中国公共卫生  2008, Vol. 24 Issue (4): 385-387   PDF    
当前放射卫生领域重点研究方向
郑钧正, 卓维海     
复旦大学放射医学研究所 上海 200032

人类一直生活在充满电离辐射的环境中。除了宇宙射线和地壳陆地辐射等天然电离辐射照射(俗称天然本底照射)外,随着社会发展和科技进步,近100多年来又来在医疗、能源、工业、地质、考古、军事等各行各业不断开发利用电离辐射技术,不断增加了各种人工电离辐射照射来源。而电离辐射既能利用其独到特性为民造福,又会因防范不当酿成放射性事故伤及有关人员或污染环境,以及增加群体中辐射诱发癌症等随机性效应的机率,甚至致使受较大剂量照射人员产生确定性效应。因此,作为公共卫生重要组成部分的放射卫生防护越来越凸显其重要性。纵观当前放射卫生防护领域的国内、外研究进展,现提出此领域三大方面7个重点研究方向加以评述。

1 氡的健康危害评价与控制研究

全世界公众所受的各种天然电离辐射照射来源中,生态环境中的氡是最大的源项,故必须关注氡照射问题。

1.1 氡对人体健康影响评价是我国当前公共卫生领域的重要课题

镭钍射气(222Rn/220Rn)及其子体所致公众的辐射剂量在所有天然电离辐射照射份额中约占50%[1]。许多国家的研究表明,建筑物节能要求(则导致室内换气率减少),以及掺渣建材和采用发泡技术制成建材的大量使用,己成为引起室内氡浓度水平增加的主要因素[1-3];而诸多伴生矿的不断开采利用和燃煤又导致了室外氡浓度水平逐年增加[1]。此外,地下空间的开发利用也增加了人们接受氡照射的机会。然而氡所致肺癌属电离辐射的随机性效应,其发生机率与长期吸入氡及其子体的累积剂量呈正相关。氡及其子体的照射是非吸烟者诱发肺癌的首位环境病因,是吸烟者诱发肺癌的第2位环境因素。世界卫生组织(WHO)早在20世纪80年代就将氡列为19种主要环境致癌物质之一。2005年又把居住环境中氡及其子体所致肺癌列入全球负担疾病(Global Burden of Diseaes)名单。我国目前有近亿农村人口居住在高浓度222Rn/220Rn环境中[4]。我国26个城市近几年的调查结果表明,室内氡浓度水平呈上升趋势[5];我国还有数百万的矿工长期工作于高氡浓度水平的地下工作场所[6]。因此,深入研究和评价氡对人体的健康影响,并寻求相应的防控措施等,己成为我国重要的公共卫生问题。

正确评价吸入222Rn/220Rn及其子体所致的照射剂量是评估氡危害的关键。鉴于测量技术的限制和天然辐射本底水平差异,目前还很难通过对一般公众成员的直接监测来评价长期吸入222Rn/220Rn及其子体所致剂量,通常只能通过进行间接的环境检测来推导估算人体长期受照的累积剂量。但即使采用间接估算方法,迄今也难以长期进行比较理想的氡子体浓度水平及其气溶胶粒径情况的同时测量[7]。因此,必须进一步深入开展吸入氡及其子体所致剂量的评价方法学研究,并探索开发适合于大范围环境调查的实用测量装置。例如,研究成本低又易于操作使用的被动式222Rn/220Rn及其子体浓度的探测器,调查研究我国具有典型意义的生活与工作环境中关于放射性气溶胶粒径分布、未结合态氡子体份额、222Rn/220Rn子体在呼吸道中沉积份额等重要剂量学参数,并且研究开发可追溯222Rn/220Rn及其子体暴露的测量和评价技术。这些无疑是当前必须充分重视并认真加以攻克的课题。

1.2 必须加强切合我国实际的氡危害控制措施研究

长期暴露于高氡浓度环境可引起肺癌,因此,必须加强对氡危害的控制措施研究。除了要进一步开展222Rn/220Rn及其子体致生物学效应的基础研究和流行病学调查研究以外,还应进一步深入研究制定我国统一的且合理可行的相应导出控制水平或者干预行动水平,以有效指导相关活动。目前,我国虽有多项涉及控制氡的防护标准(如GB/T16146-1995,GB50325-2001,GBZ116-2002,等),但存在不统一以及不尽合理等不足。为获得有科学依据的实用降氡措施,必须结合我国实际,开展室内氡的来源及其影响因素,以及降氡的利益与代价分析比较研究。我国高层建筑林立的大都市,相对于土壤氡对室内氡水平的影响而言,建材对室内氡的份额可能更大。故更重要的是研究各种建材中放射性含量和氡的析出率,土壤和大气氡及室内换气率等对室内氡浓度水平的影响,探索从放射防护最优化角度提出各种情景下相应降氡措施以控制源头;并且培养与建设科学防氡的技术队伍(包括卫生、环境和建筑设计等专业人员); 同时应当加强科普宣传教育,引导广大公众正确对待和积极配合对氡危害的控制。

