电离辐射随机效应
电离辐射的生物效应
急性放射病
剂量照射引起的全身性疾患。
定义：人体一次或短时间内分次受到大
外照射：＞1Gy
3.3 确定性效应
损伤范围广,波及机体所有组织和器官, 表现为复杂的临床症状和体症。
主要损伤器官的变化,可决定和影响病 情的发展和预后
03
在一定照射剂量范围内,机体有自动恢 复的潜力.
临床特点:
急性放射病
急性放射病
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
细胞凋亡(apoptosis)
小结
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
躯体效应（somatic effects）
眼组织的放射损伤
症状与阈值
3.4.1 癌症的概念与起源 癌症(cancer):增生失控并侵入周围组织或向远隔部位转移的恶性肿瘤
致癌因子(carcinogen):能使正常细胞转变为恶性细胞最后发展为癌症的因子 化学因素 物理因素 病毒 机体遗传特性, 激素水平, 环境因素, 生活因素
3.4 随机性效应-辐射致癌
电离辐射的生物效应
3.1 生物效应产生的过程和机理 3.2 电离辐射所致生物效应的分类 3.3 确定性效应 3.4 随机性效应
由两条螺旋状排列的核苷酸链组成
基本生物学概念: DNA
硷基对 A-T；C-G 无穷的排列方式
DNA链上具有一定功能的一段核苷酸序列
01
基因突变（mutation）:
电离辐射防护基础思考题及答案
电离辐射防护基础思考题及答案电离辐射防护基础一单元第一节电离辐射的发现1.X线谁发现的？——1895，德国伦琴2.贝克勒尔发现了什么现像？——放射性3.哪位科学家提出了放射性术语？——居里夫人4.居里夫妇发现了哪两种放射性元素——钋，镭5.哪位科学家分离出了纯的金属镭——居里夫人第二节电离辐射与非电离辐射1.什么是辐射——携带能量的波或粒子2.什么是电离辐射——携带的能量足以使物质原子或分子中的电子成为自由态，从而使这些原子或分子发生电离现象的辐射。
能量阈值成为自由电子3.电离辐射有哪些：粒子，高能电磁波4.哪些电离辐射不带电——光子、γ、X射线，中子5.电离辐射和非电离辐射的主要区别是什么——射线携带的能量和电离能力第三节原子与原子核1.原子同什么组成——原子核核外电子2.原子核由什么组成——质子中子3.电子、质子、中子的质量都是多少——0.000549amu 1amu, 1amu,4.原子为什么呈现电中性——核外负电子数=核内正质子数5.原子核的质量不等于核内质子和中子的质量和，为什么？—质量亏损第四节放射性与辐射1.同位素指的什么——质子数相同，中子数不同2、235、92U143各个数字和字母和含义是什么？——235代表核子数，92代表质子数，U代表元素符号，143代表中子数。
3.什么是衰变——把不稳定核素自自发地蜕变成为另外一种核素的转变过程4.活度的单位——贝克Bq5.电离辐射的类型——α、β、γ、X射线，中子二单元第一节辐射的应用及其危害1. 目前电离辐射应用到哪些领域中——医疗、工业、农业、军事、考古、航天、核能等2. ICRP和IAEA分别是什么国际组织/机构简称。
——ICRP国际放射防护委员会IAEA国际原子能机构3. 辐射防护早期认识阶段，辐射损伤的主要危害表现及主要产生原因是什么？——早期对辐射损伤主要原因是大剂量外照射和食入性放射元素，产生的危害主要是临床各种疾病；损伤的对象主要时：X 线球管制造者和应用x线的技术人员；从事放射性物质研究的科学家；铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。
辐射生物效应1
13、周围剂量当量H*(d)：相应于测量点处的扩展齐向场在 ICRU球内、逆扩展齐向场的半径上深度d处产生的剂量当量。 对强贯穿辐射，推荐d=10mm，此时H*(d)记为H*(10)。对弱贯 穿辐射，推荐d=0.07mm 。
遗传基因突变或染色体 变异所发生的各种疾病
确 定 效 应
机率 效应
‧辐射的确定效应
组织器官对辐射的敏感性（非机率效应）
敏感度
細 胞名称
谈到辐射的伤害时，要考虑的因素：
- 剂量高低。
高 胎儿、淋巴组织、 生殖腺、 骨髓、脾脏
- 身体受暴露的位置。
稍高
普通
- 急性或慢性曝露等三个条件。 低
（正在分裂中的細胞） 皮肤、水晶体、消化道 肝脏、血管
小于0.10 无可察觉症状，但迟延辐射病的产生可能发生
