第一節(jié) 輻射損傷的概述
輻射損傷是一定量的電離輻射作用于機(jī)體后，受照機(jī)體所引起的病理反應(yīng)。
急性放射損傷是由于一次或短時間內(nèi)受大劑量照射所致，主要發(fā)生于事故性照射。在慢性小劑量連續(xù)照射的情況下，值得重視的是慢性放射損傷，主要由于X線職業(yè)人員平日不注意防護(hù)，較長時間接受超允許劑量所引起的。
電離輻射不僅能引起全身性急慢性放射損傷，而且也能引起局部的皮膚損害。在發(fā)現(xiàn)X線后第二年，X線管的制造者格魯貝的手就發(fā)生了特異性皮炎。1899年史蒂文斯首先報道了X線對皮膚的傷害。
人類的經(jīng)驗(yàn)已證明，X線的應(yīng)用可以給人類帶來巨大的利益(如放射診斷、放射治療等)，但是在應(yīng)用中如果不注意防護(hù)或使用不當(dāng)。也可造成一定的危害(如個體受到損傷或人群中癌癥發(fā)病率增高等)。因此，本章從輻射防護(hù)的需要出發(fā)，介紹輻射損傷的有關(guān)基本知識，以便深入理解輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)和搞好防護(hù)的必要性。
一、輻射損傷機(jī)理
X線照射生物體時，與機(jī)體細(xì)胞、組織、體液等物質(zhì)相互作用，引起物質(zhì)的原子或分子電離，因而可以直接破壞機(jī)體內(nèi)某些大分子結(jié)構(gòu)，如使蛋白分子鏈斷裂、核糖核酸或脫氧核糖核酸的斷裂、破壞一些對物質(zhì)代謝有重要意義的酶等，甚至可直接損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)。另外射線可以通過電離機(jī)體內(nèi)廣泛存在的水分子，形成一些自由基，通過這些自由基的間接作用來損傷機(jī)體。 輻射損傷的發(fā)病機(jī)理和其它疾病一樣，致病因子作用于機(jī)體之后，除引起分子水平，細(xì)胞水平的變化以外，還可產(chǎn)生一系列的繼發(fā)作用，最終導(dǎo)致器官水平的障礙乃至整體水平的變化，在臨床上便可出現(xiàn)放射損傷的體征和癥狀。對人體細(xì)胞的損傷，只限于個體本身，引起軀體效應(yīng)。而對生殖細(xì)胞的損傷，則影響受照個體的后代而產(chǎn)生遺傳效應(yīng)。單個或小量細(xì)胞受到輻射損傷(主要是染色體畸變，基因突變等)可出現(xiàn)隨機(jī)性效應(yīng)。輻射使大量細(xì)胞或受到破壞即可導(dǎo)致非隨機(jī)性效應(yīng)。在輻射損傷的發(fā)展過程中，機(jī)體的應(yīng)答反應(yīng)則進(jìn)一步起著主要作用，首先取決于神經(jīng)系統(tǒng)的作用，特別是高級神經(jīng)活動，其次是取決于體液的調(diào)節(jié)作用。由此可知，高等動物的疾病不能僅僅歸結(jié)于那些簡單的或孤立的細(xì)胞中所產(chǎn)生的過程，它包含著十分復(fù)雜的過程。
二、影響輻射損傷的因素
射線作用于機(jī)體后引起的生物效應(yīng)與很多因素有關(guān)。如射線的性質(zhì)和強(qiáng)度；個人特性，如敏感性、年齡、性別、既往病史和健康狀況,工作環(huán)境等。
(一)輻射性質(zhì)
