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本帖最后由 我是夏雯静 于 2017-11-13 13:21 编辑
第一节 小剂量外照射的生物效应
一、小剂量外照射的概念
小剂量外照射包括两个方面的含义:①一次受到较小剂量的照射。它可以是一次或在数天内多次受到小剂量的照射。例如事故性照射或应急照射;②长期受到低剂量率的慢性照射。这是指受到当量的剂量限值范围内的照射。例如放射工作者的职业性照射、医疗诊断照射及环境污染照射等。
目前国际上对小剂量的定义及其剂量范围尚无统一明确的规定。根据辐射事故统计资料分析,大部分人员受照的剂量都低于1Gy,其中又以0.5Gy以下者占多数。同时,能引起轻度放射病的剂量通常为1Gy左右,因此,本节着重讨论一次剂量低于1Gy的外照射或长期接受低剂量率照射所引起的生物效应。
二、小剂量一次照射效应
(一)近期效应
近期效应是指机体在照后60天以内所发生的变化。人员受到一次小剂量照射后,近期主要出现两方面的变化。
1.早期临床症状:早期临床症状多在受照后当天出现,持续时间较短,不经治疗一般数天后可自行消失。其表现以植物神经功能紊乱为主,如头昏、乏力、睡眠障碍、食欲减退、口渴、易出汗等。早期临床症状的发生除受剂量大小的影响外,与机体的精神状态、受照前健康状况以及劳累程度等因素有关。因而,在受到相同剂量照射的情况下,有的反应较重,有的却无异常感觉。
2.血液学变化:主要变化是外周血白细胞总数和淋巴细胞绝对值减少,受不同剂量照射后,血液学的主要变化如下:
(1)一次照射剂量低于0.1Gy,血象基本在正常范围内波动。
(2)一次0.1~0.2Gy,白细胞总数变化不明显,淋巴细胞绝对数先略降后升高,以后逐渐恢复至原水平。
(3)一次照射剂量0.25~0.5Gy,白细胞和淋巴细胞计数较正常值略减少,但白细胞总数不低于正常值的下限。
(4)一次照射1Gy,早期即可出现白细胞总数下降,尤其淋巴细胞下降更明显,最低值可降至照前水平的50%,一般于一年后恢复至原先水平。
以上为受照射群体的一般变化规律,在个体间可出现较明显的差异。有的剂量虽然很小,但白细胞总数下降很明显。如果照射方式是分次照射或是在短时间内连续照射,由于机体的修复机能将在不同程度上发挥作用,故其变化与一次急性照射相比表现较轻。
3.淋巴细胞染色体畸变:
人类淋巴细胞染色体对辐射较敏感,仅为0.05Gy的剂量照射后,早期就可见到畸变增多,其畸变率随剂量增加而增高,而畸变可以长期存在。例如在一次钴源事故中受到0.05~0.1Gy小剂量照射者,照后10年作血细胞检查,仍见畸变率增高。畸变类型以无着丝点畸变为主。
4.其它指标的变化:
生殖系统对辐射亦较敏感,表现为精子数量减少。受照射剂量愈大,减少愈明显,开始恢复的时间也愈慢,生化指标方面有报道受照后早期,尿中氨基酸排出增多和血中白蛋白减少而球蛋白增加等。
(二)小剂量一次照射的医学随访结果
国内学者对一些曾受到数百mGy剂量的事故受照者进行了为期3~10年的随访观察,其主要结果如下:
1.一般健康状况良好,均能从事本职工作或体力劳动。临床检查未发现阳性体征。
2.血液学常规检查,包括白细胞总数、淋巴细胞绝对数、血小板计数以及血红蛋白含量等,均在正常值范围内波动。
3.染色体畸变率在受照剂量偏大者仍高于正常值水平。
4.生育能力不受影响,所生子女生长发育正常,智力体力与正常儿童比较未见差异。
从上述可见,一次小剂量外照射对机体的影响是轻微的。临床的阳性所见一般在短期内可自行消失。
三、小剂量慢性照射效应
人员受到当量剂量限值范围内的长期照射,称之为小剂量慢性照射或低水平照射。由于受照次数多,叠加时间长,因而机体既有损伤的表现,又有修复和适应的表现。当修复能力占优势时,在相当长的时期内可不出现明显的损伤反应,如果机体修复适应能力差或累积剂量达到一定程度时,就可能出现慢性损伤性效应。
(一)临床表现
1.
