時(shí)間:2024-02-04 14:41:39
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進(jìn)行γ射線的屏蔽計(jì)算時(shí),必須合理地處理源和屏蔽體的幾何模型,正確選取相應(yīng)的參數(shù),以及對(duì)多次碰撞、吸收、射線能譜和角分布隨貫穿厚度的變化等影響因素進(jìn)行仔細(xì)分析并加以修正.否則,計(jì)算得到的屏蔽體厚度與實(shí)際所需的會(huì)有較大出入,也無法得到正確的劑量分布場.由于實(shí)驗(yàn)裝置的凈化設(shè)備較多、放射性核素的分布較分散,凈化設(shè)備在截留放射性物質(zhì)后會(huì)成為眾多體源,并且γ射線與物質(zhì)作用時(shí)會(huì)發(fā)生散射效應(yīng),因此在進(jìn)行輻射防護(hù)工作時(shí)必須考慮到裝置周圍空間各個(gè)部分的劑量水平.傳統(tǒng)的計(jì)算方法可針對(duì)單一點(diǎn)源、線源、面源和體源情況,對(duì)空間中某一關(guān)心點(diǎn)進(jìn)行劑量估算,但本實(shí)驗(yàn)裝置布局較復(fù)雜,過濾設(shè)備作為體源的同時(shí)又會(huì)將周圍射線散射到其它方向,因此若要得到裝置周圍空間中連續(xù)的劑量分布,必須在進(jìn)行輻射防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)建立實(shí)驗(yàn)場所的數(shù)值模型,對(duì)粒子在空間中的輸運(yùn)過程進(jìn)行模擬,幫助輻射防護(hù)的設(shè)計(jì)工作.MCNP是由美國LosAlamos實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的大型多功能蒙特卡羅粒子輸運(yùn)程序,可用于解決中子、光子、電子等粒子在空間中的輸運(yùn)問題.本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置自身的設(shè)計(jì)及周圍的環(huán)境狀況,建立了符合實(shí)際情況的數(shù)值模型,經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬,得出了較詳細(xì)的估算結(jié)果.在對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后,使用Matlab制作了實(shí)驗(yàn)裝置的劑量分布場,可直觀對(duì)劑量場進(jìn)行分析,給出了具體的低放實(shí)驗(yàn)的防護(hù)設(shè)計(jì)方案,并為中放實(shí)驗(yàn)的防護(hù)設(shè)計(jì)工作提供了指導(dǎo)性的依據(jù).
2劑量模擬
在進(jìn)行模擬前需要得到各項(xiàng)參數(shù),包括實(shí)驗(yàn)裝置的空間三維參數(shù)、源項(xiàng)參數(shù)及各設(shè)備的材質(zhì)等.
2.1三維參數(shù)
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的多次復(fù)合后,最終確定了構(gòu)建三維模型所需的基礎(chǔ)參數(shù).為便于構(gòu)建曲面方程,在采集各設(shè)備的空間參數(shù)后,制作了裝置的三維模型,同時(shí)也可檢驗(yàn)構(gòu)建模型使用參數(shù)的準(zhǔn)確性.
2.2源項(xiàng)分析
本次實(shí)驗(yàn)過程中使用的模擬廢水含235U、137Cs和90Sr三種放射性核素,其中137Cs衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的外照射,對(duì)周圍的人員造成外照射影響.因此,在進(jìn)行劑量模擬時(shí)需要明確源項(xiàng)的活度濃度和質(zhì)量濃度,并且結(jié)合裝置的工藝參數(shù),估算出實(shí)驗(yàn)裝置各凈化設(shè)備放射性物質(zhì)的殘留量.在確定參數(shù)時(shí),各吸附凈化裝置中放射性物質(zhì)的殘留量參照137Cs的總使用量來估算,管路中放射性物質(zhì)的量參照單次實(shí)驗(yàn)最大量來估算,具體情況根據(jù)各設(shè)備和管路自身的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析計(jì)算確定.
2.3其他參數(shù)分析
除對(duì)源項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)分析外,還要明確周圍環(huán)境的其他各項(xiàng)可能影響輻射劑量水平的因素,包括實(shí)驗(yàn)裝置所處三廢處理大廳的平面布局、實(shí)驗(yàn)裝置自身的平面布局、各凈化設(shè)備和儲(chǔ)罐的材質(zhì)及厚度等.
2.4模擬計(jì)算結(jié)果與分析
在得到具體的實(shí)驗(yàn)裝置的三維參數(shù)、源項(xiàng)參數(shù)及周圍環(huán)境參數(shù)后,便可開始構(gòu)建三維模型,然后填充源項(xiàng),對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行模擬.
3輻射防護(hù)設(shè)計(jì)
對(duì)于外照射的影響主要從受照時(shí)間、照射距離、屏蔽設(shè)施三方面來進(jìn)行控制.在較易實(shí)現(xiàn)的情況下,控制受照時(shí)間和照射距離顯然是最經(jīng)濟(jì)合理的方式.在前兩種方式都無法實(shí)現(xiàn)或不易實(shí)現(xiàn)的情況下,應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘?使外照射影響降至輻射劑量管理限值之下.根據(jù)模擬結(jié)果可知,劑量最高值出現(xiàn)在2號(hào)吸附柱表面區(qū)域,劑量水平約為3.16×10-3mSv/h~5.0×10-3mSv/h.由于存在實(shí)際工況變動(dòng)及其他未知情況的可能性,應(yīng)對(duì)劑量管理限值增加一個(gè)30%的安全系數(shù),因此,可將職業(yè)人員和公眾的輻射劑量管理限值再降低30%,即職業(yè)人員輻射劑量管理限值為1.4mSv/a,公眾輻射劑量管理限值為0.7mSv/a.三廢處理大廳墻外的劑量率仍參考執(zhí)行2.5μGy/h.首先應(yīng)從控制受照時(shí)間和受照距離的方面來考慮輻射防護(hù)的設(shè)計(jì).由于本實(shí)驗(yàn)裝置的特殊性,讓工作人員與裝置保持一定的距離是不太現(xiàn)實(shí)的,因此只能從控制受照時(shí)間的角度來進(jìn)行分析.根據(jù)模擬結(jié)果,在保證工作人員操作的前提下來劃定幾個(gè)區(qū)域的停留時(shí)間,圖4中紅色虛框以內(nèi)、實(shí)驗(yàn)裝置車體以外的部分為①號(hào)區(qū)域;黑色虛框以內(nèi)、實(shí)驗(yàn)裝置車體以外的部分為②號(hào)區(qū)域;黑色虛框以外至三廢處理大廳內(nèi)的邊界處為③號(hào)區(qū)域.按照受照時(shí)間來控制受照劑量的方法是可行的,因此,只要實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)三廢處理大廳外的外照射影響在標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)的話,則可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)周圍的外照射影響是可接受的.職業(yè)人員及公眾的年工作時(shí)間按照2000h來估算.由表5可知,工作人員在3號(hào)區(qū)域內(nèi)是不限制停留時(shí)間的,在1號(hào)區(qū)域內(nèi)年工作時(shí)間不得超過280h.如果同一名職業(yè)人員或公眾在不同區(qū)域內(nèi)都有停留時(shí)間,則可將停留時(shí)間換算為劑量值來進(jìn)行累計(jì),當(dāng)累計(jì)劑量超過相關(guān)要求時(shí)則不能繼續(xù)操作.原則上公眾不能進(jìn)入該區(qū)域,但實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)有相關(guān)專家或技術(shù)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作.因此為了保護(hù)有關(guān)公眾,將公眾的停留時(shí)間也進(jìn)行了限定,同時(shí)還便于管理.
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:源項(xiàng)調(diào)查;劑量控制;調(diào)查;分析
1 背景
核電站大修期間,現(xiàn)場部分管道表面的劑量率較高,對(duì)檢修人員的職業(yè)照射貢獻(xiàn)較大[1]。為了解管道內(nèi)表面沉積的放射性核素的種類及其對(duì)劑量率的貢獻(xiàn),分析放射性核素的來源,研究采取相應(yīng)的控制措施,進(jìn)一步降低現(xiàn)場職業(yè)人員的受照輻射劑量,福清核電從101大修(1號(hào)機(jī)組首次大修)開始進(jìn)行輻射源項(xiàng)的調(diào)查工作。包括兩方面:(1)輻射源項(xiàng)測量,使用就地γ源項(xiàng)測量系統(tǒng),對(duì)確定的測量點(diǎn)進(jìn)行了現(xiàn)場就地γ譜的測量。(2)數(shù)據(jù)分析,完成現(xiàn)場就地γ譜的譜分析工作,最終確定管道內(nèi)壁沉積的主要核素的種類、活度及各核素對(duì)管道表面劑量率的貢獻(xiàn)。
2 測量方法
無損就地輻射源項(xiàng)測量方法是核設(shè)施在役期間職業(yè)照射源項(xiàng)調(diào)查的重要手段之一。通過現(xiàn)場測量可以獲取兩類數(shù)據(jù):(1)γ譜,即特定測量條件下獲得被測管道的γ測量譜;(2)管道表面劑量率。在獲得被測管道的幾何條件、材質(zhì)、探測器有關(guān)參數(shù)等測量條件后,通過γ譜分析、效率刻度、活度計(jì)算等過程,可從γ測量譜中分析出管道內(nèi)表面沉積的核素種類及其累積水平(內(nèi)表面活度)。
在此基礎(chǔ)上,可計(jì)算出管道內(nèi)表面沉積的放射性核素在管道外表面產(chǎn)生的劑量率,從而了解不同放射性核素對(duì)工作場所劑量率的貢獻(xiàn)。
本次調(diào)查分別使用了兩套就地γ輻射源項(xiàng)測量系統(tǒng)。一是高純鍺(HPGe)就地γ輻射源項(xiàng)測量系統(tǒng)。二是碲鋅鎘(CZT)就地γ輻射源項(xiàng)測量系統(tǒng)。
根據(jù)被測對(duì)象周圍空間大小、輻射水平高低選擇相應(yīng)的測量系統(tǒng)。高純鍺就地γ輻射源項(xiàng)測量系統(tǒng)能量分辨率好,探測效率高;碲鋅鎘就地γ輻射源項(xiàng)測量系統(tǒng)體積小巧,探測效率相對(duì)較低,適合高劑量場所。
考慮到現(xiàn)場其他輻射源會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生干擾,故在探測器部分加上準(zhǔn)直器/屏蔽體來降低上述影響。對(duì)某一具體被測管道,設(shè)定探測器相對(duì)被測管道的幾何位置(距離、高度、測量角度)后,在管道外進(jìn)行就地輻射測量,獲得就地γ測量譜。
3 測量結(jié)果及分析
核電廠大修期間,檢修人員受照劑量較大的工作主要集中在主冷卻水、余熱排出、化容控制等系統(tǒng)相關(guān)區(qū)域和設(shè)備。福清核電101 大修期間源項(xiàng)調(diào)查以這些系統(tǒng)設(shè)備為對(duì)象確定了21個(gè)測量點(diǎn),分別進(jìn)行了就地γ輻射源項(xiàng)測量及管道外接觸劑量率的測量。
3.1 沉積源項(xiàng)及劑量率貢獻(xiàn)