2 受检者与患者所受医疗照射的控制研究

全世界公众所受的各种人工电离辐射照射来源中,受检者与患者所受的医疗照射是最大的,并且又是不断增加的照射来源[1]。现代医疗卫生保健事业的不断迅速发展是必然趋势,因而X射线诊断学(放射学)、介入放射学、核医学、放射肿瘤学(放射治疗学)等放射诊疗技术日益广泛普及,这些放射诊疗技术所致患者(包括不一定有病的受检者)的医疗照射一直持续增加[8]。尤其随数字化医学影像技术的发展,合理控制医疗照射剂量越来越强烈地凸显其重要性和迫切性[9]

2.1 大力加强各种医疗照射的剂量监测与剂量评价研究

解决越来越突出的医疗照射剂量评价问题的基础,就是要准确地确定各种医疗照射所致受检者剂量的表征量,并探索出相应的科学且实用的测量、估算与评价方法。这些问题又密切关系到各种医疗照射的质量控制和质量保证。显然,各种X射线诊断所致受检者各组织或器官的吸收剂量D,以及其加权估算的受检者全身有效剂量E,始终是完整地表述受检者所受医疗照射和用于评价相应电离辐射风险的量。各组织器官的吸收剂量D虽然可以深入开展人体模型模拟实验研究解决,但这种直接测量方法在通常情况下是不现实的,其实际应用很不方便[10]。因此,针对普通X射线诊断(摄影和透视)、数字X射线摄影(CR、DR)、乳腺X射线摄影和X射线计算机断(体)层扫描(X-CT)等各自的不同特点,必须选择确定既能科学表达又便于实际检测的各类受检者剂量的实用量及其测量方法。除了通常采用的入射体表剂量(ESD)和入射体表剂量率(ESDR)外[11];各种X-CT的CT剂量指数(如CTDI100、CTDIW、CTDIvol)的正确应用、测量与推算十分重要[12]。同时很有必要探索各种类型X射线诊断中,利用现代放射诊断设备在线可以方便监测到的参数,建立数学模型去间接推算与评价所致受检者剂量的新方法,乃至研究开发出计算机软件推广应用[13, 14],这是当前很有意义的研究方向。关于放射肿瘤学,远距离与近距离放射治疗所致患者吸收剂量的准确表达、计算与测量、验证与实施等,无疑是落实施行三维调强适形放射治疗,以及图像导引四维放疗新技术的关键。肿瘤放疗的临床剂量学工作非常重要,并且任务比较艰巨。近来时兴的治疗前列腺癌等采用各种小籽粒源植入技术的辐射剂量学问题日益突出,其植入体内剂量分布的准确估算表达是提高疗效和确保安全施行治疗的瓶颈,颇受国内外关注[15]。而核医学诊断与治疗中的内照射剂量学问题,一直是我国亟待加强的薄弱环节和重点。尤其是形象地称之为“生物导弹”的放射性核素靶向治疗,取得成功的因素离不开核医学患者的内照射剂量学研究成果[16]

2.2 不断完善与推广应用放射诊断的医疗照射指导水平

联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)报告书统计,1991~1996年全世界平均的年X射线诊断己增至24.3亿人次[1]。我国“九五”期间全国医疗照射水平调查研究表明,1998年我国大陆31省份仅接受X射线诊断检查的人次数为2.45亿;同20世纪80年代中期相比增加了53.1%[17]。影响面如此之广的X射线诊断占据着对公众最大份额的人工电离辐射照射来源,必须大力合理降低其所致受检者个体与公众群体的医疗照射剂量。主要基于医疗目的的医疗照射不能适用剂量限值;而建立恰当的诊断性医疗照射的指导水平,用于约束X射线诊断和核医学检查所致受检者剂量,旨在便于及时发现那些过分偏离放射防护最优化的情况,藉以有效指导采取相应优化措施来改变不当状态,力求在获取满意诊断信息的同时,尽可能合理减少X射线诊断和核医学检查所致受检查剂量。这一新举措在我国己经取得了进展[18],并首次出现在我国第四代放射防护新基本标准GB 18871-2002《电离辐射防护与辐源安全基本标准》中。但医疗照射指导水平不应该一成不变[18]。随着各种医用辐射设备与配件以及技术方法的不断进步,必须不断扩大建立诊断性医疗照射指导水平的项目,并及时修订己有的指导水平,以使医疗照射防护最优化水平得以不断提高。尤其应鼓励各省地市县结合实际,大力加强各种放射诊断受检者剂量监测,建立适合本地区的有关医疗照射指导水平,力求不断合理降低平均每次检查所致受检者剂量[19]。不断完善并积极推广应用体现新进展的X射线诊断和核医学检查的医疗照射指导水平,是面广量多的医疗照射防护的重点研究方向。