0.10-0.25 能引起血液中淋巴球的染色体变异。
0.25-1.00 可能发生短期的血球变化(淋巴球、白血球減少)，有时有眼结膜 炎的发生，但不致产生机能的影响。
15、深部个人当量剂量：与强贯穿性辐射齐向场相对方向上深 度d(10mm）处软组织的当量剂量称为深部个人当量剂量Hp(d) 或Hp(10)
16、浅表个人当量剂量：体表指定点下深度d(0.07mm）处软 组织的当量剂量称为浅表个人当量剂量Hs(d)或Hs(0.07)
二、电离辐射的生物效应
(一)游离辐射对细胞的效应
5、全身有效剂量E：是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为
随机效应时，全身受到非均匀照射的情况下，人体各器官或组
织所接受的平均剂量当量(HT)与相应的权重因子的乘积之总和， 即
放射卫生学-第五章电离辐射的生物学效应
（二）分类及临床表现
骨髓型 1-10Gy ：（1-2Gy轻度、2-4Gy中度、46Gy重度、6-10Gy极重度） 胃肠型 10-50Gy：患者一般在2周内死亡 脑型 ＞50Gy ：照后几小时或1-3天内死亡
骨髓型主要临床表现：造血障碍、出血、感 染、水电解质平衡紊乱
急性放射病分类
分类
剂量 （Gy）
白血病：10～13年；
甲状腺癌：20年；
乳腺癌：23年；
一般潜伏期取25年。
第二节 电离辐射生物效应的基本规律及机制
一、电离辐射生物效应的基本规律 （一）辐射种类及其生物效应
辐射种类不同，其生物效应也不同。从辐 射的物理特性来看，射线的电离密度越大、穿 透力越强，生物效应越显著。
外照射 ： g＞b＞a (危害程度) 内照射 : a＞b＞g (危害程度)
吸烟的定量影响不确知 尤其骨髓性白血病 特别是在结肠发生
2.较低的辐射致癌率
咽
低
肝和胆道
低
胰腺
中
淋巴瘤
中
肾和膀胱
中
大脑和神经系统
低
中
—
中
—
中
—
中
淋巴肉瘤和多发性骨髓
低
瘤可致何杰金氏病
低
—
唾液腺 骨
皮肤
3.辐射致癌率不确 知的部位和组织
喉 鼻窦 副甲状腺 卵巢 结缔组织
4.未观察到辐射致 癌的部位和组织
二、电离辐射对生物体作用的机理
（一）电离和激发
电离辐射对生物体的作用主要是使机体分子产生电 离和激发。
（二）直接作用(direct effect)
射线直接作用于具有生物活性的大分子（如:核酸、 蛋白质等），使其发生电离、激发或化学键断裂，造成 分子结构和性质的改变。
电离辐射生物学效应1
电离辐射引起坏死和凋亡的机制不同，凋亡可 发生在受到很高剂量照射的细胞，也可以发生 于治疗剂量的正常或肿瘤组织，肿瘤细胞的辐 射敏感性与照射后出现的凋亡现象呈正相关。
细胞存活曲线及其参数
在培养基上接种一定数目的细胞经一定剂量照射后， 可以通过计数形成的集落数来计量存活下来的细胞。
为了集落计数标准一致，通常把含50个以上细胞的克 隆计为一个集落，代表一个存活单位。
确定性效应的含义是当照射剂量达到一定水平 后，细胞死亡会超过细胞增殖补充或代偿能力。
2007年ICRP发布新的放射防护建议书，出于对 辐射所致非癌症健康效应危害的考虑，认识到 其中有些效应并不是仅仅在受照时决定，在受 辐射照射之后也可被修饰，因此现在被称为组 织反应，建议用以替代确定性效应这一术语， 或用作确定性效应的同义词。
人类辐射致癌危险评价特别关心低剂量照射引 起的癌症危险，以便为制定职业照射与环境照 射辐射防护剂量限值提供生物学依据。
值得关注的是医疗照射癌症危险的增加
已证实20世纪英国强直性脊髓炎X线治疗人群的白血 病、膀胱癌、前列腺癌和脊髓癌症增加；以色列儿童 头癣放疗后，甲状腺癌增加；子宫颈癌放疗后，直肠、 膀胱和胃癌以及白血病等二次原发癌增加。
细胞死亡的形式
1.间期死亡：照射后细胞在有丝分裂的间隙期立 即死亡者称为间期死亡，又称即刻死亡，由于 不能通过下次有丝分裂，故又称为非有丝分裂 死亡。
间期死亡对一般细胞来说，多出现在一次大剂 量照射后迅速出现正常核形态消失，发生细胞 变性而死亡。
对某些细胞如A型精原细胞、卵细胞和小淋巴 细胞，较小剂量即可导致间期死亡。
近年来除继续报道放疗病人新生癌症增加外，由于X 线和CT的不合理应用，已成为癌症发病率增加的原因 之一。
第电离辐射的生物学效应
3.细胞凋亡(Apoptosis) ：细胞凋亡是指细胞在一定的生理或 病理条件下，受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程。