測量結(jié)果表明(以下表格內(nèi)數(shù)據(jù)僅列相關(guān)系統(tǒng)的代表點(diǎn)位),福清101 大修期間,各管道中的Co-58和Cr-51的表面沉積活度較大;從核素劑量率貢獻(xiàn)來看,Co-58是劑量率貢獻(xiàn)的主要核素(見表1),貢獻(xiàn)了大約80%左右。
通過表2可以看出在壓水堆核電廠運(yùn)行初期,Co-58在管道內(nèi)表面的沉積活度遠(yuǎn)大于Co-60的沉積活度,劑量率貢獻(xiàn)也主要來源于Co-58。
在主冷卻劑系統(tǒng)中,Co-58為主要的沉e核素,其他次要核素有Co-60、Mn-54、Fe-59、Cr-51、Zr-95、Nb-95、Zn-65等核素。主系統(tǒng)其他管道內(nèi)壁沉積的Co-58表面活度在105~106Bq/cm2量級(jí)范圍,Co-60和Mn-54的沉積量基本上在103~104Bq/cm2量級(jí)。
余排系統(tǒng)中沉積的主要核素有Co-58、Zr-95、Nb-95、Mn-54、Fe-59和Co-60等。該系統(tǒng)中,Co-58沉積的表面活度在104Bq/cm2左右,比主系統(tǒng)沉積活度小一個(gè)量級(jí)。Co-58在余排連接管中沉積最多、余排泵上游管道中最少;Co-60則正好相反。
化容控制系統(tǒng)管道內(nèi)壁沉積的主要核素是Co-58。在樹脂床后管道、容控箱下游管道和上充泵出口管道中,F(xiàn)e-59的含量也較多,其他次要核素有Co-60、Cr-51、Zr-95、Nb-95、Mn-54、Zn-65等。此外在樹脂床后管道中測到了微量的Sb-124,在床后過濾器下游管道中發(fā)現(xiàn)了微量的Ag-110m?;菹到y(tǒng)各管道沉積Co-58的表面活度比Co-60要大2個(gè)量級(jí)左右。
3.2 管道表面接觸劑量率計(jì)算值與測量值的比較
基于沉積核素表面活度的測量值,可計(jì)算出管道中各沉積核素在管道外表面產(chǎn)生的劑量率計(jì)算值;在沉積源項(xiàng)現(xiàn)場測量過程中,也獲取了管道表面劑量率。對(duì)比計(jì)算值與測量值,可為輻射源項(xiàng)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性判斷提供一定的參考。
本次101大修源項(xiàng)調(diào)查各個(gè)測量管道表面接觸劑量率計(jì)算值與測量值間的相對(duì)偏差見圖1。從中可看出:除三環(huán)路熱端(177.06%)、余排泵上游集管(-71.40%)、化容下泄管(-49.17%)、9TEP前貯槽泵上游(64.07%)四個(gè)管道的表面劑量率計(jì)算值與測量值偏差較大外,其他管道的偏差都在±40%以內(nèi)。
4 劑量控制建議
核電廠工作人員職業(yè)照射的主要來自于大修期間,其中輻射源項(xiàng)(尤其是沉積在管道、設(shè)備內(nèi)的活化腐蝕產(chǎn)物)是形成輻射場的來源。根據(jù)核電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),降低劑量的途徑主要是:一是降低源項(xiàng);二是有效的防護(hù)最優(yōu)化措施。降低源項(xiàng)是劑量控制最直接和最根本的辦法,但技術(shù)難點(diǎn)較大。防護(hù)最優(yōu)化措施是通過現(xiàn)場輻射的測量、作業(yè)方案優(yōu)化、劑量預(yù)評(píng)估、作業(yè)現(xiàn)場遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控等手段,降低作業(yè)劑量。
(1)可參考美國EPRI的《標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測程序》建立適合各個(gè)核電廠的輻射指數(shù)測量方案,開展輻射指數(shù)測量工作。
(2)輻射源項(xiàng)數(shù)據(jù)在一定程度上也反映了核電系統(tǒng)運(yùn)行狀況、水化學(xué)控制、去污等措施的效果,持續(xù)開展輻射源項(xiàng)調(diào)查與分析,為了能夠?yàn)橄乱徊降脑错?xiàng)減少工作提供足夠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(3)對(duì)現(xiàn)有的個(gè)人和場所劑量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析主要的劑量貢獻(xiàn)作業(yè)種類(如搭建腳手架)和作業(yè)場所。并對(duì)關(guān)鍵作業(yè)進(jìn)行跟蹤調(diào)查,在此基礎(chǔ)上可采取進(jìn)一步的輻射防護(hù)管理措施。
(4)基于當(dāng)前的3D模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù),建立核輻射作業(yè)場所的3D劑量模擬平臺(tái),具備作業(yè)現(xiàn)場條件、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)路徑的模擬,及作業(yè)劑量的快速計(jì)算的功能。實(shí)現(xiàn)作業(yè)培訓(xùn)、作業(yè)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)和劑量的預(yù)評(píng)估。
(5)建議建立一套核電作業(yè)現(xiàn)場輻射防護(hù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。將現(xiàn)場作業(yè)的視頻、聲音、劑量率等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)捷椛浞雷o(hù)監(jiān)控中心,管理人員可實(shí)時(shí)掌握作業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)和劑量數(shù)據(jù),并根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整作業(yè)計(jì)劃,以達(dá)到降低集體劑量的目的。
(6)在源項(xiàng)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,開展源項(xiàng)控制與減少的工作。為核電廠現(xiàn)場輻射防護(hù),初步提供一套技術(shù)先進(jìn)、可操作性強(qiáng)的技術(shù)支持系統(tǒng),提高現(xiàn)場最優(yōu)化水平、降低集體劑量。
5 結(jié)論及建議
綜上所述,福清101大修期間各被測管道沉積源項(xiàng),與同類型壓水堆核電廠的沉積源項(xiàng)和沉積規(guī)律類似。Co-58是全系統(tǒng)中的主要沉積核素,對(duì)劑量率的貢獻(xiàn)也最大。
根據(jù)這一特點(diǎn),結(jié)合國際上主要的沉積源項(xiàng)管理項(xiàng)目現(xiàn)狀,建議如下:
(1)重視并加強(qiáng)系統(tǒng)管道沉積源項(xiàng)數(shù)據(jù)的積累,為今后的源項(xiàng)降低與劑量控制等輻射防護(hù)措施的實(shí)施提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(2)結(jié)合核電廠的設(shè)備材料參數(shù)、水化學(xué)數(shù)據(jù)、劑量率巡測數(shù)據(jù)、個(gè)人劑量數(shù)據(jù)等,綜合分析、評(píng)價(jià)沉積源項(xiàng)的來源、沉積影響因素以及對(duì)職業(yè)照射劑量的影響。
(3)建議在停堆氧化運(yùn)行前后開展沉積源項(xiàng)的測量,可進(jìn)一步評(píng)價(jià)氧化運(yùn)行措施的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]楊茂春,陳德淦.大亞灣核電站大修中職業(yè)照射控制的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)[J].輻射防護(hù),2004,24(3-4).
關(guān)鍵詞:電磁輻射;電離輻射;防輻射纖維;防輻射紡織品
中圖分類號(hào):TS195.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
近年來,隨著生活品質(zhì)的提高,人們?cè)絹碓疥P(guān)注生活環(huán)境中無處不在的輻射,而且對(duì)“輻射”存在著過度恐慌。本文在對(duì)輻射分類進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上指出,在日常生活中,雖然電離輻射的危害性大干電磁輻射,而且電磁輻射也會(huì)對(duì)人體造成一定的損傷,但在一般情況下,民眾生活環(huán)境的電磁輻射水平都不會(huì)超標(biāo),因此通常情況下不需要對(duì)輻射具有畏懼心理,也無需對(duì)輻射進(jìn)行特別防護(hù)。因此,本文主要針對(duì)能夠接觸到有害輻射的職業(yè)人群,研究輻射的防護(hù)技術(shù),以及防護(hù)纖維與相關(guān)紡織品的開發(fā)。
1
輻射的概念與類型
“輻射”是指從中心向各個(gè)方向沿著直線伸展出去的形式。在物理學(xué)上,“輻射”是指熱、光、聲、電磁波、高能粒子等物質(zhì)或能量向四周傳播的一種狀態(tài)。與其他能量或物質(zhì)的傳播條件不同,電磁波和高能粒子的輻射不需要起傳遞作用的介質(zhì),就可以在真空中傳播。
輻射是一類有效的加工、探測手段,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)探測、醫(yī)學(xué)診斷及科學(xué)研究領(lǐng)域。但過量的輻射會(huì)對(duì)生物體和材料造成損傷,當(dāng)輻射傳遞的能量足夠大時(shí),可引起受到輻照的物質(zhì)產(chǎn)生電離。因此,從物理學(xué)的角度,輻射據(jù)其對(duì)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的改變程度,分為電離輻射和非電離輻射。能引起物質(zhì)分子電離的輻射稱為電離輻射,包括高速帶電粒子(α粒子、β粒子、質(zhì)子)、不帶電粒子(中子)及電磁波x射線、γ射線等;而較低能量的輻射,如紫外線、可見光、紅外線、微波、激光以及熱輻射、聲輻射等,都屬于非電離輻射。顯然,電離輻射更容易對(duì)人體和材料造成損傷,而非電離輻射,特別是其中能量較低的微波或工頻電磁波對(duì)人體和材料的損傷較小。
因?yàn)殡婋x輻射對(duì)人體有明顯的損傷,從而導(dǎo)致一般民眾對(duì)“輻射”一詞產(chǎn)生畏懼感。因此,從應(yīng)用的角度來看,有的電磁專家、醫(yī)學(xué)專家和國際組織反對(duì)將微波等電磁波照射于人體的現(xiàn)象稱之為受到電磁波的“輻射”,建議改稱為“暴露”于這些電磁波。這一提議已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可,在相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)中已有體現(xiàn)。
2 輻射的危害與防護(hù)原則
輻射的危害包括對(duì)材料的危害和對(duì)人體的危害。與此相對(duì)應(yīng),防輻射技術(shù)也包括材料的防輻射和人體的防輻射兩種類型。
2.1輻射的危害
電離輻射對(duì)材料和人體的危害是直接導(dǎo)致材料(包括生物機(jī)體)的電離,破壞了材料和生物體的分子結(jié)構(gòu),從而造成對(duì)材料和生物體損傷。電離輻射可對(duì)受照本人造成損傷(軀體效應(yīng)),并對(duì)其子代造成損傷(遺傳效應(yīng))。
