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1、輻射對生物體的影響 與所造成的急性傷害 高雄醫學大學附設中和紀念醫院 急診部 郭美娟醫師,輻射傷害形成步驟,吸收輻射,游離/激活,化學性損害,酵素修復 或 傷害形成,主要低劑量效應,基因突變 誘發病症 胎兒效應,主要高劑量效應,殺害細胞 組織器官效應 全身效應,輻射對生物體的影響,高雄醫學大學 急診科 郭美娟醫師,輻射的生物效應(I),機率效應: 無低限劑量 發病潛伏期長 誘發疾病的可能性隨曝露量的增加而增加 誘發疾病的嚴重程度與曝露量的多寡無關 生物效應: 致癌、遺傳基因突變,非機率效應: 超過低限劑量才會發生 短時間內曝露於大的輻射劑量所致 誘發疾病的嚴重度隨暴曝露量的增加而增加 急性效應
2、: 急性輻射症候群 延遲效應: 白內障及不孕症等,輻射的生物效應(II),隨機與非隨機效應,頻率,嚴重性,劑量,劑量,頻率,嚴重性,隨機,非隨機,0%,50%,100%,劑量,劑量,(a) (b),曝露個案敏 感度變異,病變表現 的低限值,(c),生殖細胞突變 點突變 終結刪除 雙中結 轉位,輻射遺傳效應,異 常 體染色體顯性 X - 性聯隱性 染色體先天異常 癌症,對體細胞的輻射效應 癌細胞的起始 其他增強癌細胞 增長的因素,輻射誘發的症狀,引致疾病 上皮細胞癌 血 癌 肉 瘤,輻射對胎兒的效應,對胚胎/胎兒細胞 的輻射效應 突 變 細胞殺傷 致變移轉模式,引致疾病 癌 症 先天性異常 功能
3、變化,低劑量輻射生物效應的原則 (1),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,Keneth L. Mossman, Ph. D., M. Ed.:,低劑量輻射生物效應的原則 (2),相較於自發效應，輻射誘發效應是不明顯的 輻射誘發機率常不易評估，因同時或先後有接觸到其他化學，物理或生物因子 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,輻射劑量,平均背景輻射: 0.36 侖目(rem)/每年 胸部 X 光: 0.01-0.025侖
4、目(rem) 骨盆腔電腦斷層:1.5-2.5侖目(rem)/片 核醫掃描: 0.45侖目(rem) 職業安全劑量: 5侖目(rem)/每年 LD50: 400侖目(rem) 治療癌症: 6000侖目(rem)/6星期,曝露劑量對人體的影響,全身性劑量，12雷得(rad): 精虫數目減少 全身性劑量，20-50雷得(rad):骨髓抑制合併淋巴球數目減少,輻射激效 Radiation Hormesis,低劑量輻射在某些方面可能有助益或刺激的效果,曾被報告的輻射激效,增進動物的生長與發育 延長壽命 改善幼體存活率 改善傷口癒合 增強對感染的抵抗力 降低致癌機率,目前對輻射激效的認知,輻射激效值得作嚴
5、謹的科學評估 輻射激效超越低限值的觀念 流行病學研究很難以統計學來確認 有些研究顯示在輻射曝露後使癌症減少 多數的輻射激效研究顯示證據薄弱或無證據 低劑量輻射可能刺激修復或非酵素自由基清除(調適反應) 調適反應可能支持低限值的觀念 低劑量輻射有害 ? 有益 ? 沒有影響 ?,輻射意外事件所造成的急性傷害,高雄醫學大學 急診科 郭美娟醫師,輻射傷害,由於輻射曝露(體外曝露，由食入或呼吸道吸入等途徑)，造成器官及組織的損傷 輻射傷害的程度與下列二項有關 曝露劑量之大小 身體曝露範圍的大小,輻射傷害的作用機轉,直接作用: 游離作用自由電子直接作用於人體生物分子造成生物分子損害(1/3) 間接作用:
6、游離作用自由電子作用於人體生物分子外之其它分子(H2O)，產生自由基攻擊生物分子造成生物分子損害(2/3),輻射意外事件之急性傷害,輻射導致之傷害: 急性局部輻傷 急性輻射症候群 慢性輻射傷害 其它傷害,急性局部輻傷的特點,局部曝露所導致的損傷，常見於四肢 大部份為皮膚表現，類似熱傷害，但疼痛較晚發生(5000雷得以上除外) 傷口脆弱、不易癒合、植皮不易存活 注意有無污染及全身曝露,急性局部輻射傷害,300雷得(rad): 曝露後第十七日開始掉髮 600雷得(rad): 紅疹，與燙傷無法區別 曝露後幾分鐘到幾星期不等，與劑量有關 1000-1500雷得(rad): 乾性脫皮 2000-5000