輻射性質(zhì)包括射線的種類和能量。不同質(zhì)的射線在介質(zhì)中的傳能線密度（LET）不同，所產(chǎn)生的電離密度不同，因而相對生物效應(yīng)有異。X線和射線的生物效應(yīng)基本一樣。而中子的LET大得多，1—10兆電子伏的快中子產(chǎn)生的生物效應(yīng)比x線、r射線大10倍。
同一類型的射線，由于射線能量不同產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同。例如，低能x線造成皮膚紅斑所需照射量小于高能X線。這是因?yàn)榈湍躼線主要被皮膚所吸收，而高能x線照射時，能量可達(dá)深層組織，這不僅對放射治療有價值，而且在射線防護(hù)中很有意義。
(二)X線劑量
射線作用于機(jī)體后，所引起的機(jī)體損傷直接與X線劑量有關(guān)。以不同劑量照射動物，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)劑量達(dá)到一定量時才開始出現(xiàn)急性放射病征象，繼續(xù)增加劑量時，則可出現(xiàn)死亡，劑量越大，死亡率越高，當(dāng)增加到一定大的劑量時，則100％的動物發(fā)生死亡。
(三)劑量率
劑量率即單位時間內(nèi)的吸收劑量。一般說來，總劑量相同時，劑量率越高，生物效應(yīng)越大。但當(dāng)劑量率達(dá)到一定值時，生物效應(yīng)與劑量率之間失去比例關(guān)系。在極小的劑量率條件下，當(dāng)機(jī)體損傷與其修復(fù)相平衡時，機(jī)體可長期接受照射而不出現(xiàn)損傷。小劑量長期照射，當(dāng)累積劑量很大時，便可產(chǎn)生慢性放射損傷。
(四)照射方式
總劑量相同，單方向照射和多方向照射產(chǎn)生的效應(yīng)不同。一次照射和多次照射，以及多次照射之間的時間隔不同，所產(chǎn)生的效應(yīng)也有差別。
(五)照射部位和范圍
機(jī)體各部位對于射線的輻射敏感性不同，所謂輻射敏感性是指機(jī)體由電離輻射的抵抗能力，即輻射的反應(yīng)強(qiáng)弱程度或時間快慢，輻射敏感性高的組織容易受損傷。細(xì)胞對輻射的一般規(guī)律是，處于正常分裂狀態(tài)的細(xì)胞對輻射是敏感的，而正常不分裂的細(xì)胞則是抗輻射的。
人體各組織對射線的敏感性大致有以下順序：
1．高度敏感組織
淋巴組織(淋巴細(xì)胞和幼稚的淋巴細(xì)胞)；
胸腺(胸腺細(xì)胞)； 骨髓組織(幼稚的紅、粒和巨核細(xì)胞)；
胃腸上皮，尤其是小腸隱窩上皮細(xì)胞；
性腺(精原細(xì)胞、卵細(xì)胞)；
胚胎組織。
2．中度敏感組織
感覺器官(角膜、晶狀體、結(jié)膜)；
內(nèi)皮細(xì)胞(主要是血管、血竇和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞)；
皮膚上皮(包括毛囊上皮細(xì)胞)；
唾液腺；
腎、肝、肺組織的上皮細(xì)胞。
3．輕度敏感組織
中樞神經(jīng)系統(tǒng)；
內(nèi)分泌(性腺除外)；
心臟。
4．不敏感組織
肌肉組織；
軟骨和骨組織；
結(jié)締組織。
同一劑量，生物效應(yīng)隨照射范圍的擴(kuò)大而增加，全身照射比局部照射危害大。
(六)環(huán)境因素