人體暴露于微波等屬于非電離輻射的電磁波中,雖然不會(huì)造成生物大分子的電離,但會(huì)因熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)而導(dǎo)致對(duì)人體的損傷。熱效應(yīng)是指生物器官受電磁波輻照導(dǎo)致升溫而引起生理和病理變化的作用,這種損傷得到各國學(xué)者公認(rèn),并已將對(duì)熱效應(yīng)的防護(hù)體現(xiàn)到了各國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之中;非熱效應(yīng)是指生物器官雖未因電磁場導(dǎo)致升溫,但人體器官如同一個(gè)精密的電磁器件,會(huì)在外界電磁場作用下因不能實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容而導(dǎo)致功能失調(diào)甚至器質(zhì)性病變。這種損傷被一部分研究人員(如歐洲研究者)所認(rèn)可,而有的學(xué)者(如美國研究者)則認(rèn)為非熱效應(yīng)不至于對(duì)人體造成損傷;積累效應(yīng)是指雖然人體所處環(huán)境的電磁場強(qiáng)度低于暴露限值,但長時(shí)間受到輻射也會(huì)因輻射效果的日積月累而導(dǎo)致?lián)p傷。也有學(xué)者將“積累效應(yīng)”歸并到“非熱效應(yīng)”之中,而認(rèn)為只存在“熱效應(yīng)”和“非熱效應(yīng)”兩類。
我國民眾,特別是媒體對(duì)核輻射和電磁輻射的危害普遍存在過度恐慌、過度渲染的現(xiàn)象。實(shí)際上,即便是全球核泄露最嚴(yán)重的切爾諾貝利核電站事故,其危害程度也不像網(wǎng)絡(luò)流傳得那樣嚴(yán)重。中國核學(xué)會(huì)輻射防護(hù)分會(huì)理事長潘自強(qiáng)院士曾撰文介紹,切爾諾貝利事故因輻射死亡28人。聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)對(duì)涉及事故及清理工作的60萬人跟蹤14年后得出的研究報(bào)告指出:除兒童時(shí)期受到照射之后出現(xiàn)甲狀腺癌癥增加外,沒有觀察到可歸因于電離輻射的各種癌癥發(fā)生率或死亡率的上升,白血?。ò籽∈禽椛湔丈浜蟀┌Y發(fā)生潛伏期最短的病癥,潛伏期一般為2~10年)的危險(xiǎn)沒有表現(xiàn)出增加,甚至在清理事故現(xiàn)場的工作人員也是如此。同時(shí),也沒有發(fā)現(xiàn)一些其他的非惡性疾病與電離輻射有關(guān)的證據(jù),但事故對(duì)人們的心理影響是廣泛存在的,主要表現(xiàn)為懼怕輻射,然而人們并不了解當(dāng)時(shí)實(shí)際受到的輻射劑量,只有當(dāng)人體受照超出了輻射量限值才會(huì)對(duì)人體造成危害。
2.2防護(hù)原則
雖然微波等非電離輻射對(duì)人體的危害沒有電離輻射那樣嚴(yán)重,但其防護(hù)原則可以沿用國際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)提出的輻射防護(hù)三大原則——實(shí)踐正當(dāng)化原則、防護(hù)最優(yōu)化原則和劑量限值原則,即:對(duì)于有強(qiáng)電磁場等危害的場所,只是在有必要時(shí)才進(jìn)入這樣的場合;進(jìn)入這種危險(xiǎn)場合時(shí)應(yīng)采用盡可能完善的防護(hù)措施;應(yīng)按照人體受照的劑量限值來限制職業(yè)人員的受照(或暴露)時(shí)間。
所有防護(hù)措施都是需要付出代價(jià)的,包括費(fèi)用的代價(jià)及人員因使用防護(hù)裝備導(dǎo)致工作效率和舒適感的下降。因此,對(duì)各種輻射的防護(hù)是“寬嚴(yán)皆誤”。
3 輻射的防護(hù)技術(shù)和防護(hù)材料
3.1電離輻射的防護(hù)
電離輻射對(duì)人體和材料的危害很大,但不同的電離輻射在穿透能力、電離能力和對(duì)人體及材料造成損傷的程度方面有不同的表現(xiàn),有的電離輻射不需要專門的防護(hù)材料即可有效阻隔,有的電離輻射則還沒有有效的材料能加以阻擋和攔截。
α粒子是帶2個(gè)正電荷的氦原子核,有很強(qiáng)的電離能力,但由于其質(zhì)量較大,穿透能力差,在空氣中的射程只有幾厘米,只要一張紙或健康的皮膚就能擋住,故不需使用專門的材料進(jìn)行阻隔防護(hù)。
β粒子是放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時(shí)放射出的高能電子,電離能力比α粒子小得多,但穿透能力強(qiáng)。β粒子和由電子加速器的高壓電場加速的電子束均需用鋁箔等金屬薄片進(jìn)行阻擋,因此金屬箔片是防止高能電子入射的防護(hù)材料。
質(zhì)子是帶正電荷的亞原子粒子,高速質(zhì)子流在人體中有極強(qiáng)的穿透能力,但單純穿透對(duì)人體造成的損傷不大,通常作為醫(yī)療手段定位殺滅腫瘤細(xì)胞,公眾和普通職業(yè)人員不易遭遇高速質(zhì)子的輻照,故不存在防護(hù)問題。
中子是電中性的粒子,不直接導(dǎo)致電離,但易在衰變后引發(fā)電離。中子穿透能力極強(qiáng),可穿透鋼鐵裝甲和建筑物而殺傷人員,并可產(chǎn)生感生放射性物質(zhì),在一定的時(shí)間和空間上造成放射性污染。高能中子(>10 MeV)可在空氣中行進(jìn)極長距離,其有效攔截物質(zhì)是水等富含氫核的物質(zhì)。在合成纖維中添加鋰、硼、氫、氮、碳等中子吸收劑,并利用纖維集合體可起到使中子慢化的作用,對(duì)中子有一定的攔截屏蔽作用,但通常只對(duì)低速熱中子有一定的阻隔效果。例如厚度5mm的含硼中子防護(hù)服,對(duì)熱中子(0.025eV)的防護(hù)屏蔽率為80%;含硼石蠟、含碳化硼的聚丙烯等均對(duì)熱中子有一定的屏蔽效果。
X射線是由高速電子撞擊物質(zhì)的原子所產(chǎn)生的電磁波,波長在0.01~10nm之間,極具穿透性和殺傷力,通常用鉛板、鋇水泥墻等作為阻隔防御材料。接觸x射線較多的醫(yī)務(wù)人員大多穿著局部(多為正面)插入鉛橡皮的防護(hù)服裝,來阻隔x射線;鉛纖維與普通纖維混紡制成的服裝比鉛橡皮柔軟;在化學(xué)纖維中添加氧化鉛、硫酸鋇制成的防x射線纖維,制成紡織品后對(duì)低能x射線有一定的遮蔽效果,比鉛衣柔軟輕便。
γ射線是原子核能級(jí)躍遷蛻變時(shí)釋放出的射線,是波長短于0.02nm的電磁波。謝線有比X射線更強(qiáng)的穿透力和殺傷力,醫(yī)療上用來治療腫瘤。γ射線的防護(hù)材料與X射線類似,也采用鉛板、鉛纖維與普通纖維混紡、以及含鉛、硼、鋇等元素的纖維及其他材料,均對(duì)γ射線有一定的屏蔽作用,但防護(hù)效果不如X射線。
綜上所述,電離輻射除Ⅱ粒子外,制成纖維狀或織物狀的防輻射材料尚難有效遮斷高能射線和粒子流的入侵,仍然以鉛橡皮為最常用且相對(duì)有效的防護(hù)材料。
3.2電磁輻射的防護(hù)
電磁輻射的防護(hù)主要針對(duì)高頻電磁波,根據(jù)現(xiàn)有的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)頻率為30~300MHz的電磁波有最嚴(yán)格的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),即暴露限值最低。該頻率范圍以及更高的頻率范圍內(nèi)的電磁波對(duì)人體的損傷主要是由電場造成的,對(duì)此進(jìn)行防護(hù)主要采用反射電磁波的機(jī)理,而吸收電磁波的防護(hù)方式相對(duì)困難,除非允許采用很厚重的防護(hù)層,而這對(duì)于紡織品而言并不合適。
不銹鋼、銅、鋁、鎳等電導(dǎo)率高的金屬纖維是傳統(tǒng)的屏蔽材料,但由此制得的防護(hù)服裝過于沉重,手感偏硬。基于反射機(jī)理的防電磁輻射纖維常用的制取方法包括:(1)以普通合成纖維為基材,在外層包覆(化學(xué)鍍、涂覆)金屬層,制成鍍銅、鍍鎳、鍍銀纖維;(2)原位聚合聚苯胺、聚吡咯制成導(dǎo)電纖維;(3)通過涂層加工,將導(dǎo)電的各種粉體附著在纖維表面制成高電導(dǎo)率的纖維。對(duì)這些纖維可制成合適的細(xì)度和長度,以使防電磁輻射纖維適合于后續(xù)紡織品或非織造布加工。
對(duì)于低頻電磁波,雖然對(duì)人體的損傷很小,但在特殊場合(例如掃雷艇產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場)下,需將磁場集中在磁性纖維內(nèi),從而保證由磁性纖維護(hù)衛(wèi)的人體內(nèi)部只有很低的磁場強(qiáng)度。與金屬纖維類似,傳統(tǒng)的磁性纖維由鐵鎳合金等高導(dǎo)磁材料制成,目前發(fā)展成為以鐵、鐵氧體粉體添加到合成纖維中制得磁性纖維。
由上述高電導(dǎo)率纖維和高磁導(dǎo)率纖維制成的織物或非織造布,可獲得電磁輻射防護(hù)效果。但能夠直接制成具有電磁屏蔽效果紡織品更為簡捷的方法包括:(1)采用金屬纖維或?qū)⒔饘倩w維與其他纖維混紡制備電磁屏蔽織物;(2)對(duì)合成纖維織物直接進(jìn)行金屬化處理(例如鍍銅、鍍鎳、鍍銀等);(3)原位聚合聚苯胺、聚吡咯等導(dǎo)電高分子;(4)施加導(dǎo)電涂層(涂覆導(dǎo)電高分子材料,含銅粉、銀粉等導(dǎo)電粉體的涂料)等。
通常采用15%~20%的不銹鋼纖維混紡制成的電磁屏蔽織物,可使織物的電磁屏蔽效能達(dá)到20dB左右,而經(jīng)過金屬化處理的織物,屏蔽效能可達(dá)65dB左右。
但是,對(duì)于電磁輻射防護(hù)服裝而言,因服裝結(jié)構(gòu)上存在一系列破壞整體密閉效果的縫隙孔洞和開口,故會(huì)使服裝的電磁屏蔽效能大幅低于面料的電磁屏蔽效能。整體金屬化處理的織物,即使在各開口設(shè)計(jì)上已經(jīng)盡可能封閉,并配置帶披風(fēng)的帽子,但服裝的屏蔽效能也只能達(dá)到30dB左右,如進(jìn)一步提高屏蔽效能,則必須采用全封閉結(jié)構(gòu),但防化服類的全封閉結(jié)構(gòu),會(huì)導(dǎo)致使用者熱負(fù)荷增大,影響舒適性和功效性。
4 輻射防護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1輻射防護(hù)理念的科學(xué)化
近幾年來,我國在輻射防護(hù)方面出現(xiàn)了防護(hù)理念泛化的現(xiàn)象。有的媒體過分夸大了電離輻射和電磁輻射的危害,甚至混淆電離輻射與非電離輻射的差異;也有人出于商業(yè)利益有意制造電磁污染的恐慌而兜售所謂的防輻射制品;有較高比例的公眾對(duì)工作環(huán)境和生活環(huán)境的電磁輻射源有種種過分的擔(dān)心。
事實(shí)上,我國公眾生活環(huán)境的電磁輻射水平,除了偶然發(fā)生的特殊情況(例如高壓線下、雷雨交加時(shí)),電磁環(huán)境均不超標(biāo)。民眾所擔(dān)心的家用電器的電磁泄漏強(qiáng)度往往只有國際標(biāo)準(zhǔn)的百分之幾甚至千分之幾;小區(qū)樓頂?shù)耐ㄐ呕景l(fā)射的電磁場也呈現(xiàn)為往遠(yuǎn)處發(fā)射的分布,使基站下方的場強(qiáng)最低。這些情況將逐漸被民眾所了解,而關(guān)于輻射防護(hù)紡織品的使用對(duì)象,終究會(huì)向職業(yè)人群集中,一般民眾并不需要進(jìn)行電離輻射和非電離輻射的防護(hù)。
4.2輻射防護(hù)技術(shù)的升級(jí)
如前所述,現(xiàn)有電磁輻射防護(hù)服存在屏蔽效能與穿著舒適性的矛盾,密閉式防護(hù)服可以得到高屏蔽效能,但穿著悶氣,影響舒適性和工作效率,而工作服款式的電磁輻射防護(hù)服則達(dá)不到高屏蔽效能,防護(hù)效果不理想。此外,還存在服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致電磁屏蔽效能下降、導(dǎo)電層不牢固容易在洗滌后脫離導(dǎo)致屏蔽效能下降,以及全頻段電磁信號(hào)均被屏蔽、致使手機(jī)等部分工作用具的通信聯(lián)系中斷等問題。
