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辐射技术在医学方面的应用及前景

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辐射技术的发现,X射线使人变得透明

1895年12月28日,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴宣布他刚刚发现了一种肉眼看不见的东西,将其命名为X射线,意思是未知的射线。有了这些射线,让人们可以看到物体的内部,比如袋子和行李箱里的东西。如果你把手放在它们前面,就会看到手指骨!

对公众来说,这些射线是娱乐的来源。对医生来说,它们提供了一种探索人体的革命性技术。直到1920年代后期,才开始管制X射线的使用和实施辐射防护措施,从而辐射防护逐渐发展成为了一门科学。1950年Robert Newell 世界上最早的放射性核素扫描仪诞生。1958年Hal Anger 发明γ闪烁照相机使核医学扫描由静态步入动态检查。



辐射技术在医学方面的应用


用X射线透视和拍片已是家喻户晓,公众对断层扫描成像也不会感到陌生,这表明辐射技术利用已进入了老百姓的日常生活。目前大城市中心医院已设立核医学科,已有2000多家医疗单位开展核医学工作。

核医学是采用核技术来诊断、治疗和研究疾病的新兴学科。20世纪70年代,由于SPECT和PECT断层成像技术的发展,发及放射药物的创新和开发,核医学显像技术取得突破性进展,它和CT、核磁共振、超声技术等相互补充、互相印证,极大地提高了对疾病的诊断水平和基础医学研究水平。核医学分为临床核医学和基础核医学。临床核医学又与医院其他科室相互渗透产生了心血管、神经、消化系统、内分泌、儿科、治疗核医学等。按照诊断的目的,选择相应的以发射γ射线同位素标记的示踪剂,给患者口服或注射进入体内后,利用γ照相机等探测器,就可以从体外显示标记试剂在体内分布的情况,了解组织器官的形态和功能。目前,用这种方法可显示肝、脑、心、肾、肺的大小、形态、位置、脏器是否正常、有无肿块等。它能从分子水平上在体外定量地、动态地观察人体内的生化代谢、生理功能和疾病的早期、细微、局部变化,提供了其他医学新技术所不能替代的既简便又准确的诊断方法。这种诊断方法具有灵敏、简便、安全、无损伤等优点,而且适用于几乎所有组织、器官或系统的功能检查。在这种先进的诊断技术中,放射性同位素药物发挥了巨大作用,同时为研发治疗不同疾病的新药提供了有力武器。目前用于放射性药物的同位素有13种,用于诊断和治疗的放射性药物有100多种,用于诊断的药物仍占主要地位。目前围绕放射药物的发展,一个以生产放射性药物、医用加速器和显像设备为中心的新的高技术产业正在形成,必将为造福社会做出重大贡献。


我国核医学市场前景巨大


同欧美国家相比,我国核医学市场起步较晚,近年处千快速发展阶段,市场渗透率还很低,国内强大的医疗需求有望不断催生行业发展。同时国内近年政策利好不断,配置证的下放和规划不断增加对PET/CT的配置,利好行业发展。中国核医学市场渗透率明显低于美国市场,预计未来随着国内核医学科的发展以及核医学设备配置证的放开,国内市场的渗透率有望不断提高,缩小同美国的差距。

2021年5月国家原子能机构等8部委联合发布我国首个针对核技术在医疗卫生应用领域的纲领性文件《医用同位素中长期发展规划(2021-2035)》,到2025年,达到三级综合医院核医学科全覆盖,2035年前,在全国范围内实现核医学科“一县一科”。同时随着“健康中国2030”战略的推进,精准医学全面普及将引领一个医学新时代,放射诊疗、核医学、核药学等核技术在医学中的应用将迎来大发展。

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问:什么是核技术应用?主要用于哪些方面?