临床症状可在接触射线后几个月、数年或更长时间后才出现。主要有自觉乏力、头晕头痛、睡眠障碍、记忆力减退、食欲减退和性功能减退等。根据我国对2484名医用X线工作人员调查的临床资料分析,发现受照人群中,主诉有神经衰弱、食欲减退、牙龈出血及脱发者,明显多于对照人群。
2.实验室检查
(1)外周血象的变化:长期小剂量照射最明显的变化是出现不同程度的白细胞减少。包括外周白细胞总数、中性粒细胞和淋巴细胞绝对数以及血小板数量等项均有降低。其变化程度与累积剂量、年剂量及接触射线时间长短呈正相关关系。也有报道长期受小剂量照射后,白细胞总数可出现增高趋势。
(2)淋巴细胞染色体畸变及微核检查:外周血淋巴细胞染色体畸变率和微核率均显示增高。畸变类型以无着丝点畸变为主。微核率与年剂量呈直线相关。
(二)小剂量慢性照射的医学随访结果
小剂量慢性照射的远期效应要通过对大量人群的长期观察才能得出结论。根据我同在1984年对26983名医用X线工作者(平均工龄为11年,累积剂量为450mGy)的调查结果,与职业照射有关的变化主要有:
1.造血系统以中性粒细胞为主的白细胞降低和淋巴细胞绝对值减少。单核、嗜酸、嗜碱粒细胞则表现增高。
2.外周血淋巴细胞染色体畸变率和微核率明显增高。
3.恶性肿瘤发病率增高,其中白血病的发病率增高较为明显。
4.子女遗传性疾病和先天性畸形的总发病率均有增高。
从上述可见,小剂量慢性长期照射导致的机体损伤效应比小剂量一次照射的损伤效应更为明显。
四、微小剂量辐射的兴奋效应和适应性反应
近年来,国内外放射医学界对微小剂量辐射,尤其是很低剂量率辐射效应的研究颇为重视,做了大量调查和实验,积累了丰富的很有意义的资料。发现累积剂量在0.5Gy以下的单次或持续低剂量率的X线、γ线辐射,可以诱导产生与大剂量辐射明显不同的效应。证明低于该剂量水平的辐射可以刺激动物的生长发育、延长动物寿命、提高生育能力,还可以增强动物和人体的免疫功能,降低肿瘤发生率等。这些现象称为兴奋效应(hormesis)。近年来还发现,经微小剂量(如50~75mGy)辐射预处理的细胞、脏器或整体动物,当它相继接受较大剂量辐射时,能够对损伤产生抗性,尤其在增强DNA的修复能力和减轻染色体损伤等方面表现更为明显。这种现象称之为适应性反应(adaptiveresponse)。进一步探讨上述效应的发生机理及其生物学意义将对辐射防护的理论和实践具有重要的价值。
五、小剂量外照射的医学处理原则
(一)正确的健康评价
小剂量电离辐射作用于人体,由于剂量小,剂量率低,机体损伤轻,使健康评价工作难度增大。评价小剂量辐射对人体的影响在长期随访观察的基础上,根据射线接触史、临床表现、化验检查,注意选择合适的非照射人群或采用自身照前的数值作对照和动态观察,并排除其它因素的影响,所得资料经全面分析后才能作出结论。
(二)合理休息和治疗
受照人员应有合理的休息,每半年至一年进行一次健康复查,给予必要的对症治疗。个别症状明显、白细胞长期不能恢复正常者可以适当休息或调离放射工作。
(三)加强防护,避免不必要的照射
例如改善环境和工作条件,进行个人剂量限制,以使个人所接受的辐射剂量不超过规定的剂量限值。
第二节 电离辐射的远期效应
机体受电离辐射照射后6个月以后所发生的效应称为远期(或远后)效应,它也可以在照后数年甚至更长时间才出现。
电离辐射远期效应可以发生在:①急性辐射损伤后已恢复的人员,如原子弹爆炸或核事故时受到中等或较大剂量照射的人员。其特点是受照者本身在照射后早期曾经历急性放射损伤的临床过程;②长期接受小剂量慢性照射者,如职业受照者或医疗受照者。其特点是受照者可能不显示任何早期辐射损伤的病征,而是在若干年后显示出某些有害疾病的发生率较正常人群明显增高。电离辐射远期效应可以通过受照人群进行流行病学调查或进行动物实验研究。
