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高 雄 榮 民 總 醫 院 100 年 度 輻 射 防 護 教 育 訓 練 課 程 輻 射 曝 露 對 人 體 的 影 響 輻 射 輻 射 是 一 種 能 量 看 不 見 摸 不 到 聞 不 到 感 覺 不 到 高 雄 榮 民 總 醫 院 放 射 腫 瘤 科 胡 渝 昌 醫 師 游 離 輻 射 與 非 游 離 輻 射 游 離 輻 射 與 物 質 作 用 產 生 游 離 (ionization) 如 α 粒 子 β 粒 子 中 子 X 光 γ 射 線 非 游 離 輻 射 與 物 質 作 用 僅 產 生 激 發 (excitation) 如 紫 外 線 雷 射 紅 外 線 微 波 電 磁 輻 射 與 粒 子 輻 射 電 磁 輻 射 有 X 光 與 加 馬 (γ) 射 線, 兩 者 產 生 方 式 不 同 X 光 與 加 馬 射 線 又 稱 為 光 子 粒 子 輻 射 有 帶 電 粒 子 與 不 帶 電 粒 子 輻 射 帶 電 粒 子 輻 射 有 帶 正 電 粒 子 輻 射 與 帶 負 電 粒 子 帶 正 電 粒 子 輻 射, 如 阿 伐 (α) 粒 子 質 子 ( 氫 荷 ) 正 子 (positron,, 正 電 子,β, + ) 帶 負 電 粒 子 輻 射, 如 電 子 β - ( 從 原 子 核 蛻 變 釋 出 的 電 子 ) 不 帶 電 粒 子 是 中 子 (neutron) 游 離 輻 射 與 物 質 的 作 用 輻 射 可 以 分 類 為 直 接 (directly) 或 間 接 游 離 (indirectly ioninzing) 直 接 游 離 : 帶 電 粒 子 (α-particles neutrons heavy charged particles) 提 供 個 別 粒 子 足 夠 的 動 能, 使 它 們 能 夠 瓦 解 原 子 結 構, 造 成 直 接 脫 離, 也 因 此 產 生 化 學 和 生 物 變 化 間 接 游 離 : 電 磁 輻 射 (X and γ rays) 本 身 並 不 產 生 化 學 和 生 物 傷 害 它 們 在 穿 過 的 物 質 中 被 吸 收, 然 後 釋 放 出 能 量, 產 生 快 速 移 動 的 帶 電 粒 子 來 產 生 傷 害 1

游 離 輻 射 與 物 質 的 作 用 帶 電 的 粒 子 輻 射 可 以 直 接 產 生 游 離 作 用, 所 以 稱 為 直 接 游 離 輻 射 光 子 與 中 子 射 束 是 間 接 產 生 游 離 作 用, 所 以 稱 為 間 接 游 離 輻 射 物 理 效 應 光 子 輻 射 與 物 質 之 作 用 光 電 效 應 產 生 光 電 子 (photoelectron) 康 普 吞 效 應 產 生 回 跳 電 子 (recoil electron) 成 對 發 生 產 生 負 電 子 (electron) 與 正 電 子 (positron) 光 子 輻 射 與 物 質 之 作 用 一 定 產 生 電 子 低 能 電 磁 輻 射 光 電 效 應 電 子 10 kev 至 50 kev 的 光 子 佔 優 勢, 大 於 150 kev 的 光 子 產 生 光 電 效 應 的 機 會 就 很 少 中 能 電 磁 輻 射 康 普 吞 效 應 高 能 電 磁 輻 射 成 對 效 應 康 普 吞 電 子 電 子 λ 電 子 散 射 光 子 100 kev 至 3-10 MeV 的 光 子 佔 優 勢 低 限 能 量 1.02 MeV, 正 子 大 於 1.02 MeV 的 光 子 才 會 產 生 成 對 發 生 2