2.3 深入开展数字化放射学和介入放射学的放射防护与安全研究

迅速发展的多排螺旋CT和数字化放射学技术为疾病诊断开创了崭新局面,然而其所致受检者剂量的增加必须引起高度重视。我国X-CT拥有量己迅增至逾5千台,居世界第3位[12]。深入开展X-CT、CR、DR等数字化放射学的放射防护研究是十分重要的医用辐射防护课题。这些又直接关系到数字化放射学技术的质量保证及其更好发展。另一方面,借助于医学影像实时导引而施行介入诊治的介入放射学,以其准确、高效、微创、快速等独特优势渗透到临床医学各个分支。而通常较多是借于数字减影血管造影(DSA)等X射线成像方法导引施行,则介入放射学中的患者和相关医务人员,不可避免地要受到比其他放射学检查高得多的X射线照射。国内、外均出现过致使患者体表高达数Gy的吸收剂量,甚至引起皮肤放射损伤案例[20]。这是施行介入放射学实践面临不容忽视的特殊问题,介入放射学的放射防护与安全研究己经成为国内、外放射防护领域的新重点和热点[19]

3 核与放射事故和突发放射性事件的应急预案研究

除上述两方面围绕天然与人工电离辐射各自最大源项开展前沿研究外,适应积极发展核电等新需求,必须积极兼容放射应急工作。

3.1 良好的应急响应必须依赖强有力的技术支撑

在核科学与电离辐射技术越来越广泛应用到国民经济各行各业的同时,相关工作人员以及公众接触电离辐射的机会显著增加,因此,意外放射事故的防范格外重要。尤其核与放射事故具有专业性很强、公众敏感和社会心理影响大等特殊性,当前又与国际核反恐斗争紧密关联,所以加强核与放射事故、突发放射事件的应急准备更凸显其现实意义。一旦发生核与放射故事或突发放射事件,及时、准确与恰当的应急响应是尽快控制意外局势,尽力减少危机后果的关键[21]。这些固然必须依靠系列放射防护法规与标准的认真贯彻实施和有力监管,同时又实实在在地取决于平常积累的放射防护与安全的科技水平。良好的应急响应必须依赖于强有力的技术支撑,务必积极兼容,做好平时的应急准备与安排。因此,针对天然与人工两大类电离辐射的各种实用与快速的监测技术研究,人员内、外照射的物理和生物剂量检测与估算方法研究,各种放射性污染的有效清除处理技术研究,放射损伤的医疗救治研究等都必须扎扎实实地日积月累。

3.2 加强电离辐射风险评估和应急预案研究

从发展各种核科学与电离辐射技术及其广泛应用出发,并考虑到应对核与放射事故、或放射性袭击突发事件需要,必须加强电离辐射风险评估和应急预案研究。在全面进行电离辐射风险源调查研究基础上,紧密结合实际的风险源识别、风险等级分析和风险控制措施研究,是制定应急预案的依据,是做好应急准备与安排的基础[22]。电离辐射技术的广泛应用自身就存在着电离辐射的固有风险。我国参照国际原子能机构(IAEA)的有关规定,按照对人体健康和环境的潜在危害程度,把放射源分5类管理,射线装置则按危险性分为3类。抓住源头分级监管就包含了辐射风险评估与应急安排,其内涵十分丰富。当紧密结合到本地区的特定重要社会活动(例如大型运动会、博览会等等),就电离辐射监管而言,往往又在电离辐射的固有风险之上叠加了带有更突出社会影响的相关风险。于是相应的电离辐射风险评估与应急预案更为复杂和重要。在当前国际反恐斗争形势下,若进一步考虑到可能发生恶意投放放射性物质等,例如使用放射性散布装置(RDD,包括“脏弹”)等涉及放射性恐怖袭击事件[23],电离辐射风险评估与危机管理以及应急预案必须在更高层次上制定才能落实。显然,这些都为放射卫生防护专业人员提供了充分发挥作用和加强相关队伍与设备建设的大好机遇,当然也必须看到这更是放射卫生工作当前面临的严峻挑战。期盼抓住机遇,促进工作。

