醫療中電離輻射的防護與管理

劉憲，鄭焜，姬慧，孫羽嬌

1. 杭州市中醫院 設備科科，浙江 杭州 310007；2 浙江大學醫學院附屬兒童醫院 信息科科室，浙江 杭州310003

電離輻射是指在輻射防護領域能在生物物質中產生離子對的輻射。它們是由電磁輻射和粒子輻射兩大類兼容并包的概念集合。簡單來說，電磁輻射都是由帶電粒子運動產生的，這里所說的運動既包括振動運動，也包括電子在原子內軌道之間的遷移運動。

在電磁輻射產生的過程中，相關的帶電粒子的運動狀態變化或者粒子系統從高能態向低能態（穩定態）轉變，它們就釋放出來帶有一定能量的光子。不同電磁輻射能量差異很大（因為電磁波具有波粒二象性，所以在衡量電磁波能量時，通常用不同頻率的光子的能量），波長最短的γ射線光子能量高達百萬電子伏，醫療用的X射線能量一般在數千到上萬電子伏，紫外線的能量一般在數個到數十電子伏，可見光的能量在1.8（波長700nm的紅色光）到3.1電子伏（波長400nm的藍色光）之間，紅外、微波和無線電的光子能量就小的多了。所以說，并不是所有的電磁輻射都很危險。

放射性物質的衰變和裂變是粒子輻射的主要來源。放射性元素在衰變過程中，從原子核中會釋放出α射線和β射線（還往往伴隨著γ衰變，放出γ射線）。除了衰變，裂變過程也是輻射的重要來源，裂變過程中會釋放出中子和原子核碎片（也伴隨著γ衰變），這些具有極高能量的粒子有著更強的輻射能力。

1 醫療中使用電離輻射的范圍與危害

1.1 電離輻射的使用范圍

人們通過長期的實驗和研究，對電離輻射的性質有了較深刻的了解，并利用其性質造福于人類，在醫療領域使用電離輻射較廣泛，主要用于醫學診斷和醫學治療兩大塊，采用技術有利用射線裝置產生的X射線和選擇使用放射性藥品（俗稱：放射源、放射性物質、同位素）。

利用射線裝置用于醫療診斷的有：普通X線機、牙科X線機、CT機、乳腺X線機、X線專用攝影裝置、數字減影血管造影裝置（DSA）等。

利用射線裝置用于醫療治療的有：放射治療用X射線、電子束加速器、重離子治療加速器、質子治療裝置、制備正電子發射計算機斷層顯像裝置（PET）用放射性藥物的加速器、其他醫用加速器、X射線深部治療機、放射治療模擬定位機等。

利用放射性藥品用于醫療診斷和治療的有：99mTc、67Ca、201Tl、89Sr、153Sm、18F、131I、60Co等 64 種放射性藥品。

1.2 電離輻射與人體的危害

人類的實驗證明，利用放射性藥品和射線裝置產生的電離輻射給人類帶來巨大的利益，但如果使用不當，或不注意防護也可以造成一定的危害。

當X射線照射人體時，與人體細胞、組織等物質相互作用，引起物質原子的激發和電離，可致破壞體內某些大分子的結構，如蛋白質分子鏈的斷裂，核糖核酸或脫氧核糖核酸鏈的斷裂。破壞某些物質對特質代謝有重要意義的酶等，造成新陳代謝障礙，甚至于直接損傷細胞結構，此外，X射線可以直接或間接地擾亂和破壞抗體細胞和組織的正常代謝活動，甚至破壞細胞和組織的結構。

通俗地講，不管是電磁輻射，還是粒子輻射，它們對人體的侵害都是通過“砸壞”人體內生物分子的化學鍵造成的。我們人體內的各種生物大分子都是碳、氫、氧等原子通過彼此之間的化學鍵形成的，當然這些化學鍵在通常狀況下是穩定的，要拆開它們就需要一定的能量。顯然高能輻射電磁波和粒子有足夠的能量來“砸”開這些化學鍵，其結果是生物大分子結構和性質被改變，甚至是立即失去生理功能。

X射線作用于機體后，所引起的機體損傷直接與X射線的劑量有關，如表1所示。

表1 不同X射線劑量對人體損傷的估計

2 電離輻射防護與管理的法律法規要求

2.1 國家對電離輻射的管理

（1） 國家法律層面：2003年6月28日，第十屆全國人民代表大會常務委員會第三次會議通過了《中華人民共和國放射性污染防治法》，并于2003年10月1日起施行。我國首次將放射性污染防治以法律的形式確定，明確了由國家環保部統一監督管理，并要求國家衛生部對防治工作依法實施監督管理。