游 離 作 用 的 發 生 過 程 化 學 效 應 人 體 的 組 成 物 質 中 75% 是 水, 這 種 比 例 在 一 個 細 胞 內 仍 然 一 樣, 因 此 當 X 光 或 加 馬 射 線 照 射 到 人 體 時, 大 約 有 3/4 的 射 線 與 水 作 用, 將 水 游 離, 游 離 作 用 的 發 生 過 程 約 只 有 10-15 秒 水 分 子 受 游 離 後 的 產 物 其 中 以 OH H 3 O + 最 多, 此 外 還 有 H H 2 及 H 2 O 2 等 Free radical: hydroxyl radical H 2 O H 2 O + + e - H 2 O + + H 2 O H 3 O + + OH. 2/3 of the x-ray x damage to DNA in mammalian cells caused by the hydroxyl radical Damage of indirect action can be modified by chemical means, unlike direct action 自 由 基 (free radical) 直 接 作 用 與 間 接 作 用 水 分 子 經 輻 射 分 解 的 過 程 及 產 物 其 中 尤 以 氫 氧 自 由 基 ( OH) 的 產 量 非 常 高, 對 其 周 圍 重 要 生 物 分 子 的 破 壞, 更 值 得 注 意 自 由 基 的 平 均 壽 命 約 為 10-5 秒 自 由 基 本 身 具 有 未 配 對 的 電 子, 所 以 其 化 性 活 潑, 非 常 不 穩 定, 必 須 與 周 圍 其 他 分 子 的 電 子 配 對 結 合, 才 會 穩 定 下 來 Time Scale 物 理 吸 收 過 程 超 過 10-15 秒 化 學 過 程 較 久, 因 為 DNA radical 的 壽 命 大 約 10-5 秒 對 於 殺 死 細 胞 的 生 物 效 應 需 要 數 小 時 數 天 或 者 數 月 對 於 癌 化 需 要 數 年, 遺 傳 傷 害 需 要 數 個 世 代 Incident x-ray x photon Fast electron (e-) ) [10-15 sec] Ion radical [10-10 sec] Free radical [10-9 sec lifetime] DNA radical formed [10-5 sec lifetime] Chemical changes from the breakage of bonds Hours, days, months, years Biologic effects 3

隨 機 與 非 隨 機 效 應 輻 射 的 隨 機 與 非 隨 機 生 物 效 應 隨 機 效 應 (Stochastic Effects): - 生 物 效 應 發 生 的 頻 率 與 劑 量 成 正 比 - 可 能 性 的 反 應, 無 劑 量 低 限 值 - 生 殖 細 胞 : 遺 傳 基 因 突 變 - 體 細 胞 : 惡 性 腫 瘤 輻 射 對 生 殖 細 胞 的 影 響 生 殖 細 胞 突 變 點 突 變 終 結 刪 除 雙 中 結 轉 位 異 常 體 染 色 體 顯 性 X - 性 聯 隱 性 染 色 體 先 天 異 常 癌 症 輻 射 對 體 細 胞 的 影 響 對 體 細 胞 的 輻 射 效 應 癌 細 胞 的 起 始 疾 病 上 皮 細 胞 癌 血 癌 肉 瘤 關 於 輻 射 致 癌 4

輻 線 引 發 致 癌 性 的 人 類 經 驗 廣 島 和 長 崎 的 原 子 彈 存 活 者 曝 露 醫 療 性 放 射 線 的 病 人 早 期 職 業 性 曝 露 的 工 人 日 本 原 子 彈 爆 炸 後, 存 活 者 發 生 白 血 病 和 其 它 惡 性 腫 瘤 僵 直 性 脊 椎 炎 接 受 放 射 線 照 射 後 發 生 白 血 病 早 期 幼 童 因 甲 狀 腺 或 扁 桃 腺 腫 大 頭 癬 等 良 性 疾 病 接 受 放 射 線 照 射 後, 發 生 甲 狀 腺 癌 早 期 孕 後 乳 房 炎 接 受 放 射 線 照 射 的 病 人 發 生 乳 癌 在 鈾 礦 工 作 的 採 礦 工 人 早 期 的 錶 盤 工 人 工 作 時 吃 入 鐳, 造 成 下 頷 骨 的 骨 癌 白 血 病 的 潛 伏 期 最 短 廣 島 和 長 崎 的 存 活 者 在 受 到 放 射 線 曝 露 後 幾 年 就 有 病 例 發 生, 在 5-7 年 到 達 高 峰, 大 多 在 15 年 內 發 生 固 態 腫 瘤 (solid tumor) 比 白 血 病 有 較 長 的 潛 伏 期,10-60 年 或 更 長 部 份 研 究 顯 示, 攝 護 腺 癌 子 宮 頸 癌 何 杰 金 氏 淋 巴 瘤 病 人 在 接 受 放 射 治 療 後 明 顯 的 發 生 第 二 個 惡 性 腫 瘤 而 癌 症 的 增 加 也 出 現 在 乳 癌 睪 丸 癌 等 病 人 接 受 放 射 治 療 之 後 Gray(Gy Gy) 確 定 或 非 隨 機 效 應 (Deterministic or Nonstochastic Effects): - 生 物 效 應 的 嚴 重 性 隨 超 過 低 限 值 的 劑 量 的 增 加 而 增 加 - 非 癌 症 反 應 S 型 反 應 曲 線 - 血 管 反 應 白 內 障 不 孕 甲 狀 腺 功 能 失 調 急 性 輻 射 症 候 群 輻 射 吸 收 劑 量 : 物 質 吸 收 輻 射 之 能 量 國 際 制 單 位 (SI unit) 可 用 於 人 體 其 他 動 植 物 與 任 何 物 質 等 於 一 公 斤 質 量 接 受 一 焦 耳 能 量 (1 Gy = 1 J/kg) 1 Gy = 100 cgy 5

