医用非电离辐射的防护课件.ppt
常见非电离辐射的防护,电磁辐射来源电磁辐射作用机理电磁辐射防护原则与措施核磁共振的可能危害激光防护措施超声波的作用非电离辐射安全策略,电磁辐射,电磁场（electromagnetic fields，EMF） 生活中的EME: 移动通讯、显示器、RFR炉、电视、音响 高功率RFR雷达、高压电线周（基站）、电视塔周围、RFR站等 与公众的生活密切相关，使得职业人员和公众受到的各种频段电磁波照射剂量日益增加,案例,上个世纪70年代，某国大使馆被间谍使用的微波长期侦察，怀孕的女雇员由于长时间受到了强微波辐射而流产。韩国报道一高压变电站的员工由于长期受到电磁场的作用，患白血病人数明显增加。我国南方某省邮政系统调查发现长期在电脑前工作的孕妇流产率高于普通人群数倍。,高强度的射频、微波暴露会引起机体的伤害!低剂量长期暴露于电磁场是否带来机体的健康效应越来越引起人们的关注,电磁辐射对机体作用及防护,电磁辐射的分类 能量以电磁波形式在空间传播的物理现象 WHO分类 静频（0 Hz） 极低频（0300 Hz） 中频（300Hz1MHz） 射频（10MHz300 GHz）,电磁辐射波谱的分类 GB9175-88,电磁辐射对机体作用及防护,电磁辐射的来源 天然辐射源 地球的热辐射、太阳热辐射、宇宙电磁场源和雷电 人工辐射源 雷达系统、电视和广播基站、射频感应及介质加热设备、射频医疗设备、各种电加工设备、通信发射基站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线网,典型的RFR辐射源及其波谱,典型的RFR辐射源及其波谱,典型的RFR辐射源及其波谱,电磁辐射对机体作用及防护,传播途径 电磁辐射以电磁波的形式通过空间辐射和线路传导两种途径传播，使电磁波能量传播到被照射的物体或人体组织,电磁辐射对机体作用及防护,电磁辐射的医学应用 射频消融技术 射频消融技术是通过特定波段（中波、短波、超短波）的RFR使细胞内温度升高而达到破坏细胞（如破坏心脏异位起搏细胞、肿瘤细胞等）的目的。,肿瘤治疗: 温度达到46时8分钟可杀死肿瘤细胞，若512分钟就可以杀死肿瘤细胞， 而达到60可使细胞内蛋白质变性而死亡,心脏治疗: 导管射频消融术将电极经血管穿刺针送入心脏内异常电传导通道或异位起搏点，将100kHz1.5MHz的RFR电流导入局部心肌，使局部组织产生凝固性坏死，达到阻断异常传导通道或消灭异位起搏点的目的从而根治心动过速，由于RFR损伤范围仅为13mm，已成为微创伤外科研究的重点,电磁辐射的医学应用,微波技术的医学应用 生命机体内具有类似于毫米波振荡频率的固有振荡频率，并起着协调生理功能的作用，如强极化的细胞膜和其他大分子振动的固有频率在10101012Hz(毫米波的振荡频率).,低强度毫米波的外同步电磁场作用可调整人体某些功能（分子聚合物对毫米波的谐振吸收）治疗心、脑血管系统疾病、消化系统疾病、肿瘤的辅助治疗、骨、关节、软组织等创伤治疗,电磁辐射对机体作用及防护,电磁辐射的生物学作用机理 热效应（thermal effects） 进入生物系统的电磁能转化为热能所引起的生物效应，是由分子热运动产生的效应，表现为生物机体的温度会逐渐上升,非热效应（non-thermal effects） 生物体受到低功率射频辐射照射时，在不引起生物体温度明显升高的情况下所出现的生理或病理性反应，通过谐振产生. 