（2） 行政法規層面：2005年9月14日，國務院總理溫家寶簽發了《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》（中華人民共和國國務院第449號令），并于2005年12月1日起施行。該條例將電離輻射領域內的生產、銷售、使用、管理、監察等各方面工作納入了法律法規的控制，并將許可和備案、安全和防護、事故應急處理、監督檢查、法律責任等工作落實了責任主體。

（3） 部門規章層面：2006年1月18日，國家環境保護總局局長周生賢簽發了《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》（國家環境保護總局第31號令），并于2006年3月1日實施。該辦法將電離輻射領域內的生產、銷售、使用、管理、監察等環節的活動進行了分類，并納入了安全許可管理范疇。

以上三個層面的法律、法規和規章的頒布，使電離輻射防護與管理工作走向了合法、安全、有效的長效之路。

2.2 衛生部門對電離輻射的技術規范

衛生行政與技術部門在電離輻射防護領域做了大量的技術基礎研究，并與有關方面合作編制了大量的技術規范，尤其是在醫療領域中，為醫療活動的電離輻射防護提供了可行的技術手段。如：GB18871-2002《電離輻射防護與輻射安全基本標準》、GB11806-2004《放射性物質安全運輸規程》、GB14500-2002《放射性廢物管理規定》、GBZ112-2002《職業性放射性疾病診斷標準（總則）》、GBZ113-2002《核與放射事故干預及醫學處理原則》等幾十篇技術規范。

2.3 管理機構的具體要求

涉及電離輻射防護管理方面的是環保部門和衛生部門；涉及放射性物質安全方面的還有公安部門；涉及放射性藥物管理方面的還有藥品監管部門。各部門管理內容不同，管理措施也不一樣。下面介紹各部門管理的具體要求。

2.3.1 環境保護部門

當地環境保護局是電離輻射安全管理主體行政單位，以發放《輻射安全許可證》為標志性目標。具體管理要求如下：

（1） 適應法律法規要求，領取《輻射安全許可證》：

① 凡新建、擴建、改建射線裝置及使用放射性物質的使用單位，首先應委托有資質的單位編制環評報告，并取得環保部門的環評批文。② 按環評批文要求，完成新建、擴建、改建射線裝置及使用放射性物質的工程。③ 工程完成后，經環保部門指定或有資質的單位檢測，并出具檢測報告。④ 根據合格的檢測報告，向當地環保部門提出驗收申請，并完成各項驗收流程。⑤ 完成上述各項工作后，向當地環保部門申請辦理《輻射安全許可證》。

（2） 使用單位建立安全管理體系：

① 要求使用單位成立以法人（或主管領導）為組長的輻射安全管理組織，指導、監督本單位輻射安全管理工作的開展。② 使用單位指定專職（或兼職）的輻射安全管理人員，具體執行輻射安全管理的各項工作。③ 從事輻射診斷、治療的工作人員應到環保培訓部門進行上崗前輻射安全與防護培訓，并獲取有效的輻射安全上崗證。④ 每年一次對所使用的防護機房和放射性物質使用場地，請有資質的單位進行檢測，并保持合格狀態。⑤ 建立各項規章制度和應急預案，并上墻公示；建立射線裝置使用記錄和設備檔案；建立放射性物質流轉及使用記錄。⑥ 年底向當地環境保護局提交“輻射安全和防護狀況年度評估報告”。

2.3.2 衛生監督部門

當地衛生監督部門是電離輻射安全技術管理單位，以發放《輻射診療許可證》為標志性目標。具體管理要求如下：

（1） 適應法律法規要求，領取《輻射診療許可證》：其重要內容與環保部門大致相同，這里就不一一列舉。（2） 使用單位建立安全管理體系：

衛生行政部門對安全管理的要求與環保部門大致相同，具體不同的要求有以下幾點：

① 從事輻射診斷、治療的工作人員應到衛生培訓部門進行上崗前輻射安全與防護培訓，并獲取有效的放射工作人員上崗證。② 從事輻射診斷、治療的工作人員應佩戴個人劑量計，要求每季度送有資質的單位進行監測，并獲取監測報告和建檔。③ 從事輻射診斷、治療的工作人員應每2年一次，去有資質的醫院進行職業健康檢查，并獲取職業健康檢查報告和建檔。④ 每年一次對使用的射線裝置和放射性物質儲存裝置的電離輻射泄漏情況，請有資質的單位進行檢測，并保持合格狀態。

2.3.3 藥品監督管理部門

省級藥品監督管理部門是放射性藥品管理單位，以發放《放射性藥品使用許可證》為標志性目標。藥品監督管理部門將《放射性藥品使用許可證》分為四類，按類別提出人員、硬件、軟件等要求。同時，要求使用單位建立以分管領導和具體使用部門領導為核心的管理領導組織，負責本單位使用放射性藥品的安全監督檢查工作，并建立以下制度：

