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生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,放射物理與防護(hù)學(xué),1,第十六章 醫(yī)用非電離輻射的防護(hù),第一節(jié) 電磁輻射對機(jī)體的作用與防護(hù) 第二節(jié) 核磁共振對機(jī)體的作用 第三節(jié) 激光對機(jī)體的作用于防護(hù) 第四節(jié) 超聲波對機(jī)體作用和防護(hù)措施 第五節(jié) 非電離輻射的安全策略,2,第十六章 醫(yī)用非電離輻射的防護(hù),第一節(jié) 電磁輻射對機(jī)體的作用與防護(hù),近20年來，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及射頻輻射(radio frequency radiation，RFR)等電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，從迅猛發(fā)展的移動通訊、顯示器、射頻輻射爐、電視、音響，到廣泛應(yīng)用的高功率射頻輻射雷達(dá)、高壓電線周(基站)、電視塔周、射頻輻射站等都與公眾的生活密切相關(guān)，使得職業(yè)人員和公眾受到了各種頻段電磁波照射劑量日益增加。,高強(qiáng)度的射頻、微波會引起機(jī)體的傷害，這已是不爭的事實(shí)，但低劑量長期的電磁輻射是否會帶來機(jī)體的負(fù)面影響越來越引起人們的關(guān)注。,3,一、電磁輻射的分類,電磁輻射(electromagnetic radiation)是能量以電磁波形式在空間傳播的物理現(xiàn)象。 當(dāng)輻射粒子的量子能量大到可以使分子鏈斷裂或使原子電離的電磁振蕩稱為電離輻射，如宇宙射線、X射線、γ射線等；反之稱為非電離輻射。,我國環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9175-1988）將電磁輻射分為長波、中波、短波、超短波微波和混合波,4,電磁輻射波譜的分類,5,通常電磁波的頻譜可粗略劃分為四個(gè)頻段： 工頻（50Hz/60Hz） 射頻（0.1-30MHz） 高頻（30-300MHz） 微波（300MHz-300GHz ）,WHO將電磁輻射粗略地分為四種類型： 靜頻(0Hz) 極低頻(0-300Hz) 中頻(300Hz-1MHz) 射頻(10MHz-300GHz),6,,,7,射頻輻射是醫(yī)學(xué)上常用的術(shù)語，使用非常廣泛,涉及許多不同的領(lǐng)域，目前尚沒有形成統(tǒng)一的定義。廣義的射頻輻射應(yīng)包括各種頻率的電磁輻射。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的射頻輻射主要是指頻率范圍在100kHz到300GHz的電磁波。,根據(jù)電磁輻射波形的特點(diǎn)，把電磁輻射分為兩大類：,通過脈沖調(diào)至所產(chǎn)生的超短波稱為脈沖波,連續(xù)震蕩所產(chǎn)生的超短波稱為連續(xù)波,8,脈沖波有極窄的脈寬（毫微秒），并具有極高幅度的長周期電磁脈沖串，因其物理特性不同，產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同。,二、電磁輻射的來源與傳播途徑,電磁輻射根據(jù)來源的不同可分為：天然輻射源和人工輻射源,天然電磁輻射源包括來自于地球的熱輻射、太陽熱輻射、宇宙電磁場源和雷電等。,(一)天然輻射源,(二)人工輻射源,9,包括來自于：雷達(dá)系統(tǒng)、電視和廣播基站、射頻感應(yīng)及介質(zhì)加熱設(shè)備、射頻醫(yī)療設(shè)備、各種電加工設(shè)備、通信發(fā)射基站、衛(wèi)星地球通信站、大型電力發(fā)電站、輸變電設(shè)備、高壓及超高壓輸電線網(wǎng)、地鐵列車、電氣火車以及大多數(shù)家用電器等都是不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射源，而人工輻射源是目前生物學(xué)研究的重點(diǎn)。,電磁輻射以電磁波的形式通過空間輻射和線路傳導(dǎo)兩種途徑傳播，使電磁波能量傳播到被照射的物體或者體組織。