答:核技术应用是指民用非动力核技术的应用,又称为“同位素与辐射技术”,通称为核技术应用。核技术应用是通过放射性同位素发出的γ射线、加速器产生的电子束或X射线等电离辐射与物质相互作用,所产生的物理效应、化学效应和生物效应,用于材料改性、消毒灭菌、无损检测、医学诊断治疗、诱变育种、环境保护、公共安全等领域,是国家战略性新兴产业。如果把核电称为“重工业”的话,核技术应用则是“轻工业”。

核技术应用在提高人民生活水平、促进社会经济发展过程中发挥了不可替代的重要作用。国际原子能机构(IAEA)曾指出,同位素与辐射技术正在为全世界的社会经济发展作出宝贵贡献,就应用的广度而言,只有现代电子学和信息技术才能与同位素及辐射技术相提并论。

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问:核技术应用在我们生活中的哪些方面呢?

答:在很多人眼里,核技术神秘莫测,似乎在我们的日常生活中没有见到过核技术。实际上,核技术早已融入我们的生活。

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据统计,核技术与国民经济制造业领域43个细分行业中的近三分之一的行业有关,广泛应用在工业、医学、农业、环保、公共安全等领域。其中,工业方面的应用占比最高,达到了55%;其次就是医疗卫生方面的应用,占比约18%;农业应用领域,占比约为17%;公共安全方面占比5%左右。

除此之外,核技术还可以用于油田测井、雾霾溯源、考古、法证学、航天等领域,已成为推进新技术、新材料、新工艺、新方法不断取得创新发展的动力之一。


核医学辐射安全防护与安全要求

核医学辐射安全防护与安全要求

核医学辐射安全防护与安全要求.pdf


为什么说人体也是一个小小的放射源?

人类生活在错综复杂的生物圈中,通过饮食、饮水等途径,我们每天都在摄入一定数量的放射性物质,但同时,由于代谢平衡的作用,我们每天也会排出一定量的放射性物质,使得我们的身体内各种放射性核素的量保持着相对稳定的状态。

这里介绍一下几种主要放射性核素在体内的含量:

钾-40:钾作为人的生命的必要元素,在人体内受到代谢平衡的严格控制。钾的含量与人的年龄和性别有较密切的关系,每千克体重中钾的含量在青少年中最高,而中年以上妇女最低。成年男性体内钾-40的比活度平均约为60贝可每千克。假设某男性体重为70千克,则体内钾-40是4200贝可,也就是说人体内每秒钟有4200个钾-40原子核发生衰变,同时放出射线。

碳-14:碳是构成机体最重要的元素之一,碳元素家族有三个同位素,丰度最大的碳-12是稳定核素,而碳-14则是一种天然放射性核素。成人体内碳-14含量约为227贝可每千克体重,如果一个人体重为60千克,则体内碳-14含量约为13,600贝可,也就是说每秒钟体内有1万3千多个碳-14原子核在衰变。

除了上述两种主要核素之外,我们体内还有铀系、钍系等其他一些放射性核素存在。所以,在某种程度上,我们人体也是一个小小的放射源。

 




辐射对人体有哪些危害?

核辐射对人体的危害很大,可引起急性、慢性放射病、增加癌症风险。

急性放射病:在一次或短时间内受到大剂量电离辐射可能会造成急性放射病,一般病情严重程度与辐射剂量有关,造成骨髓造血组织损伤,白细胞减少等,严重者有可能导致死亡。

慢性放射病:在较长时间内连续或间断受到较高辐射,累积到一定剂量后可能导致慢性放射病。特点是起病慢,病程长,症状多。症状的消长和接触射线时长及剂量有关。

增加癌症风险:长期接触电离辐射及放射性核素可增加肿瘤风险。放射工作者发生白血病和皮肤癌的概率增高,接触放射性物质的矿工易患肺癌,原子弹爆炸和核辐射造成白血病的发病率增高。

针对核辐射最重要的是采取防护措施,如避免污染区域、穿戴防护服等。如有疑问或情况紧急,请尽快就医。


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