在低溫、缺氧情況下，可延緩和減輕輻射效應(yīng)。此外、受照者的年齡、性別、健康情況、精神狀態(tài)及營養(yǎng)狀況等不同，所產(chǎn)生的效應(yīng)亦不同。由此可見，機(jī)體對射線的反應(yīng)受各種因素的影響。
第二節(jié) 慢性小劑量照射的生物效應(yīng)
射線對機(jī)體的影響，由于受多種因素的影響所引起的臨床反應(yīng)亦多種多樣。射線對人體的損傷顯現(xiàn)在受照者本身時稱軀體(本體)效應(yīng)。如影響到受照者后代則稱遺傳效應(yīng)。按對受照者損傷的范圍不同又可分全身效應(yīng)(如急、慢性放射病)．單一組織的效應(yīng)(如皮膚損傷、眼晶體損傷等)和胎內(nèi)照射的效應(yīng)(如胎兒畸型等)。若從x線作用于機(jī)體后產(chǎn)生效應(yīng)的時間考慮，尚可分近期和遠(yuǎn)期效應(yīng)。
根據(jù)國際放射防護(hù)委員會的新建議，將輻射、生物效應(yīng)分為隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)。隨機(jī)效應(yīng)是指發(fā)生的幾率(而非嚴(yán)重程度)與劑量的大小有關(guān)的效應(yīng)。對于這種效應(yīng)不存在劑量的閾值，任何微小的劑量也可引起效應(yīng)，只是發(fā)生的幾率極其微小而已.在輻射防護(hù)所涉及的劑量范圍內(nèi)，遺傳效應(yīng)和致癌效應(yīng)為隨機(jī)效應(yīng)。非隨機(jī)效應(yīng)的嚴(yán)重程度則隨著劑量的變化而改變，對于這種效應(yīng)可能存在著劑量的閾值。它是某些特殊組織所獨(dú)有的軀體性效應(yīng)。例如眼晶體的白內(nèi)障，皮膚的良性損傷，骨髓內(nèi)細(xì)胞的減少，從而引起造血障礙，性細(xì)胞的損傷引起生育能力的損害等。
一、非隨機(jī)效應(yīng)
(一)血液和造血器官的變化
白細(xì)胞數(shù)量的變化：慢性照射對機(jī)體的損傷，最早是引起外周血白細(xì)胞數(shù)量的變化，白細(xì)胞總數(shù)的變化可分為如下三種類型。
1.白細(xì)胞增高型：接觸射線后，白細(xì)胞總數(shù)逐漸增至10.000個／立方毫米以上，以后持續(xù)在正常值之上波動，有的持續(xù)數(shù)月或1-2年。
2.白細(xì)胞波動型:接觸射線后白細(xì)胞先增至10000個立方毫米以上，而后逐漸降至正常范圍內(nèi)或4000個／立方毫米上下波動。
3.白細(xì)胞降低型：接觸射線后白細(xì)胞逐漸下降至4，000個／立方毫米以下，以后持續(xù)低于正常范圍之下界或更低。此型多在接觸射線劑量較大或慢性射放損傷晚期出現(xiàn)。三型血象并不是孤立的，可能是血液學(xué)改變的不同階段。
白細(xì)胞分類的變化：在白細(xì)胞總數(shù)變化的同時，分類往往也呈現(xiàn)改變，主要為中性粒細(xì)胞比例減少，淋巴細(xì)胞相對增多，特別是大、中淋巴細(xì)胞增多，嗜酸性顆粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞亦可增多。