1.1一般資料選擇DTC術(shù)后經(jīng)131I治療的患者806例,其中男287例,女519例,年齡10-76歲,平均年齡43歲。病歷資料完整,均有明確的術(shù)后病理診斷,狀癌795例,濾泡狀癌11例;無轉(zhuǎn)移者237例,有轉(zhuǎn)移者569例(頸部淋巴結(jié)532例,肺32例,骨5例)。1.2治療與防護(hù)1.2.1治療前準(zhǔn)備預(yù)約治療時(shí)患者應(yīng)提供術(shù)前頸部超聲、手術(shù)記錄、病理結(jié)果,確認(rèn)屬DTC術(shù)后131I治療適應(yīng)證者,可按要求預(yù)約治療時(shí)間。所有患者均應(yīng)停用左甲狀腺素鈉片(L-T4)并禁碘飲食4周,在低碘飲食的同時(shí)不可忽視禁用含碘藥物,如西地碘含片(含碘1.5mg/片)、胺碘酮等。特別要注意3個(gè)月內(nèi)應(yīng)當(dāng)避免使用含碘造影劑的CT或X線檢查,常規(guī)應(yīng)用的造影劑含碘量高達(dá)15g/100ml[4]。治療前患者傷口愈合良好,完善所需的實(shí)驗(yàn)室檢查:血清甲狀腺功能八項(xiàng)檢查(至少包括TSH、TgAb、TG等),PTH,血常規(guī),肝、腎功及血清離子五項(xiàng)等,育齡婦女需查血清HCG;心電圖,頸部超聲,甲狀腺攝131I率,甲狀腺99mTcO4-(北京原子高科有限公司提供)靜態(tài)顯像,可疑肺轉(zhuǎn)移者需胸部CT檢查,疑似骨轉(zhuǎn)移患者需全身骨顯像。符合治療條件的患者按要求簽署“知情同意書”,經(jīng)治醫(yī)生應(yīng)解答患者及家屬提出的所有疑問,直到患者明白和滿意并要求患者簽字后,方可實(shí)施治療。1.2.2治療劑量清甲(去殘)患者常規(guī)給予131I3.7GBq(100mCi);同時(shí)存在功能性轉(zhuǎn)移灶者,根據(jù)治療前檢查結(jié)果,依據(jù)轉(zhuǎn)移程度不同給予相應(yīng)的放射性131I劑量:存在頸部淋巴轉(zhuǎn)移者3.7-5.55GBq(100-150mCi);肺轉(zhuǎn)移者5.55-7.4GBq(150-200mCi);骨轉(zhuǎn)移者7.4-9.25GBq(200-250mCi)以達(dá)到同時(shí)治療轉(zhuǎn)移灶的目的。1.2.3給藥前準(zhǔn)備及給藥方法囑咐患者服用131I(成都中核高通同位素股份有限公司提供)前應(yīng)禁食4-6h,服用后仍需禁食2h,3日內(nèi)禁碘以免影響藥物吸收。對(duì)該治療有疑慮或?qū)椛浒踩膿?dān)心引起煩躁、擔(dān)憂等一些現(xiàn)象的患者,醫(yī)護(hù)人員應(yīng)積極給予耐心細(xì)致的解釋疏導(dǎo);對(duì)易惡心,嘔吐或暈車等現(xiàn)象的患者,可給予減少這些不良反應(yīng)的藥物來緩解。給藥方法:一次口服,將藥物咽下后立即用溫開水少量多次漱口,并將漱口水咽下,以免口腔沾染。1.2.4輻射防護(hù)對(duì)DTC患者進(jìn)行口服131I治療時(shí),除殘余甲狀腺及其病灶攝碘外,大量131I從尿液、汗液、唾液中排出,患者是一個(gè)開放活動(dòng)性的強(qiáng)放射源。因此醫(yī)護(hù)人員要做好外照射防護(hù),避免131I對(duì)周圍環(huán)境的污染,確保周圍人群安全和環(huán)境清潔。對(duì)患者進(jìn)行健康教育,向患者說明治療隔離期間的注意事項(xiàng),正確處理排泄物和污物。應(yīng)強(qiáng)調(diào)醫(yī)務(wù)人員的輻射防護(hù)意識(shí),減少醫(yī)護(hù)人員來自服131I治療患者的不必要照射和意外事故。醫(yī)護(hù)人員必須經(jīng)過放射防護(hù)培訓(xùn),操作中必須遵從操作熟練、準(zhǔn)確迅速、安全高效的原則。給患者服藥治療時(shí)應(yīng)采取時(shí)間、距離、屏蔽防護(hù)措施,如:穿專用輻射防護(hù)衣,帶防護(hù)鉛圍脖和鉛眼鏡,佩戴個(gè)人計(jì)量儀,戴橡膠手套及雙重口罩等;其次,強(qiáng)化患者治療隔離期間管理,謝絕社交活動(dòng),避免不必要的公眾照射。放射性排泄物和污物收集后無害化處理,減少環(huán)境污染;醫(yī)護(hù)人員與患者交談時(shí)保持一定距離,及時(shí)了解患者情況并給予合理的處理措施,盡可能做到短時(shí)間遠(yuǎn)距離。提醒患者減少密切接觸他人;在服藥后1周內(nèi),養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣,應(yīng)該經(jīng)常洗手洗澡,以有效減少皮膚污染。
2結(jié)果
806例患者在131I治療后一周內(nèi)有11例出現(xiàn)惡心,食欲減退;9例出現(xiàn)失眠,多夢(mèng)等癥狀;2例患者治療后因未按要求含服VitC而出現(xiàn)腮腺腫脹伴痛疼,以上患者經(jīng)過心理調(diào)適和對(duì)癥處理,一周后癥狀明顯緩解并安全度過治療隔離期。特別是1例DTC伴雙頸部淋巴結(jié)、雙肺、腎上腺、髂肌等多臟器轉(zhuǎn)移的10歲患者按照規(guī)范的治療護(hù)理和輻射防護(hù)措施,經(jīng)4次131I治療后,所有轉(zhuǎn)移灶完全消失,隨訪三年半患者無治療后并發(fā)癥,已獲得臨床治愈(圖1)。隨訪3-5年證實(shí)806例患者均能正確對(duì)待自己的疾病,并對(duì)自己的生存質(zhì)量基本滿意。
3討論
關(guān)鍵詞:放射性核素;治療劑量;防護(hù)
核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備可大致分為兩類:①是γ照相機(jī),②是ECT,ECT亦稱為放射性核素計(jì)算機(jī)體層成像(radionuclide computed tomography,RCT)。目前,按照放射源不同,ECT又分為SPECT和PET。單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層(single photon emission computed tomograph,SPECT)是以發(fā)射γ射線的核素作為發(fā)射體,正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層(positron emission computed tomography,PET)是以發(fā)射β+粒子的放射性核素作為發(fā)射體。SPECT應(yīng)用最為廣泛,PET也正在普及。
1 腫瘤的放射治療劑量
惡性腫瘤放射治療劑量大小的選擇是一個(gè)十分嚴(yán)格和必須經(jīng)過計(jì)算的過程。其選擇范圍必須是使正常組織能夠耐受而使腫瘤細(xì)胞死亡,這樣才能使腫瘤逐漸消退,周圍的正常組織不產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷。腫瘤對(duì)射線敏感程度不同,其放射劑量也就不同,必須認(rèn)真研究,分別處理。腫瘤劑量是指體內(nèi)腫瘤部位參考點(diǎn)的劑量。中心軸百分深度量(percentage depth dose,PDD)是指體內(nèi)照射野中心軸任一深度的吸收劑量率(Dd)與照射中心軸上參考點(diǎn)吸收量率(Ddm)之比的百分率。如參考點(diǎn)在射線中心軸傷的最大劑量為Dm,則:
PDD=×100%
PDD必不可少的四個(gè)條件:①能量;②照射距離;③腫瘤深度;④照射野面積。
腫瘤最大劑量比(TMR)TMR=Dt/Dm。其中Dt為腫瘤中心軟組織中的劑量,Dm為射野中心軸上最大劑量點(diǎn)。因在等中心照射的劑量計(jì)算較困難,故用腫瘤最大劑量的方法,經(jīng)查TMR來求出腫瘤的處方劑量。查表?xiàng)l件:①射線能量;②腫瘤中心水平面積;③腫瘤深度。
校正因子:①托架校正因素;②楔形板校正因素;③組織不均勻性校正;④區(qū)面、斜入、源皮距校正;⑤非標(biāo)源皮距校正;⑥大面積不規(guī)則野的校正;⑦鉛擋塊的校正;⑧加填充物劑量的校正。
校正后PDD或TMR利用經(jīng)過上述校正因子校正后的中心百分深度量或腫瘤最大劑量比,在根據(jù)醫(yī)師所給的腫瘤劑量方可求出總處方劑量。
Dt腫瘤劑量是醫(yī)師根據(jù)多種因素制定的。
Dm處方劑量是根據(jù)校正后的PDD或TMR及腫瘤劑量求出來的總處方量,技術(shù)員根據(jù)每次照射所給的每次處方量,累加起來達(dá)到總處方量后,就應(yīng)停止治療。如醫(yī)師更改總處方量,可按更改處方量執(zhí)行。
1.1放射對(duì)敏感腫瘤的劑量 對(duì)于放射線敏感的腫瘤,如淋巴瘤、精原細(xì)胞瘤、小細(xì)胞肺癌等,雖然這些腫瘤的組織來源不同,其放射敏感性也有一定差異,但在臨床實(shí)踐中一般采用的劑量范圍為20~40 Gy(2~4 w)。再根據(jù)腫瘤大小不同可以適當(dāng)調(diào)整劑量,這部分腫瘤多采用綜合治療法。
1.2放射對(duì)中度敏感腫瘤的劑量 包括各種組織器官的鱗狀細(xì)胞癌,如食管癌、皮膚癌、膀胱癌、宮頸癌等。一般劑量范圍為60~70 Gy(6-7 w)。如果腫瘤瘤體較小,進(jìn)過精心設(shè)計(jì)治療計(jì)劃,這類腫瘤可以治愈。
1.3放射對(duì)低度敏感腫瘤的劑量 有些腫瘤(如肉瘤、腺癌、骨肉瘤等)屬于對(duì)放射線低度敏感的腫瘤。對(duì)這些腫瘤的劑量范圍為70~80 Gy(7~8 w)。由于劑量偏高,多數(shù)超過周圍正常組織的耐受劑量,單純放射治療治愈率較低。
1.4放射對(duì)不敏感腫瘤的劑量 對(duì)放射線不敏感的腫瘤包括間葉組織來源的腫瘤,單純放射治療很難治愈。但是對(duì)于那些手術(shù)切除不徹底或者不能手術(shù)的患者也可以試用放射治療,部分患者也能達(dá)到抑制腫瘤生長和止痛的效果。還有部分病例與熱療、化學(xué)療法等綜合療法并用也能達(dá)到治愈。
1.5姑息性放射治療的劑量 高姑息性放射治療的劑量:對(duì)于那些腫瘤范圍較廣泛,但患者一般狀況較好,又屬中于度以上敏感的腫瘤,也可以給予根治劑量,達(dá)到控制腫瘤生長,延長生存期的目的。
低姑息性放射治療的劑量:對(duì)于患者狀態(tài)較差者,為了減輕痛苦,緩解癥狀,可利用低姑息性放射治劑量。一般給予根治劑量的1/3~3/2。
2 核素輻射防護(hù)原則
2.1核素輻射的安全 在PET常用碳、氮和氟的正電子同位素11C、13N、15O、18F等,都是人體組織最基本元素,用它來給各種基質(zhì)、代謝物、藥品和其他生化活性化合物以及其他類似物加標(biāo)志而不影響它們的化學(xué)和生化性,從而可測量人體生理、生化過程,準(zhǔn)確的反應(yīng)機(jī)體的代謝情況。正電子同位素β+的半衰期短,放射壽命短,有的只有十幾分鐘,加之對(duì)患者的輻射劑量很少,在短時(shí)間內(nèi)可重復(fù)使用,也可大劑量使用以獲得清晰影像,劑量使用是安全可靠的。
2.2核素輻射的防護(hù)原則 放射性核素放出的射線都可以引起物質(zhì)的電離,但不同種類的射線,引起電離密度不同,對(duì)人體的危害程度也就不一樣。同一類的射線,不同的照射放射方式(外照射和內(nèi)照射)對(duì)人體危害程度也不一樣。
2.2.1對(duì)α射線的防護(hù) α粒子電離密度大,射線短。α粒子在液體或固體中的射程非常短,在外照射的情況下,α粒子不足以穿透人體皮膚,防護(hù)一般不需特殊屏蔽材料,衣服和手套就足夠防護(hù)他的外照射。但α粒子源若進(jìn)入體內(nèi)它的能量將全部沉積在很小的局部組織中,從而會(huì)造成局部組織明顯損傷,這一點(diǎn)應(yīng)特別注意。
2.2.2對(duì)β射線的屏蔽防護(hù) β射線在不同吸收物質(zhì)中的射程有很大差異。當(dāng)β粒子的能量較低時(shí),其能量損失主要由電離和激發(fā)所引起;當(dāng)β粒子能量較高并通過原子序數(shù)較大的物質(zhì),則軔致輻射所引起的能量損失與物質(zhì)的原子序數(shù)平方成正比。因此屏蔽β射線時(shí),最好的措施是采用雙層屏蔽,內(nèi)層用原子序數(shù)較低的材料,如塑料、有機(jī)玻璃等屏蔽β射線,外層用原子序數(shù)較高的材料,屏蔽穿過內(nèi)層后能量降低的β粒子及內(nèi)層產(chǎn)生的軔致輻射。
2.2.3對(duì)γ射線的防護(hù) 由于γ射線的頻率很高,穿透力很強(qiáng),任何厚度的物質(zhì)只能講其強(qiáng)度減弱,而不能將其完全吸收,故γ射線沒有最大射程。因此,對(duì)它的防護(hù)要求只能是將其劑量降低到允許劑量范圍內(nèi)。防護(hù)的措施主要有:①增加距離進(jìn)行防護(hù);②縮短時(shí)間進(jìn)行防護(hù);③選擇相應(yīng)的屏蔽進(jìn)行防護(hù)。
在實(shí)際工作中,有時(shí)靠減少操作時(shí)間和增加操作距離不能達(dá)到防護(hù)的要求,這時(shí)需加防護(hù)屏蔽措施。防護(hù)γ射線的材料都是高密度的物質(zhì),如鉛、鐵、混凝土等[1-3]。