,（三）傳播途徑,10,三、電磁輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,自20世紀(jì)電磁輻射被正式引進(jìn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以來，射頻輻射和激光輻射在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用十分廣泛，射頻輻射在生物醫(yī)學(xué)中用于電穿孔、電融合等，尤其在臨床治療中越來越受到重視。 與激光治療相比，射頻輻射有如下優(yōu)點(diǎn)： ① 在透明物質(zhì)中透過量大于激光； ② 現(xiàn)極插入組織是，遇組織粘連仍能輻射； ③ 凝結(jié)組織量大于激光，且不容易穿破血管； ④ 摧毀組織直到碳化無煙霧產(chǎn)生； ⑤ 止血效果優(yōu)于激光； ⑥ 插入組織的光纖難度小、成本低、安全性大。,11,(一)射頻消融技術(shù),射頻消融技術(shù)是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，在心臟疾病和腫瘤治療中發(fā)揮著重要作用。 射頻消融技術(shù)是通過特定波段（中波、短波、超短波）的射頻輻射使細(xì)胞內(nèi)溫度升高而達(dá)到破壞細(xì)胞（如破壞心臟異位起搏細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞）的目的。,應(yīng)用射頻消融治療腫瘤，當(dāng)溫度達(dá)到46℃時(shí)8min內(nèi)可殺死腫瘤細(xì)胞;若51℃2min就可以殺死腫瘤細(xì)胞;而達(dá)到60℃可使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性而死亡。,12,在心臟治療方面，導(dǎo)管射頻消融技術(shù)將電極經(jīng)血管穿刺針?biāo)腿胄呐K，用電生理標(biāo)測技術(shù)找到心臟內(nèi)異常電傳導(dǎo)通道或異位起搏點(diǎn)，將100kHz~1.5MHz的射頻輻射電流導(dǎo)入局部心肌，是局部組織產(chǎn)生凝固性壞死，達(dá)到阻斷異常傳導(dǎo)通道或消滅異位起搏點(diǎn)的目的從而根治心動過速，由于射頻輻射損傷范圍僅為1~3mm，已成為微創(chuàng)傷外科研究的重點(diǎn)。,（二）微波的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,生命機(jī)體內(nèi)具有類似于毫米波振蕩頻率的固有震蕩頻率，并起著協(xié)調(diào)生理功能的作用，如強(qiáng)極化的細(xì)胞膜和其他大分子振動的固有頻率在1010 ~1012 Hz。,13,毫米波的振蕩頻率恰在此范圍，故可利用低強(qiáng)度毫米波的外同步電磁場作用來調(diào)整人體的某些功能，這一特性被解釋為分子聚合物對毫米波的諧振吸收，當(dāng)生物系統(tǒng)諧振吸收電磁能量后產(chǎn)生不屬于溫度變化的生物學(xué)效應(yīng)。,由于毫米波具有生物學(xué)效應(yīng)的功率密度閾值范圍適宜(50μW/cm2 ~10mW/cm2)、時(shí)間累積性效應(yīng)、局部組織或器官遠(yuǎn)位效應(yīng)、皮膚存在敏感區(qū)和產(chǎn)生低強(qiáng)度電磁輻射信息調(diào)節(jié)機(jī)體的諸多功能等，在治療心腦血管系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病、腫瘤的輔助治療及骨、關(guān)節(jié)、軟組織等創(chuàng)傷的治療等方面得到了廣泛的應(yīng)用。,14,而分米波療法是有效的高頻電療方法之一.分米波療法溫?zé)岱植驾^均勻,其深部溫?zé)嵝?yīng)能增強(qiáng)深部組織和器官的血液循環(huán),還具有脫敏作用和免疫抑制效應(yīng).目前常用的分米波是915MHz與2450MHz分米波,被廣泛應(yīng)用于臨床治療和殺滅細(xì)菌等。,四、電磁輻射的生物學(xué)作用機(jī)制,不同頻段的電磁輻射作用于生物體后，一部分能量被生物體吸收，另外部分能量被反射或穿過物體。,被吸收的能量將產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，按發(fā)生的部位不同可分為：,15,目前醫(yī)學(xué)上還按照發(fā)生的機(jī)制不同，把電磁輻射的生物學(xué)效應(yīng)分為：,(一)熱效應(yīng),熱效應(yīng)(thermal effects)是指進(jìn)入生物系統(tǒng)的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能所引起的生物效應(yīng)，是由分子熱運(yùn)動產(chǎn)生的效應(yīng)，表現(xiàn)為生物機(jī)體的溫度會逐漸上升。