① 放射性藥品采購、登記、使用、核對、保管及注銷制度。② 放射性藥品配制、質控及記錄制度。③ 儀器設備的使用、管理制度。④ 體內放射性藥品使用、觀察制度。⑤ 衛生防護和廢物處理制度。⑥ 放射性藥品不良反應、放射性污染的緊急處理及報告制度。⑦ 研制放射性制劑的申報制度（僅限第四類）。⑧ 其他制度。

2.3.4 公安部門

公安部門的工作主要有以下兩點：

① 監督放射性物質的儲存、運輸、保管等流轉領域是否安全。② 立案查處丟失或被盜的放射性物質。

3 電離輻射防護的原則與技術措施

3.1 電離輻射防護原則

電離輻射防護的基本任務：既要保護從事輻射工作者本人和后代以及廣大公眾的安全，保護好環境，又要允許進行那些可能會產生輻射的必要實踐以造福人類。

國際放射防護委員會和我國強制性標準（GB18871-2002《電離輻射防與放射源安全基本標準》）均提出了電離輻射防護三原則，非常重要。一是正當性原則：任何改變照射情況的決定都應當是利大于弊；二是防護最優化原則：在考慮了經濟和社會因素后，遭受照射的可能性、受照射人員數量，以及個人所受劑量大小，均需控制在可合理達到的盡量低的水平；三是劑量限值應用的原則；除患者的醫療照射之外，任何個人受到來自監管源的計劃照射的劑量之和，不應該超過國際放射防護委員會和我國強制性標準確定的相應限值。

3.2 防護的基本技術要求

3.2.1 外照射防護

（1） 時間防護：工作人員照射的累積劑量和受照時間成正比，即受照時間越長，個人所受累積劑量也就越大。在一般情況下常通過對受照時間的控制來限制或減少人員所受的累積劑量。因此，在一切操作中應以盡量縮短受照時間為原則。工作中應力求熟練、迅速和正確。在某些場合下，例如搶修設備或排除事故，工作人員不得不在強輻射場內進行工作，并可能持續一段時間，此時應采用輪流、替換的方法來限制每一個人的操作時間。

（2） 距離防護：增大人與輻射源間的距離可降低工作人員的照射量率。對于點狀放射源（圖1），輻射劑量率水平與放射源的距離平方成反比的關系，二者關系見下式：

X1/X2=R22/R12

圖1 輻射劑量率水平與放射源距離關系圖

式中X1、X2分別為離放射源距離為R1、R2處的輻射劑量率。可見距離若增加一倍，人員的照射量率即可減少為原來的1/4。因此，在實際操作中應盡可能采用長柄鉗、遠距離自動控制裝置和機械手等。

（3） 屏蔽防護：在實際工作中，單靠縮短受照時間和增大距離換不一定能達到安全操作的目的，通常需要在放射源與人體之間隔上一層屏蔽物質，以減弱射線照射。對于不同輻射類型，其屏蔽材料選擇要求也不同，如對β射線屏蔽可選用低原子序數的材料（鋁、有機玻璃或塑料），對X、γ射線屏蔽可采用高原子序數的材料（鉛、鐵或混凝土等），對中子則可采用含氫原子量較高的材料（如水、石蠟或含硼材料等）。總之，屏蔽材料的選擇應力求經濟和實用。

3.2.2 內照射防護

放射性物質進入體內的途經有：呼吸道進入，消化道進入，皮膚或粘膜（包括傷口）侵入。放射性物質進入人體內以后，都會引起全身和組織照射。

為了防止放射性物質進入體內，一般在操作中應加強個人防護。例如，穿戴工作服、袖套、手套、口罩、工作鞋等。

除了上述幾項措施以外，在實際工作中，在滿足需要的情況下，盡量選擇活度小、能量低、容易防護的放射源也是十分重要的。

3.3 防護材料與器具的應用

3.3.1 常用建筑防護材料

輻射機房常用防護建筑屏蔽材料有鉛、混凝土、紅磚、重晶石、鋇水泥等。從表3-3中可見鉛、混凝土、紅磚三種屏蔽材料的密度分別為11.3t/m3、2.35 t/m3、1.9 t/m3，它們是建設輻射機房的最普遍的材料。

以醫用X射線CT機房的輻射屏蔽為例（150kVp條件），當計算防護屏蔽的透射比（B）為2.5×10-2時，選擇鉛當量相同的不同屏蔽材料厚度，我們計算：鉛只需1mm；而混凝土需90mm；紅磚則需110mm。這是屏蔽材料密度不同，也就是該屏蔽材料阻擋輻射射線能力不同，密度大的材料阻擋射線能力高；密度小的材料阻擋射線能力低。