正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维
持组织机能和形态所必需的。
14
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
细胞死亡的方式通常有3种：
1
细胞坏死（necrosis）
随机效应 stochastic effect
非随机性应 non-stochastic effect
当照射的剂量达到一定水平后， 细胞死亡>细胞增殖补充或代偿 必然性效应
1990年 ICPR改为
能力，此时确定性效应必然会 出现，故必然性效应。
又称为
确定性效应 deterministic effect
8
15
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
细胞凋亡是在细胞群中散发，阶段性进行，并且依存于
ATP的供给和RNA、蛋白质的合成，是属于主动排除机制。
细胞凋亡的细胞内信息传导途径可大致分为二个阶段：
诱导阶段和实行阶段。
细胞凋亡诱发机制
诱导阶段诱 导细胞凋亡 的因素
内源性因素 外源性的因素
激活和抑制机制（生长因子、 激素、受体因子等增殖性因 子）的失活
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
4电离辐射和旁效应来自近年来,人们发现:机体对辐射的反应是群体现象而不仅 仅是单个独立细胞对损伤的积累反应，辐射除了可损伤直 接受照的细胞外，还可通过受照细胞产生一些信号或分泌 一些物质，引起未受照细胞产生同样的损伤效应,包括如细 胞死亡、细胞间活性氧增加、细胞增生、凋亡、染色体断 裂和突变、基因改变、基因不稳定等，这种效应称为旁效 应(bystander)或旁观者效应。
电离辐射生物学效应分类
电离辐射生物学效应分类
1. 急性效应，哎呀呀，这就好像是被突然的暴风雨袭击了一样！比如说，有人一下子受到大剂量的辐射，立马就出现了严重的症状，像呕吐、头晕啊，这就是急性效应在作怪！
2. 确定性效应，嘿，你想想看哦，这就如同建房子，达到一定的程度就一定会出现某个特定的结果。
比如辐射剂量达到某个值，身体一定会出现明确的损伤，比如皮肤变红、眼睛出问题呀。
3. 随机性效应，这有点像抽奖呢，谁也不知道啥时候会中奖。
辐射后可能会在未来某个不确定的时候诱发癌症之类的疾病，多吓人呀，对不对！
4. 躯体效应，这可是直接在我们身体上表现出来的呀！好比说身体的某个部位受到损伤了，我们能明显感觉到不舒服呢。
5. 遗传效应，哎呀呀，想想这要是影响到了后代，那多糟糕呀！就好像给家族埋下了一个“定时炸弹”。
6. 亚临床效应，这感觉就有点像潜伏的敌人呢，表面上看着没什么，但其实已经在悄悄影响身体啦。
比如可能没什么明显症状，但身体的一些指标已经开始有变化了。
7. 致癌效应，哇，这可不得了，辐射如果导致细胞癌变，那不就像身体里长了一棵“毒树”嘛！
8. 致畸效应，这就如同在一个小生命还没完全成型的时候捣乱呀，可能会让胎儿出现畸形，多可怕呀！
我的观点结论就是：电离辐射的生物学效应分类真的很重要啊，我们一定要重视起来，了解这些才能更好地保护自己呀！。
由于电离辐射的两大生物学效应
由于电离辐射的两大生物学效应：确定性效应（具有较大剂量阈值才会发生，且其严重程度取决于受照剂量大小：如辐射导致的白内障）和随机性效应（不存在发生效应的剂量阈值，但发生几率与受照剂量大小有关：如诱发肿瘤与遗传效应）的存在，辐射剂量增加对人体的危害会相应地增加。
一般而言，CT 扫描比普通X 射线检查剂量大，照射剂量的增加导致辐射诱发癌症等随机效应的发生几率增加。
2009 年，位于美国洛杉矶的Cedars-Sinai 医疗中心的一名患者在接受CT 神经灌注扫描后出现头发脱落现象。
该医院经过调查发现，自2008 年 2 月开始在18 个月内，共206 名患者在CT 过程中被错误施加高达正常剂量值8 倍的辐射剂量。
为了规范CT 检查的行为，美国食品药品管理局（FDA）推荐在CT 检查中评估患者的接受的辐射剂量。
中国卫生部于2012 年公布新版《GBZ165-2012 X 射线计算机断层摄影放射防护要求》，首次公布了针对不同人群、不同部位CT 检查的诊断参考水平。
新版标准2013 年 2 月 1 日起实施，旧版标准同时废止。