谐振：当电磁辐射的振动频率与人体组织细胞振荡的固有振动频率相接近时将会产生谐振，通过谐振作用将功率能量导入人体内，利用能量谐振的非热效应促进机体新陈代谢或产生病理性反应,电磁辐射对机体作用及防护,累积效应（accumulation effects） 某些电磁辐射需要照射多次，每次间隔一定时间，才能表现出的效应 一般1次低功率照射后会受到某些不明显的伤害，经过47天之后可以恢复，若在恢复之前受到第二次照射，损害就将积累!,远位效应（distant bioeffects） 电磁辐射照射影响到远离被照器官的其他组织或器官（非照射器官）产生的生物效应 如照射小鼠背部皮肤可以观察到肝脏、骨髓及睾丸等部位的形态学改变.,电磁辐射对机体作用及防护,射频辐射在疾病的治疗上取得了很多的进展健康人体组织受到一定量的射频辐射后也会产生损伤效应 RFR致热效应: 功率密度10 mW/cm2 RFR非致热效应:功率密度110mW/cm2 高强度RFR:功率密度 10mW/cm2 低强度RFR:功率密度 510 mW/cm2,电磁辐射对机体作用及防护,电磁辐射对机体的损伤 健康效应（health effects）： 电磁辐射对生物机体健康的影响 电磁辐射对生理的影响 电离辐射对心理的影响,电磁辐射对机体作用及防护,高强度RFR的健康效应 中枢神经系统：神经递质平衡破坏 视觉系统: 晶状体、结膜、角膜、 虹膜、眼底损伤 循环系统: 植物神经系统功能紊乱 免疫系统: 非影响机体特异性免疫功能 生殖系统: 破坏睾丸生精过程 胚胎/胎儿和遗传学 : 发育迟缓或遗传效应,对机体作用电磁辐射及防护,低强度RFR的健康效应 大多数公众处于低辐射量RFR长期暴露条件下，如移动电话、视频装置、无线电波、广播电视发射台和高压线附近的居民等,低强度RFR与肿瘤的相关性 : 微波与脑瘤低强度RFR对生物细胞的影响: 淋巴细胞微核发生率、染色体畸变率升高 低强度RFR对中枢神经系统的影响: 植物神经功能紊乱其他低强度RFR的作用 : 高压输电线路靠近或穿过民房，使电脑和电视屏幕抖动，附近居民头痛和失眠,对机体作用电磁辐射及防护,低强度长期RFR暴露对人体的生物学作用是多方面的，目前研究主要集中在电磁辐射对诱变效应、致癌效应及对神经行为的影响 低强度长期RFR暴露生物学效应的研究具有现实意义，近年来报道显示人体在反复接触低强度RFR照射后，也能造成机体的健康危害。目前国际上争论较多 !,人体长期遭受高强度电磁波辐射的影响 中枢神经系统症状： 头昏、失眠、乏力、烦躁和记忆力减退 植物神经功能紊乱： 心动过缓、心动过速、血压波动,电磁辐射危害的防护,电磁辐射防护的基本原则 对不同类型的辐射源，分别采取有效防治措施，使泄漏量最大限度地减少，尽可能达到消除污染的目的。 目的: 减弱或消除人体所在位置的电磁场强度,电磁辐射危害的防护,电磁辐射防护的基本措施 辐射源的屏蔽 利用一切可能的方法，将电磁辐射限制在规定的空间里，阻止其传播和扩散，多选用铜、铝等金属材料 砖、木、水泥、塑料、有机玻璃等不能屏蔽电磁辐射 吸波材料：能吸收投射到它表面的电磁波能量，并且不会发生反射、折射和散射的一类材料,电磁辐射危害的防护,远距离操作 在屏蔽电磁场源有困难时，可考虑远距离操作的措施，并应在其周围设有明显标记，如用木栅围起，禁止人员靠近,电磁辐射危害的防护,缩短工作时间 提高操作的熟练程度，缩短操作时间，可以减少辐射对人体的照射量 改善工作条件和个体防护,电磁辐射危害的防护,日常生活中RFR的防护 电视机、电冰箱等家用电器： 摆放应适当分散，不宜过分集中，减少开机时的磁场强度,电磁辐射危害的防护,RFR炉： 高度应该在人体头部以下，防止人脑和眼睛受损；使用过程中应尽量远离辐射源,移动电话：减少或杜绝辐射源的辐射泄漏：选用有进网许可证的手机手机与人体之间保持适当距离：手机不应别在腰部，防止微波对人体内脏的损害（如卵巢、肝等器官），选用受话器，不要紧贴头部等减少微波辐射时间：有普通电话应尽量不使用手机，以减少微波对人体的辐射次数和时间，使用手机时应长话短说。