白 內 障 白 內 障 屬 於 游 離 輻 射 的 確 定 效 應, 此 種 效 應 有 低 限 劑 量, 而 且 是 體 細 胞 效 應 白 內 障 的 形 成, 是 因 為 眼 球 水 晶 內 的 細 胞 受 到 破 壞, 其 低 限 值 劑 量 約 為 2 Gy; 其 程 度 隨 著 劑 量 升 高 而 嚴 重 一 般 而 言, 如 果 眼 球 接 受 2.5-6.5 Gy 照 射, 其 發 展 為 白 內 障 的 潛 伏 期 大 約 為 8 年 輻 射 對 胎 兒 的 影 響 輻 射 對 胎 兒 的 影 響 輻 射 對 胚 胎 或 胎 兒 的 影 響 對 胚 胎 / 胎 兒 細 胞 的 輻 射 效 應 突 變 細 胞 殺 傷 疾 病 癌 症 先 天 性 異 常 功 能 變 化 這 方 面 的 知 識 大 抵 從 動 物 實 驗 而 得 關 於 1945 年 日 本 原 子 彈 爆 炸 後 倖 存 者 及 1986 年 前 蘇 聯 車 諾 堡 核 電 廠 事 故 的 受 害 者 的 長 期 研 究, 也 直 接 提 供 第 一 手 游 離 輻 射 對 於 人 類 生 物 效 應 的 數 據 Keneth L. Mossman, Ph. D., M. Ed. 小 於 100 mgy 的 輻 射 生 物 效 應 主 要 為 對 遺 傳, 胎 兒 發 育 及 癌 症 的 影 響 這 些 效 應 常 因 非 致 死 性 細 胞 變 化 而 引 起 在 人 類, 自 發 性 的 遺 傳 及 胎 兒 發 育 改 變, 及 癌 症 的 機 率 不 低, 相 較 於 自 發 效 應, 輻 射 誘 發 效 應 是 不 明 顯 的 低 劑 量 輻 射 對 於 遺 傳 胎 兒 發 育 及 癌 症 影 響 的 誘 發 機 率 非 常 低, 並 很 難 以 現 行 的 流 行 病 學 方 法 去 量 測 在 不 知 情 的 狀 況 下, 發 生 胎 兒 曝 露 於 輻 射 中 的 意 外 時, 須 謹 慎 估 算 其 劑 量 有 人 相 信 在 懷 孕 敏 感 期 曝 露 超 過 0.1-0.2 0.2 Sv (10-20 rem) 的 放 射 線 下, 就 應 考 慮 治 療 性 流 產 此 輻 射 劑 量 具 彈 性 且 受 多 重 社 會 因 素 影 響, 例 如 父 母 的 宗 教 信 仰 或 是 他 們 已 經 有 多 少 小 孩 6