有关小剂量辐射的远期效应前面已作阐述,本节重点讨论急性核辐射损伤已恢复的人群中所显示的远期效应。
一、远期躯体效应
辐射诱发而显现在受照者本人身上的效应称为躯体效应。主要有:
(一)致癌效应
辐射致癌效应为随机效应,是人类最严重的辐射远期效应。根据对日本原子弹爆炸受照幸存者的长期观察,已证实某些癌症的发病率高于对照人群,且随时间的推移,这种对比更为明显。主要的癌症是:
1.白血病:这是全身照射后诱发的最重要的远期效应。其特点是:①发病率高于其它实体肿瘤,与受照剂量成明显线性关系。日本原子弹受害者中,在爆后2~3年已发现急性粒系白血病,爆后5年发生率最高,一直到照后26年仍高于对照人群;②以急性白血病多见,且死亡率较高;③受照时年龄小则发病较早且危险性较大。
2.甲状腺癌:这是电离辐射外照射和内照射在人体诱发的重要远期效应之一。其特点是:①潜伏期长,且随受照年龄的增加而延长,一般为13~26年;②发病率女性高于男性,受照年龄小者高于年龄大者;③发病率与照射剂量基本呈线性关系。
3.其它癌症:例如长期吸入含放射性尘埃或气溶胶的矿工可能诱发肺癌。多次胸部透视可能诱发乳腺癌。此外如胃癌、结肠癌、多发性骨髓瘤、卵巢癌等也可能发生。
辐射诱发细胞突变可能是肿瘤发生的机制。
(二)白内障
电离辐射对眼损伤主要表现为晶体混浊、形成白内障。多见于核事故的中、重度急性放射病恢复后以及头面部放疗的病人。出现白内障的时间可以从受照后数月至数年不等。照射剂量越大,年龄越小者潜伏期也越短。X线和γ线引起白内障的最低剂量是:一次照射为1.75Gy,3周至3个月内多次照射为3.5Gy,3个月以上累积剂量为4.8Gy。中子剂量则比X线γ线为低,约0.75~1Gy。
(三)生长发育障碍
母体在从妊娠期受照射,对胎儿、新生儿的影响非常显著。Murphy调查了106名受放疗的妇女,在妊娠期曾受照射出生的75名儿童中,有28名发生畸形和发育障碍,其中20名属智力发育不全,并出现小状症、迟纯、脑积水等;8例有脊柱裂、肢体畸形、斜视、先天盲等异常。广岛原子弹爆炸受核辐射的妊妇所生的儿童除有类似情况外,还发现宫内受照智力低下的发生率随剂量的增加而增高。妊娠10~17周时对辐射最为敏感,妊娠长于18周者其危险度仅为前者的1/4,妊娠时间短于10周者则未见明显影响。曾对广岛核爆炸时年龄小于12岁的受照者进行调查,发现受照超过1Gy者生长发育迟缓,与对照人群相比,身高矮3~5cm,体重轻3~4kg。
(四)对生殖功能的影响
性腺对电离辐射很敏感,男性全身或睾丸局部受一定剂量照射后,可致精子数减少,活动度降低及畸形精子增加,从而影响生育能力。剂量越大精子数减少越明显,开始恢复的时间也越慢。暂时性不育的阈值约为0.4Gy,引起永久性不育的相应阈剂量值为3.5~6Gy或2Gy·a-1。妇女则可引起月经不调甚至绝经。
二、遗传效应
亲代生殖细胞遗传物质因电离辐射所致突变而对胚胎或子代产生的影响,称遗传效应。如果辐射引起的是显性突变,则在下一代就会表现出来,如果是隐性突变,则必须与一个带有相同突变基因的配偶相结合,才能在后代表现出来,所以遗传效应是一种随机效应。
(一)辐射遗传效应的流行病学调查
动物实验研究中早已明确辐射诱发的突变能导致有害的遗传效应。人类的遗传效应观察一般是通过辐射流行病调查,根据受照人群的有关遗传学指标,如自然流产、死胎、死产、先天性畸形、新生儿死亡率、性比及新生儿身长体重等,与对照人群进行比较分析才能得出结论。日本曾对7万名父方或母方在原子弹爆炸时受照射后受照射后孕出生的婴儿与对照人群进行比较,至今尚未发现具有统计学意义的差别。我国于1984年,对26983名医用X线诊断工作者的调查结果表明,受照人群中的自然流产率、多胎率、新生儿死亡率以及子女中先天性畸形和遗传性疾病的总发病率均明显高于对照人群。
