2）X射線能量及過濾片半值層（HVL）厚度

表3-2.不同能量（kVp）X射線半值層（HVL）厚度kVp鋁HVL厚度

（mm）300.3501.2701.5902.51103.0

2020/11/1437

1.初級X射線束過濾

（3）常用過濾片

表3-3.

常用過濾片X射線管乳房攝像X射線管

＜50kVp＞0.5mmAL＞30μmMo過濾

50～70kVp＞1.5mmAL或＞60μmRh過濾

＞70kVp＞2.2mmAL

兒科0.2mm銅

2020/11/1438

1.初級X射線過濾

（4）X光機初級射線固有和附加過濾器

X光機機頭內(nèi)裝X射線管玻璃外殼，靶陽極環(huán)繞油浴和窗口是初級X射線固有過濾器，相當于0.5-～1.0毫米鋁當量。X光機準直器亦屬附加過濾器，一般相當于1mm鋁當量。圖3-1.X射線束路徑圖陽極射出X射線→油浴→玻璃真空管→鉛套膠木孔→附加過濾器→準直反光鏡→限束器。2020/11/1439

1.初級X射線過濾

（5）添加附加過濾器

不同受檢者或不同受檢組織，X光機固有過濾器和準直器附加過濾器厚度，有時不能滿足優(yōu)化防護要求，需添加附加過濾器。放射師可在圖3-2所示位置添加附加過濾器。

圖3-2.添加附加過濾器操作放射師可在球管室準直器處，調(diào)整添加附加過濾器，并定期檢查，以確保所選過濾器不低于1.0mm鋁當量。

2020/11/14401.初級X射束線過濾

（6）初級X射線過濾用復合過濾器

常用復合過濾器有：楔形過濾器（圖3-3）、槽式過濾器、CT用蝶形過濾器、K邊過濾器和托雷烏斯過濾器等。

圖3-3.復合過濾器應(yīng)用應(yīng)用復合過濾器可減少跨不同厚度密度組織曝光攝像次數(shù)。如，全脊柱系統(tǒng)側(cè)凸攝像，正確使用復合過濾器，可避免重復曝光攝像；復合過濾器補償頸椎和腰椎之間密度差異，使之勿需兩次曝光攝像，可降低受檢者照射劑量。2020/11/1441

2.合理選擇mAs、kVp技術(shù)參數(shù)

mAs和kVp是X光機兩個重要技術(shù)參數(shù)，放射師合理選擇這兩個技術(shù)指標，是確保診斷影像質(zhì)量，減少病人受照劑量又一項優(yōu)化防護措施。

50/15規(guī)則。即mAs降低50%，kVp升高15%；mAs升高一倍，kVp降低15%。假設(shè)用