懷 孕 與 輻 射 除 侵 入 性 檢 查 之 外, 診 斷 性 放 射 學 所 需 的 輻 射 劑 量, 不 會 造 成 確 定 效 應, 其 風 險 為 機 率 ( 致 癌 和 遺 傳 效 應 ) 唯 一 例 外 是 當 胚 胎 或 胎 兒 無 意 間 曝 露 於 輻 射 時 對 於 懷 孕 或 可 能 懷 孕 的 婦 女, 需 接 受 診 斷 用 輻 射 或 治 療 用 輻 射 時, 就 要 特 別 謹 慎, 何 況 沒 有 任 何 一 個 劑 量 標 準 可 以 被 認 為 是 絕 對 安 全 的 人 類 族 群 裡 有 5-10% 的 先 天 畸 形 存 在, 因 此 要 評 估 輻 射 劑 量 與 器 官 畸 形 間 的 關 係, 實 際 上 非 常 困 難 通 常 懷 孕 期 在 10 天 至 26 週 之 間 的 胚 胎 或 胎 兒, 若 接 受 0.1 Gy 以 上 的 劑 量, 則 應 考 慮 治 療 性 ( 人 工 ) 流 產 ; 胚 胎 劑 量 若 在 0.1 Gy 以 下, 則 以 羊 水 穿 刺 及 染 色 體 檢 查 等 結 果, 作 為 參 考 即 可 十 日 規 則 在 懷 孕 第 一 星 期 受 精 卵 著 床 前 或 剛 著 床 時 期 應 絕 對 避 免 放 射 線 檢 查, 因 為 此 期 雖 然 是 低 劑 量 亦 可 能 會 有 明 顯 效 應, 應 予 特 別 重 視 倘 若 因 病 情 需 要 除 非 急 診 患 者 請 依 十 日 規 則, 安 排 在 月 經 開 始 10 天 之 內 接 受 檢 查, 急 症 患 者 以 儘 量 減 少 照 射 部 位 與 次 數, 來 降 低 子 宮 或 胎 兒 之 劑 量, 若 接 受 放 射 線 檢 查 則 建 議 最 好 在 相 隔 二 個 月 後 再 懷 孕 較 安 全, 懷 孕 前 三 個 月 內 若 接 受 高 劑 量 放 射 線 對 胎 兒 會 有 相 當 不 利 之 影 響 輻 射 警 示 在 放 射 診 斷 與 治 療 的 相 關 單 位 警 示 懷 孕 或 可 能 懷 孕 的 婦 女 注 意 輻 射 造 成 的 影 響 細 胞 週 期 細 胞 週 期 一 個 細 胞 在 適 當 的 生 長 環 境 ( 包 括 溫 度 濕 度 氧 氣 和 養 分 等 ) 下, 可 以 分 裂 成 兩 個 細 胞, 這 期 間 細 胞 共 經 歷 G 1 (gap 1),S(DNA synthesis, 即 DNA 合 成 期 ), G 2 (gap 2) 及 M(mitosis, 即 分 裂 期 ) 等 四 個 時 期, 合 稱 為 細 胞 週 期 (cell cycle) 7