白細(xì)胞形態(tài)的變化：中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞皆可出現(xiàn)細(xì)胞形態(tài)異常，尤以淋巴細(xì)胞微核、雙核淋巴等更重要。
血小板和紅細(xì)胞的變化：在慢性損傷的晚期可出現(xiàn)血小板減少和貧血，但偶爾也可引起紅細(xì)胞增多癥。
骨髓檢查：放射損傷早期可無明顯變化者僅有增生旺盛的表現(xiàn)。晚期可有粒細(xì)胞系統(tǒng)成熟障礙、增生減低或發(fā)生再生低下。
此外，還出現(xiàn)淋巴細(xì)胞染色體畸變增加。
(二)眼晶體的改變
晶體對射線比較敏感。部分受照射人員可引起晶體混濁，其特點(diǎn)是晶體后極部混濁，絕大多數(shù)表現(xiàn)為粉塵狀、顆粒狀、片狀、條狀及斑塊狀。放射性晶體混濁的發(fā)生有一定的潛伏期并與射線性質(zhì)和射照劑量有關(guān)。X線引起白內(nèi)障的最低劑量，一照射為200拉德以上，職業(yè)性照射終生累積量當(dāng)量在1500雷姆以上。
(三)放射性皮膚損傷
電離輻射對皮膚直接作用所引起的損害稱為皮膚放射損傷。根據(jù)受照時間不同可分為急性皮膚損傷和慢性皮膚損傷。
1． 急性皮膚放射損傷
射線的種類不同，照射時劑量率、照射面積、照射時間、以及受照者的性別、年齡、照射部位及皮膚對射線的敏感程度等差異，則急性皮膚的放射性損傷及臨床表現(xiàn)也不盡相同。
但類似急性放射病那樣，臨床過程有一定的規(guī)律性，不同程度的損傷。在不同時期各有不同的特殊表現(xiàn)。一般將其臨床過程分為四個階段，初期反應(yīng)期，潛伏期(假愈期)，基本反應(yīng)期(癥狀明顯期)和恢復(fù)期。由于損傷的程度不同各期的臨床表現(xiàn)亦不相同。
一度損傷:毛囊性丘疹與脫毛反應(yīng)
初期反應(yīng)期：局部皮膚受照后，皮膚輕微發(fā)紅，搔癢持續(xù)2—4天，當(dāng)受照劑量較低時，可不出現(xiàn)初期反應(yīng)。
潛伏期：約3—4周。此期內(nèi)皮膚外觀正常，或僅有輕微色素沉著，大多無任何癥狀。
基本反應(yīng)期：照射區(qū)輕度灼熱、搔癢，出現(xiàn)毛囊角化性丘疹。毛發(fā)松動、脫落。
恢復(fù)期：皮膚干燥、脫屑、輕度色素沉著，毛發(fā)大多開始再生，新生毛發(fā)常呈不同形狀及著色，劑量較大時可引起永久性脫毛發(fā)。 二度損傷:紅斑反應(yīng)
初期反效期：照后3—4小時，局部有搔癢、疼痛、燒灼感，出現(xiàn)邊界較清楚的皮膚發(fā)紅區(qū)(初期紅斑)并有輕度水腫，持續(xù)2—4天后逐漸消退。
潛伏期：此期可長可短，一般2—5周。
基本反應(yīng)期：潛伏期過后，受照區(qū)皮膚再次出現(xiàn)紅斑，初為淡紅色，逐漸加深,毛發(fā)脫落，皮膚干燥，上述癥狀在兩周后達(dá)高峰，持續(xù)一周逐漸消退。
恢復(fù)期：癥狀消失，毛發(fā)逐漸再生，色素沉著持續(xù)較久，皮膚于紅斑上有薄癡，干燥脫屑而痊愈。
三度損傷:水泡反應(yīng)
初期反應(yīng)期：表現(xiàn)與二度的癥狀相似，但紅斑的出現(xiàn)較早且較嚴(yán)重。
潛伏期：一般為8—9天，長者兩周。