,16,(二)非熱效應(yīng)(諧振),熱效應(yīng)的特點(diǎn):發(fā)生在熱平衡態(tài)附近，在很寬的場強(qiáng)范圍內(nèi)顯示線性響應(yīng)特征。 熱效應(yīng)的能源是外部電磁場在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能，被組織吸收的熱能及穿透深度與各層介電常數(shù)、電導(dǎo)率、厚度以及射頻輻射頻率有關(guān)。,非熱效應(yīng)(non-thermal effects)是指生物體受到低功率射頻輻射照射時(shí)，在不引起生物體溫度明顯升高的情況下所出現(xiàn)的生理或疾病性反應(yīng)。,17,當(dāng)電磁輻射的振動頻率與人體組織細(xì)胞震蕩固有振動頻率相接近時(shí)將會產(chǎn)生諧振,通過諧振作用將功率能量導(dǎo)入人體體內(nèi),利用能量諧振的非熱效應(yīng)促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝或產(chǎn)生病理性反應(yīng)。,由于生物靶的結(jié)構(gòu)和功能各異，因而作用方式也會不同，非熱形式的能量也不止一種，所以不能用一種統(tǒng)一的模式來理解非熱效應(yīng)的全部內(nèi)容。,非熱效應(yīng)的作用機(jī)制可能與相干點(diǎn)震蕩理論、場力效應(yīng)理論、離子回旋共振理論、電磁干擾假說、半導(dǎo)體效應(yīng)、壓電效應(yīng)和超導(dǎo)效應(yīng)有關(guān)。,18,(三)累積效應(yīng),累積效應(yīng)(accumulation effect)是指某種些電磁輻射需要照射多次，每次間隔一定時(shí)間，才能表現(xiàn)出的效應(yīng)。一般一次低功率照射后會受到某些不明顯的傷害，經(jīng)過4 ~7d之后可以恢復(fù)，若在恢復(fù)之前受到第二次照射，損害就將積累。,必須指出的是，微波輻射所致的眼晶狀體白內(nèi)障與性功能減退等累積效應(yīng)多為動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一般來說，機(jī)體的不良影響是可以恢復(fù)的。,19,(四)局部照射的遠(yuǎn)位效應(yīng),遠(yuǎn)位效應(yīng)(distant bioeffects)是指一些電磁輻射照射能夠影響到遠(yuǎn)離受照器官的其他組織或器官，這些非照射器官產(chǎn)生的生物效應(yīng)稱為遠(yuǎn)位效應(yīng)，如照射小鼠背部皮膚可以觀察到肝、骨髓及睪丸等部位的形態(tài)學(xué)改變等。,五、電磁輻射對機(jī)體的損傷,雖然射頻輻射在一些疾病的治療上取得了很多的進(jìn)展，然而健康人體組織受到一定量的射頻輻射后也會帶來負(fù)面的損傷效應(yīng)。,20,通常認(rèn)為,射頻輻射產(chǎn)生宏觀致熱效應(yīng)的功率密度＞10mW/cm2,而1~10mW/cm2產(chǎn)生的是非致熱效應(yīng); 在輻射防護(hù)領(lǐng)域一般把功率密度大于10mW/cm2的照射稱為高強(qiáng)度射頻輻射，5~10mW/cm2稱為低強(qiáng)度射頻輻射。,當(dāng)機(jī)體處在一定場強(qiáng)的電磁環(huán)境中時(shí)，就會吸收電磁能量。吸收電磁能量的多少除與機(jī)體形狀大小有關(guān)外，還與射頻輻射的頻率有關(guān)，頻率越高（即波長愈短），則透入人體的深度越大。不同頻段的射頻輻射作用不同。,大于3GHz頻段的射頻輻射,其穿透深度大于熱穿透深度，主要引起皮膚表面加熱，如毫米波的電磁能量幾乎只在皮膚表層轉(zhuǎn)化為熱能。,21,高強(qiáng)度的射頻輻射可造成包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等健康危害，為此各國都有明確的衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來限制射頻輻射所帶來的負(fù)面效應(yīng)。