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我国核医学专家详释“无处不在”的辐射

作者:发布时间:2012/6/20 12:05:52
 

首先,大家一起复习一些辐射相关概念。

辐射是指能量以电磁波或次原子粒子的形式向外传送,一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射或非电离辐射。电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称,电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线,可以从原子或分子里面电离出至少一个电子。电离能力,决定于射线所带的能量。电离辐射具有足够的能量可以将原子或分子电离化,非电离辐射则否。所以大家谈论的辐射,一般指电离辐射。电离辐射主要由三种射线(α、β及γ射线)所致辐射。由于细胞由原子组成,具有足够高能量的辐射可以把原子电离,电离作用有一定概率诱导细胞基本突变,甚至导致癌症产生。电离辐射致癌的几率取决于辐射剂量率及接受辐射生物组织或细胞的辐射敏感性。

其实,辐射无处不在,自然中存在很多辐射源,例如天然辐射包括宇宙射线、来自地球本身的射线、房屋装修材料内的放射性核素、空气中的放射性氡的衰变产物、以及包含在食物及饮料中的各种天然存在的放射性核素。人工辐射包括医用辐射(x线影像诊断,介入治疗,核医学诊疗,放射治疗等)、来自大气核武器试验的放射性落下灰、由核工业排出的放射性废物、工业用射线等领域。宇宙射线、周围材料辐射、空气中辐射等是环境的天然辐射,这些辐射无法完全躲避,是长期的辐射,由于人类长期适应,是安全的。而核工业污染及医疗辐射是短暂的,可以控制的。由于核工业辐射量很大,造成污染面积大,危害范围较广,所以大家都谈核色变。而医疗辐射为低剂量辐射,是一过性辐射,对有适应症患者检查,患者受益远大于可能的辐射危害。
评价辐射剂量的单位是希沃特(也有翻译为西弗特)记作Sv,定义为每公斤人体组织吸收1焦耳(j)射线能量为1Sv, 1Sv等于1000毫Sv(mSv), 1mSv等于1000微Sv(μSv或 micro Sv,后者不能缩写为mSv)。每人每年接受的天然辐射大概1-2mSv, 50mSv以下为低水平辐射,达到250mSv辐射剂量为亚临床剂量(无症状性过量辐射,即可能造成少量生物细胞损伤,人体可修复或代偿,不至于产生临床症状),超过500mSv辐射照射,则可能造成5%受照人员出现辐射损伤症状,超过1000mSv辐射照射,则可能造成25%受照人员出现辐射损伤症状。

国家环保等相关部门也针对各种辐射制定相关标准,规定公众受照射的个人辐射剂量(指环境辐射剂量)限值为1mSv/a(毫希/年)。当公众环境照射剂量不超过年有效剂量1mSv, 特殊情况下,在这前提下允许某单一年份内最大有效剂量为5mSv;眼晶体年剂量为15mSv;皮肤年剂量当量不超50mSV。但该剂量限制仅适用于公众实践中所引起的照射,而不适用于医疗照射的限制,因为该限制是针对公众环境辐射安全的限制,来源于环境的辐射是持续性、被动性、全身性外照射。一些文章错误以此限制来对比及评价医疗辐射是不科学的。

而医疗照射或医疗职业辐射是可控性、短暂性辐射,从事一般放射性工作人员辐射剂量限制是5mSv/a(小于此剂量非常安全,只需要记录监测剂量结果)。国家规定受职业照射的个人剂量限值为20 mSv/a,出现下列情况建议暂停接触放射性的工作岗位(因存在辐射安全风险):连续5年内年均有效剂量超20mSv,或任何一年中的有效剂量超50mSv;或者眼晶体年剂量超150mSv,四肢或皮肤的剂量超500mSv。

其次,我们一起复习辐射对人体组织器官危害的知识。

辐射剂量超过一定范围则可能造成人体组织细胞损伤甚至死亡,一般把辐射对人体产生的辐射效应分为确定性效应和随机性效应。确定性效应是指辐射效应的发生存在剂量阈值,效应的严重程度与剂量有关的一类辐射效应。随机性效应是指辐射效应的发生不存剂量阈值,辐射效应严重程度与剂量无关的一类辐射效应。

确定性效应的发生基础是器官或组织的细胞死亡。包括除了癌症、遗传和突变以外的所有躯体效应和胚胎效应及不育症等。每人每年接受的天然辐射大概1~2mSv, 50mSv以下为低水平辐射,不会产生确定性辐射效应。低于确定性效应的剂量阈值(100mSv),则不会发生直接辐射损伤,是安全的,由于生物组织细胞对辐射损伤有一定耐受能力,即使接受辐射剂量相同,不一定都会产生辐射损伤,产生的辐射生物效应程度与吸收剂量、辐射种类、射线能量、人们暴露于核辐射的时间以及核物质的半衰期等有关,少量的放射性辐射不会危及健康。但如果辐射剂量超过100 mSv,则有可能对人体造成损害,接受辐射剂量在100到250 mSv时,受照者一般也不会有异常感觉,即使能造成少量生物细胞损伤,人体可修复或代偿,不至于产生临床症状,但血液检测可能发现血液中白细胞数减少。超过500mSv辐射照射,则可能造成5%受照人员出现辐射损伤症状。当辐射剂量达1000到2000 mSv时,才导致轻微的放射疾病症状,如疲劳、呕吐、食欲减退等症状,骨髓照射1000mSv可造成骨髓抑制,白细胞降低,皮肤照射3000mSv出现一过性红斑和暂时性脱毛。只有短时间内大剂量电离辐射,才会引起放射性损伤(称急性放射病)。较长时间超过允许剂量的辐射损伤,称慢性放射病,此病常见于接受过量射线的工作人员、公众及核武器爆炸的罹难者,主要引发造血功能障碍、内脏出血、组织坏死、感染及恶性变等。

辐射随机性效应不存在剂量阈值,发生的严重程度与辐射剂量无关,发生概率与照射时间成正比,照射时间越长则发生辐射效应概率会增加,短期照射的辐射随机性效应低。而PET/CT检查使用的放射性药物的氟-18(18F)的物理半衰期仅109.8分钟,生物半衰期更短。所以PET/CT检查的辐射照射时间较短,使用185MBq(5mCi)18F-FDG显像时对人体的辐射剂量仅3.8mSv,辐射剂量很低。PET/CT检查的辐射剂量的主要来源于CT扫描,但是PET/CT所用的CT比常规CT剂量要低。随着PET/CT的更新换代,PET/CT也配备了更先进的CT,扫描时间缩短,辐射剂量也将明显减低。使得PET/CT一次全身检查的辐射剂量由原来的15mSv左右降低到7.5mSv左右(7.0~10.2),若为局部显像则辐射剂量更低。该剂量远低于辐射确定性效应的剂量阈值,是十分安全的检查。

PET/CT检查在肿瘤的诊断和鉴别诊断;肿瘤的分期和再分期、分化程度;肿瘤复发的鉴别;肿瘤的治疗方案的指导;肿瘤治疗疗效评价;肿瘤预后的评估;血清肿瘤标志物持续增高、肿瘤家族等肿瘤高危者的肿瘤原发和转移灶的寻找等方面,以及神经精神疾病、心血管疾病的诊疗评估中,受检者可获得较大受益。

        总之,PET/CT的辐射剂量较低,是一项非常安全的现代分子影像检查手段,虽然PET/CT检查有一定辐射,对于有适应症患者接受PET/CT检查的受益明显大于辐射风险,PET/CT对肿瘤的筛查,可能早期发现恶性肿瘤,使得患者获得挽救生命的机会,使患者得到较大的受益。