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[關(guān)鍵詞] CT掃描技術(shù);應(yīng)用;輻射;預(yù)防
[中圖分類號(hào)] R445.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] C [文章編號(hào)] 1674-4721(2010)03(b)-061-02
CT是一種功能齊全的病情探測儀器,定名為X線電子計(jì)算機(jī)體層攝影機(jī)。這種機(jī)器由X光線斷層掃描裝置、微型電子計(jì)算機(jī)和電視顯示裝置組成,可以對(duì)人體各部位進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)病灶。一位神經(jīng)放射診斷學(xué)家第一次利用CT掃描為人體進(jìn)行檢查的對(duì)象是個(gè)懷疑患了腦瘤的婦女,結(jié)果在熒光屏上不僅現(xiàn)出了腦瘤的位置,甚至連形狀和大小都清晰地顯示了出來,這一成功檢查宣告了一個(gè)新技術(shù)的誕生[1]。
1 CT掃描的原理
CT掃描又稱CT容積掃描,是采用滑環(huán)技術(shù),X線球管或X線球管和探測器不斷地進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn),連續(xù)產(chǎn)生X線,并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;同時(shí)檢查床沿縱軸方向勻速移動(dòng)使掃描軌跡呈螺旋狀的掃描方式。螺距:球管旋轉(zhuǎn)1周(1 s)檢查床移動(dòng)的距離與掃描層厚的比值[2]。一般認(rèn)為螺距為1.0時(shí)圖像質(zhì)量最好。CT機(jī)投入到臨床以后,以它高分辨率、高靈敏度、多層次等優(yōu)越性,發(fā)揮了有別于傳統(tǒng)X線檢查的巨大作用。
2 CT掃描的優(yōu)點(diǎn)
速度快,連續(xù)快速掃描成像,減少呼吸偽影,避免小病灶因呼吸幅度不一致而漏診,縮短危重患者檢查時(shí)間,配合壓力注射器分別完成不同時(shí)期的多期掃描。容積數(shù)據(jù),可重建高質(zhì)量的多軸面圖像和三維立體圖像。
3 CT應(yīng)用范圍
3.1 顱腦部的檢查
顱內(nèi)腫瘤、腦血管疾病、腦外傷等。
3.2 對(duì)五官及頸部的檢查
五官部位的腫瘤及炎癥、咽喉部位腫瘤、頸部甲狀腺及淋巴系統(tǒng)腫瘤、頸部腫塊等。
3.3 胸部檢查
肺內(nèi)腫瘤及炎癥,縱隔及胸腹的腫瘤、炎癥等。
3.4 腹部檢查
肝、膽、脾、胰、腎臟、腸道、盆腔內(nèi)器官感染、腫瘤、膿腫、結(jié)核等。
3.5 骨關(guān)節(jié)、脊柱部位的檢查
適用于其腫瘤、外傷、轉(zhuǎn)移瘤、關(guān)節(jié)脫位、結(jié)核等疾患。
4 CT的危害
CT可以被理解為用X線從多角度拍攝。X射線屬于電離輻射,它在對(duì)人體起作用的過程中會(huì)產(chǎn)生生物效應(yīng)而傷害人體。除掃描層面內(nèi)的劑量外,掃描范圍外的區(qū)域也存在相當(dāng)劑量的散射線。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被打破是對(duì)細(xì)胞的關(guān)鍵性損傷,輻射誘導(dǎo)基因突變或雙螺旋結(jié)構(gòu)被打破、畸變?cè)龆?最終可導(dǎo)致癌癥。牛津大學(xué)和英國癌癥研究中心的科學(xué)家在對(duì)15個(gè)國家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn):英國每年診斷出的癌癥患者中有0.6%是由X射線檢查所致。在X射線和CT檢查更為普遍的日本,每年新增癌癥患者中有3.2%是由這兩種檢查造成的。研究者并非抹殺X射線和CT檢查的重要性,只是想提醒醫(yī)生,在采取這兩種檢查時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎[3]。
5 CT輻射預(yù)防
5.1 技師的注意事項(xiàng)
從應(yīng)用層面上,首先應(yīng)該建立輻射防護(hù)概念,正確掌握?qǐng)D像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡關(guān)系,不能一味盲目追求影像質(zhì)量而忽略輻射劑量,技師應(yīng)當(dāng)被培訓(xùn)并且精通最優(yōu)化的CT檢查;其次應(yīng)了解所使用設(shè)備的性能、各種技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系,合理運(yùn)用各種輻射防護(hù)措施,在保證影像診斷質(zhì)量的前提下努力減少患者的輻射照射劑量,注意檢查指示和限制不必要的掃描層,采用適合患者截面區(qū)的掃描參數(shù)。盡量減少兒童的mAs值,使螺旋CT的螺距因子大于1,并且計(jì)算重疊圖像而不是重新獲取單幅圖像,充分地選擇圖像重建參數(shù),在多層CT上應(yīng)用Z軸濾過。
5.2 合理控制輻射劑量
臨床醫(yī)師和放射醫(yī)師應(yīng)當(dāng)討論以確定每一個(gè)CT檢查是否是臨床需求的,放射醫(yī)師有責(zé)任與技師和臨床醫(yī)師共同控制劑量。圖像質(zhì)量和劑量控制是影像科一直堅(jiān)持的原則,是確保影像質(zhì)量能滿足臨床檢查需要的最低要求,任何無謂地過多地使用劑量都屬失誤。對(duì)不同的診斷目的,應(yīng)提供不同噪聲水平的圖像。各種疾病需要達(dá)到的圖像質(zhì)量水平,需要有經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生總結(jié),這也是今后醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量控制應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。
6 總結(jié)
由于CT影像利用窗口技術(shù)使密度分辨率大大提高,對(duì)軟組織及實(shí)質(zhì)性器官的顯示能力明顯優(yōu)于普通X線檢查。同時(shí)隨著CT設(shè)備功能的越來越強(qiáng)大,放射防護(hù)界對(duì)CT檢查的防護(hù)越來越重視,加強(qiáng)CT的質(zhì)量管理及控制,不僅要求掃描人員的操作規(guī)范化,而且要嚴(yán)格控制CT檢查的適應(yīng)證。加強(qiáng)兒科醫(yī)生和CT醫(yī)生之間的交流有助于為患者選擇最恰當(dāng)?shù)臋z查方法,對(duì)于必須進(jìn)行CT檢查的患者,對(duì)檢查部位要確保在最小輻射劑量下獲得滿意的診斷圖像。另外,醫(yī)學(xué)影像學(xué)家、廠商以及國家監(jiān)督機(jī)構(gòu)必須齊心協(xié)力,將CT的放射劑量降到最小。必須建立劑量限制體系包括輻射實(shí)踐的正當(dāng)化、防護(hù)水平最優(yōu)化、個(gè)人劑量限值等3條基本原則。此外,還必須建立照射外防護(hù),包括縮短受照時(shí)間、增大與射線源的距離、屏蔽防護(hù)??傊?要合理降低個(gè)人受照劑量與全民檢查頻率。
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[關(guān)鍵詞] 對(duì)甲基桂皮酸;丹皮酚;衍生物;輻射防護(hù);功效研究
[中圖分類號(hào)] R284.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210(2013)01(a)-0020-03
輻射損傷一直為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)問題。輻射防護(hù)劑一方面預(yù)防以減輕輻射對(duì)機(jī)體造成損傷的程度,另一方面是對(duì)損傷后放射病的有效治療。早期曾有報(bào)道,桂皮酸的衍生物具有增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬活性和激活細(xì)胞免疫的作用,以及桂皮酸衍生物具有抗輻射和清除自由基的活性[1-3]。文獻(xiàn)調(diào)研表明,天然酚類成分――丹皮酚具有明顯的抗自由基活性[4-5]。丹皮酚還具有免疫增強(qiáng)活性,能明顯增強(qiáng)中性粒細(xì)胞對(duì)體外金黃色葡萄球菌的吞噬功能。研究觀察了丹皮酚霧化吸入對(duì)大鼠免疫功能的影響,結(jié)果顯示試驗(yàn)組大鼠肺巨噬細(xì)胞吞噬率比對(duì)照組明顯增高[6]。應(yīng)康等[7]研究了丹皮酚對(duì)小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響,結(jié)果表明丹皮酚霧化吸入可提高大鼠肺局部非特異性免疫功。本文通過化學(xué)拼合原理,合成篩選出了對(duì)甲基桂皮丹酚酯(4a)衍生物,并對(duì)其進(jìn)行了初步的抗輻射活性研究,結(jié)果顯示該化合物具有一定的抗輻射損傷作用?,F(xiàn)報(bào)道如下:
1 材料與方法
1.1 試藥
將本室自行合成的對(duì)甲基桂皮丹皮酚酯,純度98%以上(HPLC分析結(jié)果),研細(xì)后用5‰CMC-Na溶液研細(xì)并配成濃度為2.5、5.0、7.5 mg/mL(低、中、高3個(gè)濃度)的混懸液。
1.2 動(dòng)物與儀器
ICR小鼠,6~8周齡,雌雄共100只,20~22 g,由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所提供。熒光顯微鏡,銫137(137Cs)γ-射線輻射源(加拿大原子能有限公司)。
1.3 對(duì)甲基桂皮酸酰氯的合成
100 mL圓口燒瓶加入3.2 g(0.02 mol)對(duì)甲基桂皮酸按參考文獻(xiàn)[8]制備對(duì)甲基桂皮酰氯,減壓蒸餾除去過量的二氯甲烷和SOCl2,石油醚重結(jié)晶得白色固體3.32 g,產(chǎn)率91%,熔點(diǎn)37~39℃。
1.4 對(duì)甲基桂皮丹酚酯的合成
稱取1.66 g(0.01 mol)丹皮酚于100 mL圓口燒瓶中,加入20 mL二氯甲烷溶解,滴加1 mL三乙胺,冰水浴磁力攪拌條件下,緩慢滴加上述合成的對(duì)甲基桂皮酰氯2.5 g(0.014 mol)的10 mL二氯甲烷溶液,加畢繼續(xù)反應(yīng)2 h,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸除二氯甲烷得乳白色黏稠狀物,石油醚重結(jié)晶得白色固體,飽和碳酸氫鈉、蒸餾水洗,最終得白色固體2.81 g,產(chǎn)率88.9%,熔點(diǎn)89~92℃。其合成路線見圖1。
1.5 實(shí)驗(yàn)方法
1.5.1 30 d存活率實(shí)驗(yàn) ICR小鼠60只,雌雄各半,按體重隨機(jī)分成5組,14只/組,分別為高(150 mg/kg)、中(100 mg/kg)、低(50 mg/kg)3個(gè)濃度給藥組、空白對(duì)照組(5‰CMC-Na)、陽性對(duì)照組(茜草雙酯,500 mg/kg)。各組均在照射前3,2,1 d連續(xù)3次口服灌胃給藥,0.1 mL/10 g,137Cs γ-射線8.5 Gy一次性全身照射,并每天觀察記錄小鼠的存活情況。
1.5.2 體內(nèi)抗輻射活性實(shí)驗(yàn) ICR雄性小鼠40只,按體重隨機(jī)分5組,8只/組,設(shè)有空白對(duì)照組、陽性對(duì)照組(炔雌醇)以及4a高(150 mg/kg)、中(100 mg/kg)、低(50 mg/kg)3個(gè)劑量組。給藥方式同上述,經(jīng)137Cs進(jìn)行6.5 Gy γ-射線一次性全身照射。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 存活率、保護(hù)指數(shù)、小鼠平均生存天數(shù) 計(jì)算小鼠30 d存活率、保護(hù)指數(shù)、小鼠平均生存天數(shù),計(jì)算方法依據(jù)參考文獻(xiàn)[9]。