細 胞 週 期 的 輻 射 敏 感 度 利 用 同 期 化 (synchronization) 的 技 術, 使 大 部 分 的 細 胞 處 於 相 同 的 細 胞 週 期, 然 後 用 輻 射 照 射, 來 鑑 別 各 個 不 同 時 期 的 細 胞 的 輻 射 敏 感 度 G 2 及 M 期 對 輻 射 最 敏 感,G 1 期 次 之,S, 期 ( 特 別 是 S 期 的 晚 期,LS), 晚 期 對 輻 射 最 不 敏 感 細 胞 週 期 細 胞 處 在 分 裂 期 結 束 至 DNA 合 成 期 之 前 的 時 期 稱 為 G 1 期, 此 時 細 胞 合 成 RNA 及 各 種 蛋 白 質 等 S 期 時,DNA, 或 染 色 體 複 製 成 原 來 的 兩 倍 S 期 結 束 至 M 期 開 始 之 前 的 時 期 稱 為 G 2 期 M 期 結 束 時, 母 細 胞 分 裂 為 兩 個 子 細 胞, 而 且 每 個 子 細 胞 的 染 色 體 數 量 與 母 細 胞 相 同 G 0 期 當 G 1 期 的 細 胞 因 為 某 些 因 素, 例 如 不 良 的 生 長 環 境 或 者 因 為 分 化 (differentiation) 的 緣 故, 會 進 入 所 謂 G 0 期, 又 稱 未 循 環 細 胞 (non-cycling cells) 此 時 細 胞 處 在 靜 止 狀 態, 細 胞 內 仍 維 持 一 定 的 生 理 生 化 作 用 未 分 化 的 G 0 期 細 胞, 當 生 長 環 境 恢 復 正 常 時, 又 可 進 入 細 胞 週 期 重 新 循 環 輻 射 敏 感 的 細 胞 人 體 小 腸 膜 上 的 絨 毛 腺 窩 (crypt) 處 的 細 胞 人 體 周 邊 血 液 內 的 淋 巴 球 以 及 肝 臟 內 的 肝 細 胞 等, 也 是 尚 未 分 化 完 全 的 G 0 期 細 胞, 因 此 對 於 輻 射 都 相 當 敏 感 輻 射 不 敏 感 的 細 胞 人 體 的 神 經 細 胞 ( 在 六 歲 以 後, 神 經 細 胞 已 經 完 全 停 止 分 裂 增 殖 ) 及 肌 肉 細 胞 等, 都 是 已 經 分 化 完 成 的 細 胞 神 經 和 肌 肉 兩 種 細 胞 對 於 游 離 輻 射 非 常 不 敏 感 組 織 和 器 官 的 輻 射 敏 感 度 1. 分 裂 次 數 愈 高 的 組 織 對 輻 射 愈 敏 感 2. 分 裂 頻 率 愈 高 的 組 織 對 輻 射 愈 敏 感 3. 型 態 與 功 能 上 尚 未 分 化 的 組 織 對 輻 射 較 敏 感 8

輻 射 曝 露 輻 射 曝 露 的 種 類 體 外 曝 露 急 性 輻 射 症 候 群 (Acute Radiation Syndrome) 急 性 局 部 輻 傷 (Acute Local Radiation injury) 體 內 暴 露 由 傷 口 進 入 體 內 飲 食 或 呼 吸 進 入 體 內 體 外 曝 露 體 內 曝 露 輻 射 源 α 粒 子 β 粒 子 x 射 線 γ 射 線 中 子 輻 射 源 空 浮 微 粒 溶 入 飲 水 呼 吸 飲 食 輻 射 源 在 身 體 外 面, 輻 射 由 體 外 射 入 身 體 輻 射 源 污 染 體 內, 輻 射 由 體 內 射 入 組 織 器 官 體 外 曝 露 全 身 曝 露 < 1.5 Gy : 無 急 性 症 狀 4-6 Gy : 早 期 噁 心 嘔 吐, 一 兩 天 即 消 失 ; 三 至 六 週 後, 造 血 系 統 異 常 6-15 Gy : 主 要 為 腸 胃 道 症 狀, 噁 心 嘔 吐 持 續 腹 瀉 及 血 便, 預 後 極 差 > 50 Gy : 產 生 神 經 系 統 及 循 環 系 統 衰 竭, 立 即 死 亡 局 部 曝 露 射 源 離 身 體 很 近, 常 合 併 全 身 曝 露 或 污 染 曝 露 劑 量 以 身 體 接 近 射 源 部 位 最 高 ( 四 肢 ) 臨 床 症 狀 類 似 熱 傷 害 ( 皮 膚 紅 腫 水 腫 起 水 泡 組 織 壞 死 ) 傷 口 脆 弱 不 易 癒 合 全 身 曝 露 9