根据《防护要求》，典型成年患者X 射线CT 检查头部、腰椎和腹部的诊断参考水平分别为50mGy、35mGy 和25 mGy，0 - 1 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为23 mGy 和25mGy，10 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为26mGy 和28mGy。
《防护要求》提出，CT 工作人员应在满足诊断需要的同时，尽可能减少受检者所受照射剂量。
在开展CT 检查时，做好非检查部位的防护，严格控制对诊断要求之外部位的扫描。
要禁止用成人的辐射剂量评估标准来评估儿童的辐射剂量。
为了保证临床医生获得剂量相关的信息，我们在每次检查结束之后都会得到图2 这样一张辐射剂量的报告表，在这张表格中，我们可以获得大部分和扫描相关的信息。
与辐射剂量相关的参数主要有两个，CTDI vol和DLP。
那么那个是有效辐射剂量，如果不是，患者的有效辐射剂量如何计算呢？今天我们就来聊聊辐射剂量的那些事儿。
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电离辐射随机效应
介绍
电离辐射指的是带有足够能量的辐射，具有足够能量的辐射束可以移除原子或分子中的一个或多个电子。
当电离辐射与物质相互作用时，会引发一系列的随机效应。
本文将详细探讨电离辐射随机效应的原理、影响因素以及相关应对措施。
原理
电离辐射随机效应是指当电离辐射与物质相互作用时，其效应的具体结果是无法预测的。
这是因为电离辐射与物质的相互作用是随机的，受到多个因素的影响，包括辐射的能量、剂量、时间等。
辐射的能量是指辐射粒子所具有的能量，能量越高，辐射带来的影响越大。
辐射的剂量是指单位时间内受到的辐射能量，即辐射强度。
剂量越高，辐射带来的影响也越大。
时间是指物质受到辐射的时间长度，不同的辐射作用时间不同，对物质的影响也不同。
影响因素
电离辐射随机效应的具体表现受到多个因素的影响，以下是一些常见的影响因素：
1. 辐射能量
辐射的能量越高，辐射带来的影响越大。
当辐射粒子能量超过一定的阈值时，它们可以穿透生物组织并破坏细胞结构，导致细胞损伤甚至死亡。
2. 辐射剂量
辐射剂量是指单位时间内受到的辐射能量。
辐射剂量越高，辐射带来的影响越大。
长期接受高剂量辐射会增加罹患癌症等疾病的风险。
3. 辐射时间
辐射时间是指物质受到辐射的时间长度。
长时间的辐射会导致细胞损伤，增加罹患癌症的风险。
电离辐射的随机效应
电离辐射的随机效应主要包括以下几个方面：
1. 细胞损伤
电离辐射与细胞相互作用时，会破坏细胞的结构和功能。
辐射会直接或间接地与DNA分子相互作用，导致DNA损伤，进而影响细胞的正常生理功能。
长期接触辐射
会增加罹患癌症等疾病的风险。
2. 遗传效应
电离辐射还可能对遗传物质产生影响。
当辐射直接影响到生殖细胞的DNA时，会导致遗传物质的变异和突变。
这可能会对后代的健康产生不良影响。
3. 癌症风险增加
长期接触辐射会增加罹患癌症等疾病的风险。
电离辐射破坏了细胞的正常功能，导致异常细胞的形成。
这些异常细胞可能会无限制地繁殖，最终发展为癌症。
4. 皮肤疾病
电离辐射对皮肤的影响尤为明显。
长期接触辐射会导致皮肤炎症、红斑、表皮脱落等症状。
此外，辐射还可能诱发皮肤癌的发生。
应对措施
为了最大程度地减少电离辐射随机效应对人体的影响，我们可以采取以下措施：
1. 控制辐射源
严格控制辐射源的使用和管理，确保工作场所和环境中的辐射剂量不超过安全标准。
对于容易产生辐射的物质，应采取适当的防护措施，如使用辐射屏蔽材料等。
2. 防护装备
在需要接触辐射环境的情况下，使用适当的防护装备可以有效降低辐射风险。
例如，在医疗领域，医生和患者在接受放射治疗时使用专门的防护衣物和防护设备，以保护自己免受辐射的伤害。
3. 减少辐射剂量
减少辐射剂量是降低电离辐射随机效应的有效方法之一。
避免长时间暴露在辐射源附近，尽量控制辐射源的使用时间和频率。
4. 定期体检
定期进行辐射监测和体检，及时发现和处理受到辐射损伤的情况。
通过定期体检，可以早期发现并监测辐射相关疾病的发生和发展。
结论
电离辐射随机效应是电离辐射与物质相互作用的结果，其具体表现是无法预测的。
辐射的能量、剂量和时间是影响电离辐射随机效应的重要因素。
电离辐射的随机效应包括细胞损伤、遗传效应、癌症风险增加和皮肤疾病等。
为了减少电离辐射随机效应对人体的影响，我们可以通过控制辐射源、使用防护装备、减少辐射剂量和定期体检等措施来降低辐射风险。
在面对电离辐射时，保护自身的安全是非常重要的。