基本反應(yīng)期：受照區(qū)皮膚奇癢，燒灼感并有疼痛，繼之斑紅再次出現(xiàn)，顏色由鮮紅轉(zhuǎn)為紫紅色，皮膚腫脹，毛發(fā)脫落。數(shù)天后紅斑處出現(xiàn)水泡，周圍皮膚色數(shù)沉著，水泡內(nèi)充滿漿液。許多小泡隨著癥狀的加重逐漸融合為小水泡，內(nèi)含血性液體。此時患者疼痛劇烈難忍。水泡破潰后，疼痛緩解。有些病例逐漸形成干痂而愈合。有些形成糜爛面，有滲出液，如有感染則成為難以愈合的潰瘍。
皮膚損傷范圍大者，有區(qū)域性淋巴結(jié)腫大、觸痛，有時可伴有全身中毒癥狀，體溫升高，白細(xì)胞增加，血沉加快等全身反應(yīng)。
恢復(fù)期：一般水泡干涸后結(jié)痂愈合。損傷較深或繼發(fā)感染引起的糜爛或潰瘍，從邊緣出現(xiàn)的新生上皮向中心爬行，中心的皮島形成。呈輪狀向周圍爬行，傷面逐漸縮小，上皮逐漸布滿而愈合，愈合后形成菲薄的疤痕。中心色素脫失，周邊色素沉著，毛發(fā)再生，愈合后的傷面再破潰。
四度損傷:壞死潰瘍反應(yīng)
初期反應(yīng)期： 2—4天，劑量大時潛伏期僅數(shù)小時，很快進(jìn)入癥狀嚴(yán)重期。
基本反應(yīng)期：疼痛劇烈，紅斑變成紫紅色，續(xù)發(fā)紅斑逐漸呈大的紫色水泡，時有溢血。水泡進(jìn)而破潰形成潰瘍。照射劑量大時，損傷可深及皮下組織、肌肉甚至骨骼，形成大塊狀或整個肢體干性壞疳。 潰瘍面干燥、污穢，缺乏肉芽組織，邊緣整齊，易合并感染。傷面炎癥有時迅速發(fā)展，有大量粘性膿液。局部淋巴結(jié)明顯腫大、觸痛，伴有高燒等中毒癥狀，有時能誘發(fā)全身膿毒敗血癥。
恢復(fù)期：潰瘍周圍皮膚色素脫失，其外圈為色素沉著。單一或多個小而淺的潰瘍內(nèi)逐漸生長肉芽組織，但愈合緩慢，時愈時破，或經(jīng)久不愈，或愈后皮膚菲薄，抵抗力低下，對外界刺激敏感，易再破潰。較大而深的潰瘍，邊緣可部分愈合，但中心部很難愈合，常伴有功能障礙，逐漸進(jìn)入緩慢期。慢性潰瘍可持續(xù)數(shù)月乃至十?dāng)?shù)年不愈。晚期可發(fā)生局部皮膚角化、增殖，發(fā)生攣縮畸形，皮膚出現(xiàn)毛細(xì)血管擴(kuò)張、煤點(diǎn)等變化，嚴(yán)重者可發(fā)生惡變。 2． 慢性皮膚放射損傷
多發(fā)生于長期接觸射線照射而又不重視防護(hù)的職業(yè)工作人員或急性皮膚放射損傷晚期病人。臨床上可區(qū)分為以下四種。
(1)慢性放射性皮炎，其主要臨床表現(xiàn)是皮膚和指甲的營養(yǎng)障礙性改變，早期是皮膚干燥、粗糙、角化，以后隨著皮膚損傷程度的加重，出現(xiàn)皮膚脫屑，彈性減退、指紋消失、指端角化、皮膚色素沉著和指甲損害，如甲紋增粗、角質(zhì)增厚、指甲變厚、變脆易劈裂，以及皮膚疣狀角化物增生和皮膚萎縮等。 (2)硬結(jié)性水腫，在經(jīng)過數(shù)月或數(shù)年照射后，受照區(qū)皮膚腫脹如桔皮狀，水腫波及皮下組織。這種改變與輻射引起的淋巴管和血管的損傷有關(guān)。有的反復(fù)破潰而成潰瘍。
(3)慢性放射潰瘍，是由于急性皮膚損傷的慢性遷延或慢性放射皮炎和硬結(jié)性水腫的發(fā)展而引起的皮膚壞死。嚴(yán)重者可波及皮下組織、肌肉、骨骼甚至重要臟器。潰瘍面呈深鑿狀。基底污穢，有不同程度的感染，肉芽面蒼白，生長能力低下而經(jīng)久不愈。患處有難以忍受的疼痛和嚴(yán)重的功能障礙。
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