全 身 輻 射 傷 害 的 急 性 反 應 全 身 輻 射 傷 害 的 急 性 反 應 主 要 與 照 射 劑 量 輻 射 種 類 劑 量 率 以 及 輻 射 能 量 有 關, 其 反 應 依 劑 量 大 小 及 症 狀 差 異 可 分 為 三 類 急 性 輻 射 症 候 群 (acute radiation syndrome) 造 血 系 統 症 候 群 (Hematopoietic syndrome) 胃 腸 系 統 症 候 群 (Gastrointestinal syndrome) 腦 血 管 症 候 群 (Cerebrovascular syndrome) 輻 射 前 驅 症 候 群 早 期 輻 射 致 死 (Early radiation lethality) 通 常 是 指 在 高 強 度 輻 射 照 射 後 數 星 期 內 死 亡 輻 射 照 射 後 不 久, 早 期 的 症 狀 開 始 發 生, 並 延 續 了 一 段 時 間, 這 稱 為 輻 射 前 驅 症 候 群 (prodromal radiation syndrome) 輻 射 前 驅 症 候 群 人 類 的 輻 射 前 驅 症 候 群 所 包 含 的 症 狀 非 常 多, 隨 著 劑 量 的 不 同, 而 有 時 序 嚴 重 程 度 及 持 續 時 間 的 差 異 人 類 的 放 射 線 照 射 前 驅 症 候 群 的 症 狀 可 分 為 兩 類 : 腸 胃 道 方 面 及 神 經 肌 肉 方 面 腸 胃 道 症 狀 包 括 食 慾 不 振 噁 心 嘔 吐 腹 瀉 腸 絞 痛 唾 液 過 多 體 液 流 失 脫 水 及 體 重 減 輕 神 經 肌 肉 症 狀 包 括 易 疲 勞 感 情 鈍 化 倦 怠 出 汗 多 發 燒 頭 痛 及 低 血 壓 LD 50 能 夠 殺 死 一 個 群 體 50% 的 劑 量 (LD 50 ), 前 驅 症 狀 主 要 為 厭 食 噁 心 嘔 吐 及 容 易 疲 勞 立 即 的 腹 瀉 發 燒 或 低 血 壓 表 示 受 到 致 死 劑 量 以 上 的 放 射 線 照 射 造 血 系 統 症 候 群 當 劑 量 在 2.5-5 Gy 時 為 造 血 系 統 症 候 群 (hematopoietic syndrome), 通 常 在 數 週 後 死 亡, 死 因 為 造 血 器 官 ( 如 骨 髓 ) 被 輻 射 破 壞 所 致 10

嗜 中 性 球 14 淋 巴 球 血 紅 素 12 血 小 板 10 16 8 造 血 系 統 傷 害 400 300 LD 50/60 人 類 因 造 血 系 統 症 候 群 而 死 的 案 例 多 發 生 在 曝 露 30 天 左 右, 但 也 有 60 天 後 才 死 亡 的 記 錄 LD 50/60 用 來 描 述 60 天 內 引 起 50% 死 亡 的 劑 量 LD 50/60 12 6 8 4 4 2 200 100 Days 0 10 20 30 40 50 60 胃 腸 系 統 症 候 群 當 劑 量 達 10 Gy 時, 則 為 胃 腸 消 化 道 症 候 群 小 腸 絨 毛 的 基 底 細 胞 對 輻 射 相 當 敏 感, 因 此 當 劑 量 大 於 10 Gy 時, 這 些 細 胞 會 死 亡, 使 腸 道 表 面 由 皺 褶 變 光 滑, 無 法 進 行 消 化 吸 收 的 功 能, 而 引 起 腹 瀉 噁 心 及 嘔 吐 等 症 狀, 死 亡 時 間 大 約 在 5-10 天 胃 腸 系 統 傷 害 腸 黏 膜 上 皮 細 胞 死 亡 脫 落 腸 壁 潰 瘍 壞 死 穿 孔 水 瀉 便 血 脫 水 電 解 質 失 衡 營 養 不 良 感 染 腦 血 管 症 候 群 當 劑 量 大 於 100 Gy 時, 則 為 腦 血 管 症 候 群 死 因 尚 不 清 楚, 可 能 是 因 為 腦 部 血 管 受 輻 射 照 射 引 起 滲 漏 造 成 腦 脊 髓 液 增 多, 腦 壓 過 高 所 致 ; 病 人 通 常 24-48 48 小 時 內 死 亡, 因 此 造 血 系 統 及 胃 腸 消 化 道 兩 症 狀 均 尚 不 及 表 現 一 般 而 言, 胃 腸 消 化 道 症 狀 與 中 樞 神 經 系 統 症 狀 的 死 亡 率 相 當 高 腦 血 管 系 統 傷 害 血 管 受 損, 液 體 漏 出 循 環 障 礙, 顱 內 壓 上 升 全 身 性 休 克, 腦 部 灌 注, 腦 部 缺 氧 神 經 細 胞 受 損 疲 憊 冷 漠 嗜 睡 燥 動 運 動 失 調 抽 慉 昏 迷 死 亡 11