1.6.2 白細(xì)胞數(shù)(WBC)、血小板數(shù)(PLT) 照射后第8天稱重后眼眶靜脈取血,并進(jìn)行全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀測定白細(xì)胞與血小板數(shù)。
1.6.3 有核細(xì)胞數(shù)、DNA含量、脾結(jié)節(jié)、臟器指數(shù) 計(jì)算小鼠股骨有核細(xì)胞數(shù)、DNA含量、脾結(jié)節(jié)、臟器指數(shù),計(jì)算方法依據(jù)參考文獻(xiàn)[10]。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 12.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率表示,采用χ2檢驗(yàn)。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 30 d存活率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1.1 30 d存活率趨勢(shì)圖 結(jié)果顯示,4a各劑量組的30 d存活率與空白對(duì)照組比較均有提高,明顯延長小鼠的生存時(shí)間,尤其是中劑量組。給藥組30 d存活率分別為28.57%、42.86%、35.71%,均比空白對(duì)照組的14.29%有明顯提高,陽性對(duì)照組為28.57%。30 d存活率趨勢(shì)見圖2。
2.1.2 30 d存活率及保護(hù)指數(shù) 4a各劑量組平均生存天數(shù)和空白對(duì)照組比較,均明顯增加,尤其是中劑量組,和陽性對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05),保護(hù)指數(shù)分別為1.50、2.01、1.60,陽性對(duì)照組為1.48,各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。見表1。
2.2 對(duì)甲基桂皮丹酚酯對(duì)輻射損傷ICR小鼠的影響
4a各劑量組與空白對(duì)照組比較,對(duì)WBC和BMNC影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05),而對(duì)PLT有顯著提高作用(P < 0.01),明顯增加DNA含量(P < 0.05),尤其是中劑量組,表明目標(biāo)化合物4a能夠提高小鼠的造血功能。見表2。
2.3 對(duì)甲基桂皮丹酚酯對(duì)輻射損傷ICR小鼠的影響
4a三個(gè)劑量組與空白對(duì)照組比較,對(duì)肝重變化無明顯影響,而對(duì)脾系數(shù)、胸腺系數(shù)、脾結(jié)節(jié)數(shù)均有不同程度的增加,且不同劑量組的脾系數(shù)和低劑量組的脾結(jié)節(jié)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05)。中、高劑量組的胸腺系數(shù)和陽性對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05),低劑量組則差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.01)。脾結(jié)節(jié)數(shù)和脾指數(shù)與機(jī)體造血功能恢復(fù)相關(guān),而胸腺指數(shù)為機(jī)體免疫功能的重要指標(biāo)。由胸腺系數(shù)和脾系數(shù)的增大可以初步說明該化合物有增強(qiáng)免疫和改善造血系統(tǒng)功能的作用。見表3。
3 討論
3.1 對(duì)甲基桂皮酰氯和對(duì)甲基桂皮丹酚酯的合成實(shí)驗(yàn)
本文采用參考文獻(xiàn)[8]的方法,即N,N-二甲基甲酰胺催化法,得到對(duì)甲基桂皮酰氯。采用石油醚、四氯化碳等重結(jié)晶的方法可以有效除去過量的CH2Cl2和SOCl2。本文通過石油醚重結(jié)晶除去過量的CH2Cl2和SOCl2純化產(chǎn)物的方法很好地制備出目標(biāo)化合物,制備酰氯的產(chǎn)率高,達(dá)91%。
丹皮酚分子中存在分子內(nèi)氫鍵而降低了羥基的活性,無法在脫水縮合劑的作用下和酸直接合成酯類化合物,故選用經(jīng)典的酰氯法,在三乙胺有機(jī)堿作用下合成對(duì)甲基桂皮丹皮酚酯化合物。酰氯化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,常溫下易水解,須在干燥充滿氮?dú)獾娜萜髦斜4?,且在有機(jī)堿(三乙胺、吡啶)條件下易發(fā)生未知副反應(yīng),較長時(shí)間放置易變黑。因此本實(shí)驗(yàn)選擇將丹皮酚溶于有機(jī)溶劑,冰水浴條件下緩慢滴加酰氯的CH2Cl2溶液的方法。此法合成目標(biāo)產(chǎn)物兩步總產(chǎn)率高達(dá)88.9%,副反應(yīng)少,后處理簡單。
3.2 對(duì)甲基桂皮丹酚酯的抗輻射活性研究
輻射損傷可引起機(jī)體中氧自由基(ROS)和氮自由基(RNS)濃度的大幅增高,自由基可引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用而產(chǎn)生丙二醛(MDA),具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性[11]。抗氧化劑通過清除自由基抑制一系列生物大分子(如DNA)的氧化反應(yīng),從而起到對(duì)細(xì)胞的保護(hù)作用。研制具有治療功效的輻射恢復(fù)藥物顯得更為重要。本文通過4a對(duì)受γ-射線一次性全身照射后,30 d存活率和抗輻射損傷活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對(duì)甲基桂皮丹酚酯具有一定的抗輻射損傷活性,為深入研制成抗輻射損傷藥物提供了依據(jù)。4a抗輻射損傷機(jī)制是否與清除自由基有關(guān),待今后進(jìn)一步考察測定試驗(yàn)小鼠血清以及肝臟活性超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)以及MDA含量的改變,從減輕自由基損傷角度進(jìn)行揭示[12]。
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【關(guān)鍵詞】 放射性同位素;輻射;外照射;輻射防護(hù);安全管理
文章編號(hào):1004-7484(2013)-02-1023-02
放射性核素、槍支彈藥、這三樣物品在上海世博會(huì)期間被列入管控的范圍。槍支彈藥、我們往往會(huì)在電視內(nèi)、電影上了解被知識(shí),而放射性核素的知識(shí)卻很少被提及。2011年日本福島核電站輻射泄漏的事件,使我們?cè)诋?dāng)時(shí)又關(guān)注起核相關(guān)的知識(shí)。放射性藥物基于其放射性的關(guān)系,一直以來是多方關(guān)注的焦點(diǎn),環(huán)保、衛(wèi)監(jiān)、公安等部門定期檢查、巡回督察,把其視為洪水猛獸,就怕其出差錯(cuò)、事故。其實(shí)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的放射性藥物應(yīng)用中,放射性核素使用量的大小相比工業(yè)上的應(yīng)用要少很多,選用的核素也較安全。
在國外,放射性藥物的制作成本降低,銷售價(jià)格不斷下跌。而國內(nèi)卻因?yàn)閲夜芸卦鰪?qiáng),供求關(guān)系緊張,價(jià)格不斷上漲。通過分析現(xiàn)在醫(yī)用放射性藥品相關(guān)法律法規(guī),生產(chǎn)銷售使用中的一些實(shí)際情況,提出對(duì)放射性藥物的一些新的監(jiān)控方法。提出適時(shí)、適量、適當(dāng)放開放射性藥品的監(jiān)管,或者對(duì)放射性藥品生產(chǎn)行業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼,這樣可以對(duì)核醫(yī)學(xué)的發(fā)展有重大的促進(jìn)作用,也可以降低病人做核醫(yī)學(xué)檢查的支出。
1 現(xiàn)有管理模式下法律法規(guī)
1989年中華人民共和國國務(wù)院第25號(hào)令《放射性藥品管理辦法》中規(guī)定:經(jīng)衛(wèi)生部審核批準(zhǔn)的含有短半衰期放射性核素的藥品,可以邊檢驗(yàn)邊出廠。依據(jù)國食藥監(jiān)安[2006]4號(hào)《關(guān)于印發(fā)的通知》中的規(guī)定只要持有第IV類《放射性藥品使用許可證》的醫(yī)療機(jī)構(gòu)研制12種規(guī)定的正電子藥物并自行使用的。這兩項(xiàng)規(guī)定推出后正電子類放射性藥物的研制使用已經(jīng)適當(dāng)放開。正電子類藥物用于PET顯像,單光子類用于SPECT顯像,無論從醫(yī)院普及率、檢查方便程度、公眾認(rèn)知度,SPECT顯像都優(yōu)于PET顯像。但我國對(duì)于單光子類藥物的研制使用確依舊有著緊箍咒,不如單光子類藥物使用便捷[1-2]。
2 現(xiàn)有醫(yī)療機(jī)構(gòu)中放射性藥品分類
在現(xiàn)有醫(yī)療機(jī)構(gòu)中放射性藥物的使用可以簡單分為:體外診斷用各種含放射性核素的分析藥盒;體內(nèi)診斷、治療用一般放射性藥品;采用放射性核素發(fā)生器及配套藥盒自行配制的體內(nèi)診斷及治療用放射性藥品。當(dāng)然我們有時(shí)簡單以放免、顯像、治療這三大塊來分類。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,求醫(yī)人數(shù)的增長,放免、顯像、治療這三塊的放射性核素的使用量逐漸增加,但是核素治療是利用放射性藥物β射線,而一般放免或SPECT顯像是利用放射性藥物的γ射線。β射線射程短,穿透力也弱;γ射線射程長,穿透力也強(qiáng),γ射線防護(hù)比較重要。
3 輻射能、照射量及放射性活度
放射性活度的單位是貝克[勒爾],在平時(shí)工作中我們常用放射性活度的值來代表使用放射性藥品的量。比如SPECT骨顯像使用9.25*108Bq的99Tcm-MDP藥物,PET全身顯像使用3.7*108Bq的18F-FDG藥物。單從數(shù)量上看,做SPECT骨顯像使用的藥品的量比PET全身顯像時(shí)用的量多。但兩者的輻射能不同(18F主要能量是在633.5keV,99Tcm主要能量是在142.7keV),照射量也不同[3]。一次PET全身顯像對(duì)人全身的輻射吸收劑量為3.33mGy要高于一次SPECT骨顯像的2.59mGy[4-5]。
4 醫(yī)用放射性核素的來源
簡單來說,長半衰期核素是反應(yīng)堆的產(chǎn)物,短半衰期核素是加速器的產(chǎn)物,SPECT使用的核素是醫(yī)用發(fā)生器的產(chǎn)物,PET使用的核素是醫(yī)用直線加速器的產(chǎn)物。以99Tcm為例,最常用的是凝膠型堆照99Tcm發(fā)生器,這類發(fā)生器一般一次可以洗脫大約1Ci的99Tcm植酸鹽,如果要保證99Tcm濃度,一天可以淋洗2次。治療直線加速器生產(chǎn)18F離子也很方便,如果需要一次也可以生產(chǎn)1Ci以上的18F離子,一天也可以生產(chǎn)2-3次。在中國的大城市中99Tcm植酸鹽一般由醫(yī)藥公司配送(稱為“奶站”供藥),小城市中99Tcm植酸鹽是醫(yī)院通過發(fā)生器生產(chǎn)(發(fā)生器從醫(yī)藥公司購買配送),而無論大小城市18F離子則是醫(yī)用直線加速器生產(chǎn)(大醫(yī)院一般配有醫(yī)用直線加速器),這樣可以充分確保藥物的數(shù)量與質(zhì)量[6-7]。
5 放射性核素與醫(yī)學(xué)
