辐射生物效应1

一组织或器官的吸收剂量的平均值(而不是某一点上的剂量)可
按质加权。此校正因子称为辐射权重因子。
3.器官当量剂量HT：量度不同种类及能量的辐射对人体个别器官 或组织造成影响的物理量。等于该辐射在组织或器官中的平均吸 收剂量乘以该辐射的权重因子
HT WR DT ,R
R
4、组织权重因子WT：表示不同器官受到不同当量剂量不均匀照 射时的综合因子
• 1、直接效应：使DNA分子受辐射游离或激发而导致巨 分子键的断裂
• 2、间接效应：与细胞内或环境中的水份子产生了自由 基或H2O2 等中间产物，再与重要分子起作用而造成细 胞伤害。由于细胞中水分子较多因此游离辐射对细胞 的间接作用占主要部分。
辐射的直接与间接作用
4 nm
H2O
OH .
R.
2 nm
一、几个基本概念
1、器官剂量：电离辐射授予的单位质量的器官或组织的总能量
以DT表示
DT
T
mT
2、辐射权重因子WR ： 随机性效应的概率不仅依赖于吸收剂量， 而且还依赖于产生这个剂量的辐射的种类与能量。在辐射防护
上，为了更好地反映剂量—效应关系，国际放射防护委员会
1990年建议书采用了一个表征辐射的“质”的校正因子，使某
S E dN dE 0 dE
10、扩展场 ：由实际的辐射场导出的一个假设的辐射场。 在其中的整个有关体积内，光子注量及其角分布和能量分 布与参考点处实际辐射场相同。
11、扩展齐向场 ：由实际的辐射场导出的一个假设的辐射场。 在其中的整个有关体积内，光子注量及其能量分布与参考点处 实际辐射场相同，但光子注量是单向的。
肌肉、骨骼、神经
（已经分化成熟的细胞）
因为人体的组织器官对辐射的敏感度不同，右表中显示有些器 官较易受到伤害有些则否。根据广岛、长崎的调查，若是全身 均匀受到急性曝露超过250毫西弗以上，就会开始出现受伤害的 症状 ，剂量越高。伤害程度愈大，甚至死亡。
急性全身曝露之确定效应症状
一次剂量 (西弗)
症状说明
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
辐射伤害形成步骤
吸收辐射 游离/激活
主要低剂量效应 基因突变 诱发病症 胎儿效应
化学性损害
酵素修復 或
伤害形成
主要高剂量效应 杀害細胞
组织器官效应 全身效应
• （二）辐射对机体的影响
辐射剂量与效应
1、辐射的损伤效应
3、两类效应
辐射生物效应
躯 体 急性效应 效 应
慢性效应
遗传效应
皮肤繁盛红斑 骨髓、肺、消化道伤害 白血球減少 不孕 恶心、呕吐、腹泻 白內障 胎儿之影响 白血症 癌症机率
• 在均匀、单向电离辐射场中，对某一给定的人体取向，如 皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的剂量当量比有效剂 量当量大10倍以上，则此辐射称为弱贯穿辐射；如该小块 皮肤所接受的剂量当量与有效剂量当量之比值小于10，则
此辐射称为强贯穿辐射。
14、定向剂量当量 H‘(d) ：相应于测量点处的扩展场在ICRU球 内、指定方向的半径深度d处产生的剂量当量。对弱贯穿辐射， 推荐d=0.07mm，此时H‘(d)记为H’(0.07)。对强贯穿辐射，推 荐d=10mm。
(或组织)所受的当量剂量率或全身所受的有效剂量率在无限长
时间内的积分：
Hc,T 0 HT (t)dt
Ec 0 E(t)dt
9、集体当量剂量ST:表示一组人某指定的组织或器官所受的总 辐射照射的量。组织T的集体当量剂量的表达式为：
dN
ST
0
HT
dHT
dHT
10、集体有效剂量：是某一人群所受总有效剂量；其表达式为：
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。
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
12、ICRU球 ：直径为30cm、密度为lgcm-3的组织等效球体， 元素组成按质量计为O:76.2%、H:10.1%、C:11.1%、N:2.6%
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 。
HT ( )
0 0
HT
(
)d
7、待积有效剂量：人体全部组织或器官的待积当量剂量与 相应组织权重因子乘积之和。
E( ) WT HT ( )
T
8、 剂量负担： HC,T或Ec是反映一关键组人群或全世界人口 由于某一个持续的辐射源(如核电厂释放的放射性核素)的长
期照射而承受的剂量。它是对特定人群平均每人的某一器官
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
E WT HT WT WR DT ,R
T
T
R
6、待积剂量当量HT(τ):是在内照射情况下，人体某一器官或组织 由于单次摄入某种放射性核素，其后一定年现内将要累积的剂量 当量。以数学式表达为
photon
ep+
间接作用(占三分之二) photon
ep+
直接作用(占三分之一)
辐射所造成的细胞伤害反应
• 延迟细胞的正常循环，经过一段时间后回复正常 • 受损细胞失去分裂ຫໍສະໝຸດ Baidu殖能力，最后死亡消失。 • 受损细胞不正常分裂繁殖，性细胞遗传物质变异影响
后代，体细胞不能正常繁殖形辐射能量很高时，受照 射细胞会立即肿胀破裂。