Case 1. 38 y/o,, working in a uranium-235 recovery plant in 1964 Involved in an accidental nuclear excursion Total body dose estimated to be about 88 Gy 22 Gy of neutrons 66 Gy of γ-rays Clinical manifestations Immediately Seeing a flash, Abdominal cramps, headache, Vomiting, Incontinent t of bloody diarrhea 2 nd day Comfortable but restless 3 rd day Condition deteriorated Restless, fatigued, apprehensive, short of breath and impair of vision Blood pressure could be maintained with great difficulty 6 hours before his death Disorientation, BP could not be maintained He died 49 hours after accident Case 2. Nuclear criticality accident at Los Alamos in 1958 A worker received a total-body dose: 39-49 Gy Neutron γ-radiation Part of his body : >120 Gy Clinical manifestations Immediately Shock and unconscious within a few minutes After 8 hours Circulating blood : no lymphocyte were found Complete urinary shutdown The patient died 35 hours after the accident Case 3. In 1946, 32 y/o /,/ admitted to hospital one hour after a radiation accident Total body exposure range from 11 to 20 Gy Hands received enormous dose about 300Gy Clinical manifestations Few hours Vomiting, BT & PR,, PE : WNL 6 th day Sign of severe paralytic ileus 7 th day Liquid stools with occult blood 9 th day Circulating collapse Death 急 性 輻 射 症 候 群 之 診 斷 病 史 症 狀 與 徵 候 絕 對 淋 巴 球 計 數 染 色 體 分 析 Autopsy Macroscopically Mucosal surface of edematous & erythematous Covered by a membrane exudate Microscopically Complete erosion of the epithelium Mass of bacteria in exudate 急 性 輻 射 症 候 群 之 治 療 症 狀 治 療 精 神 上 的 支 持 與 安 慰 支 持 治 療 維 持 乾 淨 環 境 清 除 體 內 外 微 生 物 靜 脈 輸 注 補 充 水 分 電 解 質 與 養 分 積 極 治 療 任 何 感 染 骨 髓 移 植 血 球 生 成 因 子 目 前 常 用 之 血 球 生 成 因 子 GM-CSF: Granulocyte/Macrophage stimulating factor M-CSF: Macrophage colony stimulating factor G-CSF: Granulocyte colony stimulating factor SCF: Stem cell factor IL 1-11: 1 11: Interleukin, 1-111 11 12

對 年 輕 的 成 人 來 說, 在 無 醫 療 介 入 的 情 況 下, LD 50 約 為 3-4Gy,, 在 老 人 和 小 孩 則 可 能 較 低 施 打 抗 生 素 輸 血 小 板 及 骨 髓 移 植 可 以 拯 救 一 部 分 原 本 可 能 死 於 造 血 系 統 症 候 群 的 患 者 適 當 的 照 顧, 例 如 細 心 照 料 及 施 打 抗 生 素 可 以 使 靈 長 類 動 物 在 LD 50 上 升 到 幾 乎 原 本 的 兩 倍 推 測 在 人 類 也 可 以 有 類 似 的 效 果 骨 髓 移 植 療 法 僅 適 用 在 於 核 災 中 曝 露 劑 量 約 在 8-10 Gy 的 人 Illustrating the narrow window of dose over which bone-marrow transplant might be useful following total-body irradiation 局 部 輻 射 傷 害 局 部 曝 露 紅 疹 脫 毛 水 泡 整 區 組 織 壞 死 傷 口 不 易 癒 合 癒 合 後 再 度 潰 爛 疤 痕 較 明 顯 局 部 輻 射 傷 害 之 診 斷 病 史 症 狀 與 徵 候 是 否 有 殘 存 污 染 是 否 有 全 身 暴 露 急 性 局 部 曝 露 3 Gy: : 約 2 週 後 開 始 掉 髮 6 Gy : 皮 膚 起 紅 疹 10-15 15 Gy : 乾 性 脫 皮 20-50 Gy : 濕 性 脫 皮 >50 Gy : 潰 瘍 壞 死 13