(二)细胞遗传学观察
调查分析亲代生殖细胞受到照射后其遗传性损害在子代体细胞染色体中的表现,称为细胞遗传学调查。1967年曾对日本原子弹爆炸幸存者子女7540人进行此项调查,发现幸存者子女体细胞染色体异常的发生频率较高,但与对照人群无统计学意义的差别。
综上可见,目前虽然已知由于基因突变引起的人类遗传性疾病已达2000余种,但电离辐射诱发双亲生殖细胞突变而致子代出现遗传性疾病或体细胞染色体异常等辐射遗传学问题则尚无明确结论。所以,对这些与辐射防护密切相关的问题,仍待进一步研究探讨。
第三节 急性放射病诊断
放射病的诊断既要确定病人是否患有急性放射病,又要早期判断病情程度和就诊断时处于疾病哪一时期,这对指导及时采取有力的救治措施非常重要。
一、早期分类
早期分类应在伤后即刻进行。战时从早期救治机构开始,平时可在入院初期进行。早期分类的主要依据如下:
(一)病史
主要指照射史。战时根据核爆炸的当量、爆炸方式、病员所处位置和有无防护等,初步估计病员受到的剂量。如为沾染区外照射,则根据所在沾染区的地面照射量率和伤员通过或停留的时间,推测病员受照射的剂量,同时还在了解病员有无内污染的可能。
平时的事故性照射,则根据事故的性质、辐射源的类型和活度、病员受照射时所处的位置和照射时间,以及照射过程中人员活动情况、有无屏蔽等,初步估计可能受到的剂量。
无论战时或平时,如病员佩戴有个人剂量仪,应及时了解个人剂量仪所指示的读数。
(二)初期症状
受照射后病员在1-2天内表现出的初期症状对判断病情有参考价值。
1.照后初期有恶心和食欲减退、照射剂量可能大于1Gy;有呕吐者可能大于2Gy。如发生多次呕吐可能大于4Gy。如很早出现上吐下泻,则可能受到大于6Gy的照射。
2.照后数小时内出现多次呕吐,并很快发生严重腹泻,但无神经系统症状者,可考虑为肠型放射病。
3.照后1小时内频繁呕吐、定向力障碍、共济失高、肢体震颤、肌张力增强者,可基本诊断为脑型放射病。在排除外伤因素的情况下发生抽搐者,可确认为脑型放射病。
对初期病状要注意进行综合分析,还要排除心理因素,表4-3所列各项可供参考。
表4-3 急性放射病的初期症状
分型(度) 初期开始时间 持续时间(d) 主 要 表 现
骨髓型
轻 度 几小时至1天或不明显 >1 乏力,不适,食欲稍差
中 度 3~5h 1~2 头昏、乏力,食欲减退,恶心呕吐,白细胞短暂升高后下降
重 度 20min~2h 1~3 多次呕吐,可有腹泻,白细胞短暂升高后明显下降
极重度 立即或1h内 2~3 多次呕吐,腹泻,轻度腹痛,白细胞短暂升高后急剧下降
肠 型 立即或数十分钟内 频繁呕吐、严重腹泻、腹痛,血红蛋白升高
脑 型 立即 频繁呕吐,腹泻,定向力障碍,休克,共济失调,肌张力增强,抽搐
(三)化验检查
1.外周血淋巴细胞绝对值:早期外周血淋巴细胞的下降速度能较好地反映病情程度,尤其在战时是一个简单易行的早期化验指标(表4-4)。
表4-4 急性放射病早期淋巴细胞绝对值(×109/L)
分型(度) 照后1~2d 照后3d
骨髓型
轻度 1.2 1.0
中度 0.9 0.75
重度 0.6 0.50
极重度 0.3 0.25
肠型和脑型 <0.3
根据事故病例和实验资料,按初期症状和早期淋巴细胞绝对值的变化制订成早期分类诊断图,可作早期分类参考(图4-4)。 |
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