最近又有一種新型的建筑用輻射防護材料，稱為輻射防護涂料。該材料適合于X射線機房的屏蔽材料，主要應用于下列情況：

① 新建X射線機房的墻壁，施工質量不佳，砌磚時砂漿不飽滿，留有縫隙，其防護厚度達不到國家標準要求者；② 改建的X射線機房，原房屋建筑質量較差，達不到防護要求者；③ 設置在樓上的X射線機房，其地板或天花板防護厚度不足者；④ 在X射線機房內改建隔室，要求占地面積小，余留空間大，砌12mm（半磚厚）隔墻，需要增加防護厚度者。

以江蘇省無錫市鑫盾輻射防護器材有限公司提供的資料為例，簡述該材料的使用與施工工藝。

GF-3輻射防護涂料（衛生部推薦，獲國家專利）對X、γ射線具有良好的吸收作用，它可以取代鉛板防護，可消除韌致輻射的產生，避免鋇砂砼易龜裂、剝落的弊病。具有施涂簡便、無毒、價廉等優點。可用于任何基本表面，可任意裝飾美化等優點，是屏蔽X、γ射線理想的防護材料。其技術性能及施工要求如下：

（1） 物理性見表2：

表2 GF-3型輻射防護涂料物理性質

（2） 抗拉強度見表 3：

表3 GF-3型輻射防護涂料抗拉強度試驗表

（3） 施工要求 ：

① 預涂墻面應去掉白灰、油漆層，抹成水泥砂漿毛面（不壓光）。② 如防護層較厚應分遍抹灰，每層厚度不超過6～8mm；間隔8～20h（以墻面呈七分干為宜）。③ 拌料時要求：每平方米加107膠1kg；乳白膠0.25kg；水泥以1：5的比例和適量水。先調合兩種膠。而后再一起攪拌。

（4） 施工時注意事項：

① 施工現場要通風良好，溫度不低于15℃環境中操作。② 抹灰時應由下而上，用力壓合，不要反復推拉，不要壓光，保持平整、防止龜裂和脫落。③ 拌料的數量，應本著拌多少用多少，防止材料固化和浪費。

建筑用防護材料還有防護門、鉛玻璃觀察窗等，由于規格較多就不一一敘述。

3.3.2 常用防護器具的應用

常用的防護器具有鉛衣、鉛帽、鉛圍脖、鉛眼睛、鉛屏風、鉛玻璃等。它們有許多規格型號，選擇時應根據工作性質和防護要求而定。

醫用防護器具一般按工作性質區分為：醫用診斷X射線工作者個人防護用品、醫用診斷X射線受檢者防護用品、核醫學用防護器材三大類。

（1） 醫用診斷X射線工作者個人防護用品：

常用的有防護眼鏡、防護手套、防護帽、防護頸套、防護圍裙、防護衣等。

（2） 醫用診斷X射線受檢者防護用品：分為接觸屏蔽與陰影屏蔽兩類。

① 接觸屏蔽有牙科用防護圍裙、性腺防護圍裙、防護巾、防護三角、護頸防護帽、頸套、防護罩等。② 陰影屏蔽有：活動式鉛膠圍裙、懸掛式投照防護屏、診視床面活動屏蔽板、新生兒X射線攝影屏蔽板等。

（3） 核醫學用防護器材：分為工具類、屏蔽類、儲存容器類、防污染類共四大類。

① 工具類有長柄開瓶扳手、長柄卵園鉗、長柄彎頭鉗、釣魚式移液管、遠控吸移器、放射性核素開瓶分裝器、放射性核素輸注器、放射性核素淋洗防護器、放射性核素彈丸注射器等。② 屏蔽類有鉛磚防護屏、鉛玻璃防護屏、有機玻璃防護屏、開瓶分源防護屏、給藥防護屏、發生器淋洗防護屏等。③ 儲存容器類有貯源鉛罐、運輸鉛罐、開瓶鉛罐、翻轉鉛罐、沾污染儲存箱、低放射性廢物桶等。④ 防污染類有污染控制設備（污水處理系統）、個人防護用品等。

[1]盧希庭.原子核物理(修訂版)[M].北京:原子能出版社,2000.

[2]《注冊核安全工程師崗位培訓叢書》編寫委員會.核安全綜合知識[M].北京:中國環境科學出版社,2004.

[3]清華大學工程物理系.核輻射物理及探測學(修訂版)[M].北京:清華大學,2004.

[4]伊院淑.《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》與監測技術及放射事故案例選評手冊[M].北京:科學技術出版社,2005.

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