核醫(yī)學(xué)科的發(fā)展離不開放射性核素的使用,相對(duì)于美國等發(fā)達(dá)國家,我國醫(yī)用放射性核素還是管制很嚴(yán)厲的,有許多種核素被禁用,又有很多種化合物因?yàn)闆]有藥證而停用。國家是以管控放射性核素的目的來限制醫(yī)用放射性核素,避免核素泄漏、盜取等問題[8],但這也影響核醫(yī)學(xué)的發(fā)展。國內(nèi)能使用的放射性核素與其合成物,明顯少于美國、英國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家[2,9]。在國內(nèi)的國家級(jí)期刊上,在國際期刊的文獻(xiàn)上,可以看到中國的核醫(yī)學(xué)同行們也在研究核醫(yī)學(xué)新藥,只是數(shù)量相比國外很少,這就是國家的限制。
6 醫(yī)用放射性核素使用與國際接軌
現(xiàn)在大家都在說與國際接軌。醫(yī)用放射性核素使用何時(shí)能與國際接軌?國家對(duì)PET顯像所用的正電子藥物是設(shè)當(dāng)放開的,PET檢查在中國也作為一個(gè)高端檢查項(xiàng)目,在體檢或腫瘤篩查中用到。但不容忽視的是PET全身檢查的輻射量大,PET所用藥物18F能量高,輻射不容易被阻擋。特別是在藥物運(yùn)輸?shù)倪^程中單個(gè)18F的鉛罐重量達(dá)15kg,特別不方便。而國家嚴(yán)格控制的SPECT顯像所用的99Tcm,輻射能小,防護(hù)較容易。SPECT檢查成本只有PET的十分之一不到,這應(yīng)該得到國家普及和支持,適用于對(duì)腫瘤的篩查等??梢韵蛎绹葒覍W(xué)習(xí),普遍性檢查進(jìn)入醫(yī)療保險(xiǎn),并降低醫(yī)療服務(wù)的價(jià)格;特別高端的、稀有的檢查項(xiàng)目價(jià)格昂貴,需要自費(fèi)。
國家允許的PET顯像所用的核素有11C、13N、15O、18F,而能用于SPECT顯像僅有99Tcm、131I、18F,其中18F是正電子藥物,32P已經(jīng)只能用于敷貼,上世紀(jì)時(shí)67Ga、143Xe、111In等10多種核素均因?yàn)闆]有藥證而停產(chǎn)。
再看看國外,放射性核素的品種多,放射性藥物的品種更多[2,3,9],核醫(yī)學(xué)能更好的服務(wù)于臨床。如果盡快放開對(duì)單光子藥物的研制使用,并引入123I、177Lu等核素。增加核素的品種與數(shù)量也能解決現(xiàn)在因供求失衡引起的價(jià)格上漲。
7 普通公眾對(duì)核醫(yī)學(xué)輻射的理解
受X線類攝影的傳統(tǒng)影響,認(rèn)為儀器會(huì)產(chǎn)生輻射,檢查時(shí)間越長,輻射越大。事實(shí)上核醫(yī)學(xué)SPECT儀器并不產(chǎn)生輻射。甚至很多人會(huì)誤解,認(rèn)為核磁共振成像屬于核醫(yī)學(xué)顯像。核醫(yī)學(xué)顯像的基本原理是,把放射性藥物引入受檢者體內(nèi),儀器負(fù)責(zé)接收輻射信號(hào)。在把放射性藥物引入受檢者體內(nèi)后,受檢者就是一個(gè)新的放射體。產(chǎn)生各種歧義的原因是:由于輻射是看不見、聽不見、摸不著,公眾對(duì)未知的東西產(chǎn)生恐懼影響,所以把輻射當(dāng)做“洪水猛獸”。
在實(shí)際情況中,病人在醫(yī)院就診的過程中,往往有家屬陪同。現(xiàn)有預(yù)約制度的不合理,導(dǎo)致病人與家屬會(huì)在短時(shí)間內(nèi)聚齊在一起,而且這個(gè)問題在很長一段時(shí)間內(nèi)無法改進(jìn)[10]。做核醫(yī)學(xué)檢查的受檢者家屬,往往會(huì)受到受檢者對(duì)他的輻射,我們稱為臨床核醫(yī)學(xué)外照射。外照射到底有多少,外照射的對(duì)象是兒童又如何防護(hù),值得我們探究。我國應(yīng)該盡快完善醫(yī)院輻射相關(guān)基本調(diào)查,這有助于相關(guān)制度的完善與規(guī)范的制定。
8 臨床核醫(yī)學(xué)藥物的輻射安全
隨著近幾年核醫(yī)學(xué)的發(fā)展,核醫(yī)學(xué)科在硬件與軟件上逐步完善,人們的防范意識(shí)不斷提高,隨著教育的增加,人員水平不斷提高,工作人員責(zé)任心提高,各種安全事故鮮有發(fā)生。但是核醫(yī)學(xué)工作中放射性核素的監(jiān)管是處于外緊內(nèi)送的,簡單的說外面人員“騙取、偷盜、搶劫”放射性藥物的事情可能不會(huì)發(fā)生,但是醫(yī)務(wù)人員“私自攜帶、丟失、挪用”確非常簡單[8]。在前文醫(yī)用放射性核素的來源中提到,醫(yī)院能很方便地生產(chǎn)1Ci左右的放射性藥物,多余的放射性核素是否正常處理,全憑相關(guān)人員個(gè)人意識(shí)。在臨床使用中,放射性核素出現(xiàn)剩余,也是普遍存在,比如遇到病人檢查改期[10]。據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)核醫(yī)學(xué)分會(huì)2012年普查數(shù)據(jù),45.56%(226/496)的單位以自己制備非正電子藥物,26.29%(46/175)的單位自己制備正電子藥物。全國共有6898人從事核醫(yī)學(xué)工作,但放化師僅66人,物理師僅41人。持有核醫(yī)學(xué)大型設(shè)備上崗證的從業(yè)人員占相應(yīng)人員比例的36%[11]。如果遇到突發(fā)事件,或遇到醫(yī)療人員情緒失控,放射性核素是否處理得當(dāng),人員本身資質(zhì)就不到位,追溯將很困難,此時(shí)再監(jiān)管就會(huì)出現(xiàn)難題。
放射性藥物的注射應(yīng)該在注射室完成,因?yàn)橐恍┽t(yī)療檢查的需求,注射可能會(huì)改在輪椅邊、床邊進(jìn)行。核醫(yī)學(xué)科的候診室屬于控制區(qū)監(jiān)督區(qū),但是核醫(yī)學(xué)科機(jī)房、候診室等區(qū)域?qū)儆诒O(jiān)督區(qū)[12],短時(shí)間內(nèi)會(huì)達(dá)到相同的輻射水平的區(qū)域,在環(huán)保監(jiān)管上處于不同的控制級(jí)別,這是我們管理上、制度上的不當(dāng)。特別指出中國疾病預(yù)防中心等曾經(jīng)對(duì)正在使用的鉛屏風(fēng)等防護(hù)材料進(jìn)行檢測,部分被檢測品已經(jīng)在國家標(biāo)準(zhǔn)以下仍在使用,部分地方輻射安全防護(hù)不到位[13-15],這主要是因?yàn)楝F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防護(hù)用品檢測的方法復(fù)雜,標(biāo)準(zhǔn)品難以找到,國家也沒有提供強(qiáng)制檢驗(yàn)等。
此外放射性殘留物的處置,現(xiàn)階段是累積到一段時(shí)間或一定量后,由地方環(huán)保局回收的方法。但是環(huán)保局是否完全回收了所有廢棄物,這個(gè)廢棄物量的控制全在醫(yī)院。放過一定半衰期以后的放射性廢物其放射性水平接近本底,或已經(jīng)達(dá)到本底水平,通過醫(yī)療廢棄物進(jìn)行處置,也完全符合舊規(guī)。
總的來說,醫(yī)用放射性核素處于內(nèi)松外緊的監(jiān)管,相關(guān)規(guī)范制度不少,但是漏洞也不少,一些制度略有不合理,在一些相關(guān)措施上還有許多值得改進(jìn)的地方,需要在一系列的調(diào)查研究后完善放射性核素的安全管理制度,以更好地應(yīng)用于社會(huì)。
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關(guān)鍵詞:生物監(jiān)測 內(nèi)照射 劑量估算 不確定度
內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測是對(duì)體內(nèi)或排泄物中放射性核素的種類和活度[1],以及利用個(gè)人空氣采樣器對(duì)吸入放射性核素的種類和活度進(jìn)行的測量及對(duì)結(jié)果的解釋。GBZ 129—2016《職業(yè)性內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測規(guī)范》[1]提到,對(duì)于在控制區(qū)工作并可能有放射性核素?cái)z入的職業(yè)人員,應(yīng)進(jìn)行常規(guī)的內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測,如有條件,可對(duì)所有受到職業(yè)照射的人員進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。為了估算輻射劑量,模型是必需的,以模擬外照射的幾何條件、攝入核素的生物動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)和人體[2]。通過判斷和評(píng)價(jià),從一系列實(shí)驗(yàn)性調(diào)查和人群研究中建立了參考模型,選取了必要的參數(shù)值。國際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)已推薦了相關(guān)模型,并進(jìn)行了多次修訂[2]。出于監(jiān)管的目的,這些模型和參數(shù)值都是固定的,不受不確定度的影響。評(píng)估與監(jiān)測程序相關(guān)的不確定性,有助于最優(yōu)化地設(shè)計(jì)監(jiān)測程序[3-7]。評(píng)估有效劑量估算中的不確定度時(shí),應(yīng)該著重考慮與材料相關(guān)的模型參數(shù)值,但是與個(gè)人相關(guān)的模型參數(shù)值應(yīng)該固定在其參考值。我們綜述了基于生物監(jiān)測內(nèi)照射劑量估算的不確定度的重要來源,主要包括為了確定體內(nèi)或生物樣品中某種核素的活度而進(jìn)行測量的不確定度,用來解釋生物監(jiān)測結(jié)果照射情景的不確定度,用來解釋生物監(jiān)測結(jié)果生物動(dòng)力學(xué)模型和劑量學(xué)模型的不確定度[8]。1 測量中的不確定度研究發(fā)現(xiàn),測量中的不確定度對(duì)劑量估算的影響最明顯[9]。國際原子能機(jī)構(gòu)在有關(guān)報(bào)告中討論了體內(nèi)或生物樣品中某種核素活度測量的不確定度[10-11]。盡管這些報(bào)告中或其他地方列出了生物監(jiān)測方法的例子,但迄今為止,尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的直接或間接生物監(jiān)測的測量程序。測量程序和探測器的選擇由感興趣核素、探測限、預(yù)算經(jīng)費(fèi)等因素決定。所有用來量化某種核素活度的程序都是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的來源。UNCERTAIN-TIES等[12]在2010年中做出了一個(gè)針對(duì)內(nèi)照射劑量估算的綜合性的報(bào)告,這份報(bào)告詳細(xì)地闡述了測量中的不確定度,測量中的不確定度主要是由計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)、刻度程序的有效性、源可能的污染、測量系統(tǒng)及本底的隨機(jī)變化等造成。
通常,關(guān)于測量中的總不確定度被描述為一個(gè)區(qū)間,在某一置信度下,被測變量的值位于該區(qū)間內(nèi)[13]。在估算測量中的總不確定度時(shí),為了準(zhǔn)確獲得這個(gè)來源對(duì)不確定度的貢獻(xiàn),單獨(dú)對(duì)待每一個(gè)不確定度的來源是很重要的。每一個(gè)單獨(dú)的對(duì)不確定度的貢獻(xiàn)被稱為一個(gè)不確定度分量。
某一被測量的測量不確定度分量可以分為兩種主要類別:A類和B類不確定度[12-15]。本質(zhì)上,A類分量是在一系列觀察中通過對(duì)變量的統(tǒng)計(jì)分析而評(píng)估出來的,B類分量一般是通過利用所有可得到的相關(guān)信息進(jìn)行科學(xué)判斷而評(píng)估得到的。測量全身或生物樣品中核素的活度時(shí),A類不確定度通常指由于計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)而產(chǎn)生的和可以用泊松分布描述的那部分不確定度。B類不確定度通常指與不確定度相關(guān)的所有其他來源的不確定度。