注意使用场地：一般情况下，建筑物角落，电梯等的信号覆盖比较差，因此会在一定程度上使手机的辐射功率增大，应慎打手机,敏感人群应尽量避免使用移动电话 儿童、孕妇、哺乳和月经期妇女 癫痫病患者 心脏病患者 严重神经衰弱者 白内障患者 甲亢及糖尿病患者 60岁以上的老人,电磁辐射危害的防护,饮食： 多吃胡萝卜、菠菜等富含维生素的食物，常饮绿茶，食用人参类制剂、五味子、蜂王浆、枸杞等药物可以增强机体的抵抗力，提高器官组织的恢复能力。,核磁共振对机体的作用及可能危害,核磁共振技术及医学应用 核磁共振早期用于药物和生化分析中，通过NMR可以确定物质的化学成分，推断化学结构，探明溶液的构象. 科学家开拓性将其进入医学成像领域，并成为当今最有影响的影像诊断手段之一，该技术获得了2003年诺贝尔生理医学奖,核磁共振技术,核磁共振成像技术（nuclear magnetic resonance imaging，MRI） 原理: 利用人体内的某些物质（1H、7Li、13C、19F、31P、127I等）的原子核在置于磁场并受到一种特定的射频激发时，所发射的电磁信号而通过计算机成像。 在MRI检测中，病人躺在强磁场中，然后用无线电射频脉冲辐照人体，同时利用复杂的电子系统去检测获得的信号，并将这些信号转换成人体组织在各个特定层面上清晰可认的图像，将这些在不同层面上获取的信息进行合成，便得到人体各脏器的三维图像,核磁共振技术,MRI对机体的作用及可能存在的危害静磁场健康效应:对心电图（ECG）胚胎发育的影响 梯度磁场的健康效应 磁致光幻视（magnetic photopsia）射频场的健康效应 睾丸, 眼为敏感器官,核磁共振技术,核磁共振成像检查的要求 无放射性损伤的诊断方法，一般认为在现有场强范围内对人体不会造成损害 植有心脏起搏器、人工关节、心脏瓣膜、动脉瘤小夹等金属物件的患者，有可能出现心脏停搏的患者，患有心肌代偿失调、发热、排汗功能障碍患者，无知觉或过分镇静、思维紊乱无法与医生可靠交流患者，以及有幽闭恐怖症者均不宜进行 核磁共振检查是一种新的实践活动，为保障人类的健康，对它的危害性必须做长期的观察和研究,激光对机体的作用和防护,产生激光的装置称为激光器 类型 固体激光器（如红宝石激光器） 气体激光器（如二氧化碳、氦氖） 液体激光器（如有机染料溶液） 半导体激光器（如砷化镓）,激光对机体的作用和防护,用途 工业：微型机的焊接、硬金属的钻孔、切割、 划线及建筑业 军事：通讯、测距、追踪或制导导弹。 科学研究：微量元素分析、等离子研究、 热核程序控制、全息技术、 大气污染测定和地质测量 医疗：上用于眼病、皮肤病治疗及外科手术,激光对机体的作用和防护,激光对机体的作用 热效应 光化学效应 机械压力效应 电磁场效应,激光对机体的作用和防护,热效应（thermal effect） 引起蛋白质分子次级键断裂、变性 通过影响酶活性干扰体内代谢 引起皮肤温热感觉、热致红斑、热致水泡、热致凝固、热致沸腾、热致炭化、热致燃烧、热致汽化等。