7、雷得(rad) 濕性脫皮 曝露後2-3星期不等，與劑量有關 5000雷得(rad) : 壞死、深部潰瘍,第一星期: 無症狀，或可能有紅疹 第二星期: 紅疹、毛髮掉落、汗腺及皮脂腺功能逐漸喪失 第三星期: 皮膚發熱、水腫、局部疼痛 第四星期: 脫皮，色素沉澱，癢 第五星期: 由皮膚邊緣開始長出新皮,高劑量局部輻射傷害,幾星期至幾個月 漸進性、慢慢的萎縮 色素掉落，產生白斑 磨擦處或反複受傷處可能會有潰瘍,高劑量局部輻射傷害-早期遲延性反應,皮膚萎縮、喪失彈性 1-6年後或更久後產生 薄的皮膚可見血管擴張 毛髮掉落、指甲脆弱 難以控制的持續皮膚潰瘍 結痂造驗成變形及運動受限 產生惡性腫瘤,高劑量局
8、部輻射傷害-晚期遲延性反應,急性輻射症候群,輻射曝露後數小時至數週內，因輻射造成不同組織器官之傷害，所產生之臨床症狀 其特點為全身不同器官受短期高劑量輻射反應後所表現的一群症狀,急性輻射症候群,前期(prodrome phase) 曝露後幾分鐘到幾天產生(與劑量有關) 以自主神經系統症狀為主(嘔吐、腹瀉、低血壓、冒汗、無力、發燒) 自己會好 潛伏期(latent phase) 劑量愈高，潛伏期愈短 400雷得: 1-3星期；1500雷得: 幾小時,急性輻射症候群的分期(I),症狀表現期(manifested illness) 可依劑量不同而表現不同: 血液(100-800 rads)、呼吸(6
9、00 rads) 、胃腸(800-3000 rads)及心血管、中樞神經系統(3000 rads)等 復元期或死亡(recovery phase or death),急性輻射症候群的分期(II),輻射對各器官系統的急性傷害,生殖系統 造血系統 胃腸系統 神經血管系統,輻射對生殖系統的急性傷害,輻射對造血系統的急性傷害,150-200 rads即有症狀 主要以血球缺乏為主 症狀: 免疫功能不全 增加感染併發症 出血、貧血 傷口癒合不良,14,4 2,8 4,12 6,16 8,10,12,淋巴球,嗜中性球,血紅素 血小板,Days,0 10 20 30 40 50 60,100,200,300,
10、400,造血系統傷害,600-700 rads即有症狀 腸黏膜上皮細胞受損 腸壁潰瘍、壞死、穿孔 腹瀉、便血 脫水、電解質不平衡、營養不良 腸炎、細菌感染、腹膜炎、敗血症,輻射對胃腸系統的急性傷害,2000 -3000 rads即有症狀 大劑量(100,000 rads)可直接造成神經元傷害 症狀: 嘔吐、嗜睡、意識不清、步態不穩、抽搐 低血壓: 治療效果不佳 淋巴球數目接近零 24-72 小時內因休克死亡,輻射對神經心血管系統的急性傷害,急性輻射症候群的診斷,病史詢問及理學檢查 全血球計數及淋巴球計數 染色體分析,臨床表現與曝露劑量的關係,絕對淋巴球計數,0,1,2 天數,3,000,2,0
11、00,1,000,500,100,中度傷害,重度傷害,極重度傷害,致死傷害,絕對淋巴球計數,WBC count WBC classification Absolute lymphocyte count,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,觀察和記錄發生臨床症候之時間 每天做血球計數分析,噁心、嘔吐、腹瀉（幾分鐘） 合併 運動失調、神智不清、休克、昏迷（幾分鐘至幾小時）,分類 中樞神經、心臟血管 傷害,_,分類,分類,兩天內，噁心嘔吐合併血球計數不正常,_,分類 無症候,分類,三天內，白血球和淋巴球顯著計數不正常,_,分類 造血系統輕度傷害,分類,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,分類,四天內腹瀉
12、， 六至九天內， 血小板顯著不正常,_,分類 造血系統嚴重傷害,分類 胃腸系統傷害,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,治 療,Treatment,急性輻射症候群治療之效果,未積極治療 ：LD50/60僅需250 - 340 cGy 積極支持治療：LD50/60約為450 - 510 cGy 加骨髓移植 ：LD50/60約為900 -1,800 cGy 車諾堡事件 ：LD50/60約為 520 cGy,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: Interleukin, 1-11,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,謝謝大家,