参考文献
[1] UNSCEAR. Sources and effects of ionizing radiation,Vol.I:Sources[M].New York: UN, 2000: 293-495.
[2] Sugino M, Tokonami S, Zhuo W. Radon and thoron concentrations in offices and dwellings of the Gunma prefecture.Japan[J]. J Radioanal Nucl Chen, 2005, 266(2) : 205–209. DOI:10.1007/s10967-005-0893-4
[3] Zhou W, Iida T, Yang X. Environmental radon and thoron progeny concentrations in Fujian province of China[J]. Radiat Prot Dosim, 2000, 87(2) : 137–141. DOI:10.1093/oxfordjournals.rpd.a032986
[4] Tokonami S, Sun Q, Akiba S, et al. Radon and thoron exposures for cave residents in Shanxi and Shaanxi provinces[J]. Radiat Res, 2004, 162 : 390–396. DOI:10.1667/RR3237
[5] 尚兵.我国室内氡浓度水平及分布[M]//徐东群.居住环境空气污染与健康.北京: 化学工业出版社, 2005: 210-223.
[6] 陈凌, 潘自强, 刘森林, 等. 中国地下煤矿222Rn/220Rn水平的初步调查研究[J]. 辐射防护, 2006, 26(4) : 193–201.
[7] Zhou W,Tokonami S,Yonehara H,et al.Integrating measurements of radon and thoron and their deposition fractions in the respiratory tract[M]//McLcaughliin J P,Simopoulos S E and Steinhausler F.The Natural Radiation Enivironment VII.ISBN:0-08-044137-8,The Netherlands:ELSEVIER,2005:352-360.
[8] 郑钧正, 贺青华, 李述唐, 等. “九五”期间全国医疗照射水平调查研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2000, 20(增刊) : s2–s7.
[9] IC RP. Managing patient dose in digital radiology,ICRP Publication 93[M].Oxford: Pergamon press, 2004: 2-23.
[10] IC RP. Manging patient dose in computed tomogrphy,ICRP Publication 87[M].Oxford: Pergamon Press, 2001: 1-30.
[11] 朱志贤, 郑钧正, 唐文祥, 等. 射线诊断所致受检者剂量的表征与监测方法[J]. 中国辐射卫生, 2003, 12(3) : 129–133.
[12] 郑钧正. X射线CT的辐射剂量表达述评[J]. 世界医疗器械, 2007, 13(11) : 53–56.
[13] George J, Eatough JP, Mountford PJ, et al. Patient dose optimization in plain radiogrphy based on standard exposure factors[J]. Br J Radiol, 2004, 77(922) : 858–863. DOI:10.1259/bjr/21484847
[14] Warren-Forward H, Arthur L, Hobson L, et al. An assessment of expousure indices in computed radiography for the posterior-anteior chest and the lateral lumbar spine[J]. Br J Radiol, 2007, 80(949) : 26–31. DOI:10.1259/bjr/59538862
[15] IC RP. Radiat ion aspect s of brachytherapy for prost at e cancer, ICRP Publication 98[M].Ox ford: Pergamon Press, 2006: 12-44.
[16] 郑钧正. 核医学中的放射防护[J]. 世界医疗器械, 2006, 12(5) : 69–74.
[17] 郑钧正, 岳保荣, 李述唐, 等. 我国"九五"期间X 射线诊断的医疗照射频率水平[J]. 中会放射医学与防护杂志, 2000, 20(增刊) : s14–s18.
[18] 郑钧正. 放射诊断的医疗照射指导水平[J]. 中国辐射卫生, 2006, 15(1) : 128–131.
[19] 郑钧正. 加强医学照射防护的重点工作[J]. 中国华放射医学与防护杂志, 2005, 25(2) : 105–106.
[20] IC RP. Avoidance of radiat ion injuries f rom medical intervent ional procedures, ICRP publ icat ion 85[M].Oxford: Pergamon Press, 2000: 1-60.
[21] IC RP. Prot ect ing people against radiat ion exposure in the event of a radiological at t ack, ICRP Publication 96[M].Oxf ord: Pergamon press, 2004: 52-86.
[22] IA EA. Arrangement s for preparedness for a nucler of radiological emergency[M].Vienna: IAEA, 2007: 1-66.
[23] Harper F T, Musolino S V, Went s W B. Realist ic radiological dis[persal device hazard boundaries and ramifications for early consequence management decisions[J]. Health Phys, 2007, 93(1) : 1–16. DOI:10.1097/01.HP.0000264935.29396.6f