,激光对机体的作用和防护,光化学效应（photochemical effect） 引起酶、氨基酸、蛋白质、核酸等的活性改变： 杀菌作用 红斑效应 色素沉着 维生素D合成,激光对机体的作用和防护,机械压力效应（mechanical press effect） 激光手术刀利用汽化压强切开组织、进行打孔，利用热膨胀压强消除组织中的血块等,激光对机体的作用和防护,电磁场效应（electromagnetic field effect） 可引起或改变生物组织分子及原子的量子化运动，可使体内的原子、分子、分子集团等产生激励、振荡、热效应、电离，对生化反应有催化作用，生成自由基，破坏细胞，改变组织的电化学特性等。,激光对机体的作用和防护,激光对机体的危害及影响因素 对眼和视觉的伤害： 视网膜 、角膜、晶状体 影响眼和视觉损伤的因素： 波长、入射强度、入射角度、瞳孔大小、眼底色素含量,激光对机体的作用和防护,对皮肤的伤害 红斑反应、色素沉着、水疱，皮肤褪色、焦化、溃疡影响皮肤损伤的因素 照射量 、波长 、肤色,激光的防护措施,激光器的类别与危害的防护要求,激光对机体的作用和防护,个人安全防护 安全教育 工作环境要求 用激光防护镜,超声波对机体作用和防护措施,超声波对机体的作用 超声生物效应（ultrasound biological effects） 生物大分子分解、变性 释放自由基 酶活力的改变 DNA损害 大剂量超声处理动物的卵细胞和胚胎，可观察到胚胎发育不健全、先天畸形、流产甚至死亡,超声波对机体作用和防护措施,超声波的作用机制 热效应 能量被组织吸收，转变为热能 机械效应 机械振动能量在传播过程中形成机械运动 场，细胞及细胞内的物质功能及结构发生损害 空化效应 超声波在生物体内传播，使液体中的微小气核 （空化核）崩溃，产生高温、高压、自由基、 发光及冲击波等，导致生物体细胞发生细胞变 性、溶解、酶活力改变、代谢障碍,超声波对机体作用和防护措施,超声波对机体的健康效应 对胚胎、胎儿生长发育的影响 对染色体和DNA的影响,超声波对机体作用和防护措施,超声治疗对机体的影响 皮肤 轻微刺感和温热感，较大剂量产生灼痛 肌肉组织 中小剂量不会引起骨骼肌形态学改变，大剂量超声可使肌肉失去弹性、纤维变硬，镜下肌肉组织出现肿胀、空泡、横纹消失、核固缩等形态学变化,神经系统 在适当剂量内，神经兴奋性和传导速度表现为功能上的可逆性改变；超过一定剂量导致功能上与形态学上的不可逆改变其他 心血管、血液、眼,超声波的安全与防护,注意患者反应 控制治疗量特殊病人的治疗 操作防护 人们普遍认为超声是一种非侵入性的、安全无害的诊断技术。还没有意识到超声波作为一种物理能量，必然也存在着安全剂量的问题。,非电离辐射的安全策略,ICNIRP针对非电离辐射防护的基本要求正当性的使用非电离辐射，确保职业工作人员和公众的健康制订和实施适用于非电离辐射装置的设计和建造标准在无法降低非电离辐射发射时，需采用最优化的防护措施以满足健康防护的要求,小结,非电离辐射包括电磁辐射、核磁共振、激光和超声等作用于机体产生不同的生物效应:如热效应、非热效应、累积效应和远位效应、光化学效应、机械压力效应、电磁场效应，尚有一些非电离辐射效应不明确，产生健康效应：对皮肤、肌肉组织、神经系统、心血管系统、消化系统、血液系统、生殖系统以及眼睛等多器官的影响。虽然非电离辐射的危害性远远低于电离辐射的危害，但研究非电离辐射危害和防护严重缺失。非电离辐射安全策略是ALARA和正当性判断与重新判断。,思考题,什么叫电磁辐射？如何分类？电磁辐射作用机理是什么？电磁辐射对机体的损伤、防护原则与措施？什么叫健康效应？非电离辐射的健康效应都有哪些？激光使用不当可能会对机体产生哪些危害？激光的防护措施有哪些？超声诊断和超声治疗对机体会产生危害吗？医学应用应注意哪些问题？,