急 性 局 部 曝 露 急 性 局 部 曝 露 第 一 星 期 : 無 症 狀 或 起 紅 疹 第 二 星 期 : 紅 疹 掉 髮 汗 腺 及 皮 脂 腺 功 能 退 化 第 三 星 期 : 水 腫 疼 痛 第 四 星 期 : 脫 皮 色 素 沉 著 發 癢 第 五 星 期 : 新 皮 長 出 早 期 延 遲 反 應 數 月 後 發 生 漸 進 性 皮 膚 萎 縮 色 素 脫 落 白 斑 形 成 皮 膚 潰 瘍 晚 期 延 遲 反 應 1-6 年 後 發 生, 或 更 久 皮 膚 萎 縮 失 去 彈 性 皮 膚 變 薄 血 管 擴 張 掉 髮 指 甲 脆 弱 持 續 性 皮 膚 潰 瘍 產 生 皮 膚 惡 性 腫 瘤 局 部 輻 射 傷 害 之 治 療 一 般 傷 口 照 顧 清 創 預 防 感 染 治 療 感 染 補 皮 皮 瓣 移 植 西 弗 (Sievert,Sv) 西 弗 (Sv) 為 等 效 劑 量 與 等 價 劑 量 的 國 際 制 單 位 西 弗 (Sv) 限 用 於 人 體 1 西 弗 等 於 1 焦 耳 / 千 克 1 Sv = 1 J/kg 1 Sv = 100 rem 1 Sv = 1000 msv 1 R 10 msv (for diagnostic radiology) 14

QUANTITIES AND UNITS Radiation Weighting Factor (W R ) Stochastic effect: depends on dose, radiation type and energy Representative of relative biologic effectiveness, applicable to low doses and low dose rates QUANTITIES AND UNITS Equivalent Dose Absorbed dose radiation weighting factor Unit: sievert (Sv) ICRP recommended a new name: radiation weighted dose and a new unit The equivalent dose of a mixture of radiations = Σ(absorbed dose radiation weighting factor) QUANTITIES AND UNITS Effective Dose Equivalent dose body uniformly irradiated Tissue weighting factor (W T ) Effective dose=σabsorbed dose W R W T (for all tissues or organs exposed) CT 檢 查 與 放 射 診 斷 檢 查 的 有 效 劑 量 (effective dose) (ICRP No.87,2001)(UNSCEAR2000 指 出 每 人 每 年 背 景 輻 射 劑 量 為 2.4 msv) CT 檢 查 有 效 劑 量 (msv) 放 射 診 斷 檢 查 有 效 劑 量 (msv) 頭 Head 2 頭 顱 Skull 0.07 胸 部 Chest 8 胸 部 Chest PA 0.02 腹 部 Abdomen 10-20 腹 部 Abdomen 1.0 骨 盆 Pelvis 10-20 骨 盆 Pelvis 0.7 鋇 吞 劑 Ba swallow 鋇 灌 腸 劑 Ba enema 1.5 7 15

成 人 CT 檢 查 的 吸 收 劑 量 ( mgy ) (ICRP No.87,2001)( 胎 兒 劑 量 超 過 10 mgy 可 以 考 慮 人 工 流 產 ) NCRP 的 輻 射 防 護 目 標 CT 檢 查 頭 部 頸 椎 胸 椎 胸 部 眼 睛 50 0.62 0.04 0.14 甲 狀 腺 1.9 44 0.46 2.3 乳 房 0.03 0.09 28 21 子 宮 0.02 0.06 卵 巢 0.02 0.08 睪 丸 藉 由 遵 守 低 於 實 際 的 劑 量 限 度 閥 值, 來 防 止 由 輻 射 導 致 臨 床 上 明 顯 的 確 定 效 應 考 慮 社 會 需 求 價 值 以 及 獲 益 等 相 關 因 素 後, 限 制 機 率 效 應 ( 致 癌 及 遺 傳 效 應 ) 的 風 險 至 合 理 的 程 度 腹 部 0.05 0.72 8.0 8.0 0.7 腰 椎 0.01 0.13 2.4 2.7 0.06 骨 盆 0.03 26 23 1.7 Thank You 16