體外監(jiān)測時(shí)B類不確定度包括樣品體積或重量的量化、稀釋和移液而產(chǎn)生的誤差、溶液儲(chǔ)存時(shí)的蒸發(fā)、刻度用標(biāo)準(zhǔn)源的穩(wěn)定性和活度、放射性示蹤劑和感興趣放射性元素化學(xué)回收率的相似性、空白校正、本底核素排泄貢獻(xiàn)和波動(dòng)、電子穩(wěn)定性、光譜分辨率和峰重疊、樣品的污染和雜質(zhì)、計(jì)數(shù)時(shí)源的位置、刻度模型的密度和形狀的變異及刻度時(shí)均勻性的假定[16]。這些不確定度適用于測量樣品中核素的活度。測量排泄物時(shí),通過測量樣品中的活度可以估計(jì)受試者24 h之內(nèi)的平均排泄率,以與模型的預(yù)計(jì)相比較。如果樣品是<24 h的,樣品應(yīng)該被標(biāo)準(zhǔn)化到等效24 h的值。這就引進(jìn)了額外的B類不確定度,與生物變異和采樣操作有關(guān)的,而且可能要大于測量樣品活度時(shí)產(chǎn)生的不確定度。為使采樣不確定度最小化,文獻(xiàn)[17-18]在有關(guān)尿液中钚的分析及室內(nèi)氡暴露的研究中,對(duì)采樣方案專門進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)某些核素來說,為了達(dá)到足夠的靈敏度,還需要對(duì)數(shù)天的排泄物進(jìn)行分析[19]。
體內(nèi)監(jiān)測可以在不同的幾何條件下進(jìn)行(全身測量、局部器官或局部位置的測量例如肺、甲狀腺、頭顱、肝臟或一個(gè)傷口)。每一種幾何條件都需要專門的探測系統(tǒng)和刻度方法。國際原子能機(jī)構(gòu)[10]和國際輻射單位與測量委員會(huì)[20]先后出版了關(guān)于體內(nèi)監(jiān)測方法的報(bào)告,在報(bào)告中詳細(xì)討論了測量的靈敏度和準(zhǔn)確度。
體內(nèi)監(jiān)測的B類不確定度包括計(jì)數(shù)幾何誤差、計(jì)數(shù)時(shí)被測者和探測器的相對(duì)位置及被測者的微小動(dòng)作、胸壁厚度的確定、體模和被測個(gè)人器官的差異、來自身體鄰近區(qū)域的沉積的放射性物質(zhì)的干擾、光譜分辨率和峰重疊、電子穩(wěn)定性、來自其他核素的干擾、本底輻射的變異性、刻度時(shí)標(biāo)準(zhǔn)放射性核素的活度、被測者表面污染、人體中存在的天然放射性核素的干擾及刻度源的不確定度[10-16]。
對(duì)局部測量來說,因?yàn)槭苌眢w其他部位輻射的影響,通常很難以一個(gè)具體器官中的活度來解釋結(jié)果。解釋這種測量結(jié)果時(shí)需要假設(shè)核素及其在體內(nèi)產(chǎn)生的放射性子體的生物動(dòng)力學(xué)特征。在刻度肺部測量系統(tǒng)時(shí),一個(gè)基本的假設(shè)就是核素在肺內(nèi)的沉積是均勻的,但實(shí)際上沉積大部分情況下都是不均勻的。粒子在肺內(nèi)的分布與粒子大小、呼吸率及受試者健康有著密切的關(guān)系[21-22]。
與計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)相關(guān)的測量誤差(A類不確定度)隨活度或計(jì)數(shù)時(shí)間的增加而減少,而B類不確定度大部分與活度或計(jì)數(shù)時(shí)間無關(guān)。當(dāng)活度水平較低,接近探測限時(shí),A類不確定度就占有優(yōu)勢(shì)。對(duì)容易探測到的核素,B型不確定度則占有優(yōu)勢(shì)。與各種來源不確定度相關(guān)的、可測量的生物監(jiān)測量的分布貢獻(xiàn)可以用對(duì)數(shù)正態(tài)分布來進(jìn)行描述,并可用幾何標(biāo)準(zhǔn)差來量化不確定度??蓽y量的生物監(jiān)測量的分布幾何標(biāo)準(zhǔn)差常被稱為散射因子。已經(jīng)使用貝葉斯方法以及頻率論(經(jīng)典)方法進(jìn)行了很多不確定度研究。在計(jì)算與內(nèi)照射相關(guān)核素?cái)z入量及待積有效劑量時(shí),必須要考慮散射因子[23-26]。2 照射情景中的不確定度照射情景包括攝入途徑、攝入時(shí)間模式、攝入體內(nèi)核素、沉積核素的化學(xué)和物理形式。
2.1 攝入途徑
在臨床實(shí)踐中,經(jīng)常會(huì)遇到攝入途徑未知以及基于保健物理記錄或可獲得生物監(jiān)測資料無法辨別攝入途徑的情況。在缺乏明確信息的情況下,通常假設(shè)職業(yè)照射情況下攝入是通過呼吸道途徑而發(fā)生的,因?yàn)樵诼殬I(yè)環(huán)境下攝入核素最常見的途徑是通過呼吸道。假設(shè)的攝入途徑對(duì)劑量估算會(huì)產(chǎn)生很明顯的影響,當(dāng)估算的劑量較大時(shí)應(yīng)對(duì)攝入途徑加以調(diào)查。
2.2攝入時(shí)間模式
攝入時(shí)間模式的不確定度有可能是估算劑量中重要的不確定度來源,某些情況下也可能對(duì)估算劑量一定影響。在常規(guī)監(jiān)測周期中,攝入時(shí)間是未知的,通常認(rèn)為攝入發(fā)生在監(jiān)測周期的中點(diǎn),或者對(duì)應(yīng)于每個(gè)攝入時(shí)間的攝入量都可計(jì)算和平均,或者假設(shè)在整個(gè)監(jiān)測周期中攝入率是一個(gè)常數(shù)。研究顯示,常數(shù)攝入率是這3種攝入情景中唯一一種可以對(duì)真實(shí)攝入量提供無偏估計(jì)的攝入情景[27-28]。
2.3 攝入核素的構(gòu)成情況
對(duì)工作環(huán)境中的部分放射性核素進(jìn)行監(jiān)測時(shí),關(guān)于源項(xiàng)的假設(shè)(核素的成分和其相對(duì)豐度)可能也是不確定度的重要來源,在很多情況下,工作人員暴露在同一種化學(xué)元素的多種同位素的環(huán)境中,但是監(jiān)測時(shí)只監(jiān)測了這些同位素中的一種。例如,通過測量235U來進(jìn)行肺中鈾的監(jiān)測就建立在豐度水平的假設(shè)上。在其他情況下,某種核素的職業(yè)照射的估算基于肺中一種子體核素的監(jiān)測結(jié)果而進(jìn)行。例如,通過測量一種子體核素來監(jiān)測232Th基于工作人員暴露物質(zhì)中232Th衰變鏈中核素的平衡。另外,一些核素的暴露基于測量工作環(huán)境中存在的替代性核素。
2.4 粒子大小
粒子大小有可能是不確定度的一個(gè)重要來源,因?yàn)樗梢杂绊懥W釉诤粑劳緩街械某练e。尿液和糞便的排泄率受粒子大小的影響,因?yàn)榱W拥拇笮∮绊懳幢晃盏牧W酉蛳赖霓D(zhuǎn)移。多模態(tài)氣溶膠在一些工作條件下可以被工作人員通過呼吸道吸入而進(jìn)入人體[29]。3 生物動(dòng)力學(xué)模型的不確定度生物動(dòng)力學(xué)模型在輻射防護(hù)中常用來預(yù)測體內(nèi)某種核素的分布及滯留、尿和糞便中某種核素的排泄率隨時(shí)間的變化情況。利用這些模型可以導(dǎo)出吸入或食入某種核素后的劑量系數(shù)。還可以提供攝入某種核素后該核素從尿或糞便中的參考排泄率。在輻射防護(hù)領(lǐng)域中,ICRP推薦的放射性核素生物動(dòng)力學(xué)模型引入的不確定度是可以接受的[1]。該生物動(dòng)力學(xué)模型包括兩個(gè)在不同程度上互相獨(dú)立的部分:其一是吸收入血,即吸入或食入的放射性核素從胃腸道或呼吸道轉(zhuǎn)移到血液中的量;其二是分布和滯留,即放射性核素從血液中轉(zhuǎn)移到各器官、各組織中的量及在各器官、各組織中的半滯留期。
3.1 與生物動(dòng)力學(xué)模型結(jié)構(gòu)相關(guān)的不確定度
某種元素或化合物的生物動(dòng)力學(xué)模型的可信區(qū)間不僅取決于與模型參數(shù)值有關(guān)的不確定度,也取決于與模型結(jié)構(gòu)有關(guān)的不確定度。當(dāng)結(jié)構(gòu)對(duì)已知過程過分簡化時(shí),這樣的不確定度就會(huì)增加。因?yàn)槟P椭泻雎粤宋粗倪^程,或者因?yàn)槟P偷慕⑹腔跀?shù)學(xué)方便,而缺乏對(duì)實(shí)際過程的考慮。幾乎所有放射性核素的生物動(dòng)力學(xué)模型都存在這樣的不足之處。
3.2 人體數(shù)據(jù)利用中的不確定度的來源
生物動(dòng)力學(xué)模型最好基于人體內(nèi)某種元素的分布和排泄隨時(shí)間變化的特點(diǎn)而建立。對(duì)大部分的基本元素而言,這種類型的直接信息是可得到的,一些重要的非基本元素也是如此。放射性核素生物動(dòng)力學(xué)模型建立發(fā)展過程中,穩(wěn)定元素在參考器官中的含量是一個(gè)重要的工具。它是通過對(duì)在環(huán)境中低劑量接觸或在職業(yè)環(huán)境中較高劑量接觸該放射性核素的人員進(jìn)行尸體解剖測量而得到的[30]。這些數(shù)值通常用來調(diào)整生物動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)值,或者引入新的模型要素,以使報(bào)告的攝入值、全身核素含量和穩(wěn)定元素的排泄之間達(dá)到平衡。
3.3 生物動(dòng)力學(xué)資料種屬間外推的不確定度
生物動(dòng)力學(xué)資料在種屬間進(jìn)行外推時(shí)已被證實(shí)是一個(gè)不確定的過程,盡管哺乳動(dòng)物物種間在結(jié)構(gòu)、功能和生化方面具有很大相似性,基于生理的模型可以為數(shù)據(jù)從實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物外推向人類提供合適的背景。
3.4 生物動(dòng)力學(xué)資料元素間外推的不確定度
某種元素的生物動(dòng)力學(xué)模型的建立是基于局部或全部化學(xué)性質(zhì)相似的元素的資料,在經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上,化學(xué)類似物常常表現(xiàn)出密切的生理上的相似性。如果一個(gè)化學(xué)類似物被證明是一個(gè)好的生理類似物,將人體數(shù)據(jù)應(yīng)用在化學(xué)類似物會(huì)比將動(dòng)物數(shù)據(jù)應(yīng)用在感興趣核素上更好。
3.5 由于人群的變異性所導(dǎo)致的中心估計(jì)的不確定度
這里的不確定度指的是不了解一個(gè)人群的中心值,變異性指一個(gè)人群中不同成員間的定量差異。盡管不確定度和變異性是不同的概念,一個(gè)人群中生物動(dòng)力學(xué)特征的變異性常常是導(dǎo)致生物動(dòng)力學(xué)量中心估計(jì)不確定度的一個(gè)重要因素。人群中放射性核素、放射性藥物或化學(xué)物的生物動(dòng)力學(xué)的變異性似乎來自許多不同的生理因素或環(huán)境的調(diào)節(jié)宿主因素,如年齡、性別、懷孕、哺乳期、運(yùn)動(dòng)、疾病、壓力、吸煙和飲食等。個(gè)體間較大的生物動(dòng)力學(xué)變異有時(shí)并無明顯的環(huán)境差別,提示這些變異可能是遺傳性的。在現(xiàn)實(shí)中,遺傳因素和環(huán)境因素動(dòng)態(tài)地相互作用,使得進(jìn)入體內(nèi)的物質(zhì)的表現(xiàn)形式有相當(dāng)大的變異。4 劑量學(xué)模型中的不確定度在輻射防護(hù)領(lǐng)域中,ICRP推薦的放射性核素的劑量學(xué)模型引入的不確定度是可以接受的[1]。劑量學(xué)模型常常被用來估算由于體內(nèi)核素的核轉(zhuǎn)變而發(fā)射的輻射所致的平均吸收劑量。吸收劑量是針對(duì)具體的靶區(qū)域而進(jìn)行計(jì)算,一般認(rèn)為靶區(qū)域具有輻射敏感性。在平均吸收劑量中應(yīng)用輻射權(quán)重因子和組織權(quán)重因子確定當(dāng)量劑量和有效劑量。權(quán)重因子賦以指定的參考值,并且認(rèn)為其是一種確定性的變量。例如與估計(jì)某器官的當(dāng)量劑量有關(guān)的不確定度就是指那些與基礎(chǔ)的平均吸收劑量相關(guān)的不確定度。