,電磁輻射對生物機(jī)體健康的影響稱為健康效應(yīng)(health effects)。健康效應(yīng)包括了電磁輻射對機(jī)體生理和心理兩個(gè)方面的影響，它既有有利于身體健康的一面，也有不利于健康的負(fù)面作用。,(一)高強(qiáng)度射頻輻射的健康效應(yīng),22,長期在非致熱強(qiáng)度的射頻電磁輻射作用下會出現(xiàn)以乏力、記憶力減退為主的神經(jīng)衰弱癥候群和心悸、心前區(qū)疼痛、胸悶、易激動、脫發(fā)、月經(jīng)紊亂等癥狀。臨床檢查，可發(fā)現(xiàn)腦電圖慢波增多，心電圖ST-T改變,QRS間期有延長趨勢及不完全右束枝傳導(dǎo)阻滯，血壓偏低，心率減慢，白細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)偏低等；此外，還可出現(xiàn)眼晶狀體混濁和空泡增多，個(gè)別人還會出現(xiàn)白內(nèi)障；男性睪丸受損傷，雄性激素分泌減少等。,1.對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響,由于神經(jīng)細(xì)胞對溫度的耐受性比較低，因此熱效應(yīng)對腦功能及形態(tài)的影響比較明顯。,23,病理研究發(fā)現(xiàn)，功率密度在20mW/cm2以上的射頻輻射可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)組織充血、出血等典型熱性損害。,資料顯示，當(dāng)比吸收率(SAR)大于2W/kg的射頻輻射作用于機(jī)體時(shí)，不論作用時(shí)間長短都可引起相同的腦組織結(jié)構(gòu)改變,只是改變程度不同，其特點(diǎn)是長期輻射或SAR值高的情況下,這種損傷性改變更為明顯。,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)按功能分為興奮性和抑制性兩種，正常狀態(tài)下兩者之間保持一定的平衡,但當(dāng)這種平衡被打破就會導(dǎo)致一系列病理變化,出現(xiàn)意識、思維、情感、行為及記憶等障礙。,24,低功率密度慢性輻射更容易產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)遞質(zhì)代謝的紊亂，有可能興奮中樞神經(jīng)。射頻輻射會抑制腦電活動，從而影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生理功能。電磁場還可能影響腦部血液循環(huán)及血管功能。,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，射頻輻射可能抑制細(xì)胞線粒體的電子傳遞鏈功能，使腦組織耗氧率減慢，腦組織氧代謝能力減弱。 小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，鈣鎂ATP酶活性顯著下降，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增多,導(dǎo)致Ca2+調(diào)節(jié)的蛋白酶，腺苷酸環(huán)化酶等功能失調(diào),線粒體氧化磷化失偶聯(lián)，能量生成減少，導(dǎo)致神經(jīng)元代謝紊亂。,25,主要表現(xiàn)為晶狀體的損傷。無論是職業(yè)接觸人群流行病學(xué)調(diào)查還是動物實(shí)驗(yàn)，大量報(bào)道認(rèn)為，高強(qiáng)度射頻輻射曝露會纏上白內(nèi)障。 用3450MHz(300mW/cm2)的射頻輻射輻照兔的頭部，每天4h，共30d，光鏡觀察到角膜上皮細(xì)胞出現(xiàn)廣泛空泡狀變性，部分細(xì)胞質(zhì)嗜酸性變、細(xì)胞固縮、胞膜增厚伴細(xì)胞間隙加寬等白內(nèi)障的早期改變。,2.對視覺系統(tǒng)的影響,26,HE染色，顯示小腸絨毛單層柱狀上皮細(xì)胞，細(xì)胞核嗜堿性，被染為藍(lán)紫色；細(xì)胞質(zhì)略嗜酸性，被染為粉紅色。,27,SKOV3/cDDP凋亡時(shí)細(xì)胞固縮,肌巨細(xì)胞的肌核固縮深染，聚集成堆,28,增厚的脾包膜系由大量增生的膠原纖維組成，它們互相融合，呈均勻一致的無結(jié)構(gòu)的,B超、CT、MRI等可以發(fā)現(xiàn)肝包膜增厚、肝表面輪廓不規(guī)則或呈結(jié)節(jié)狀、肝實(shí)質(zhì)的回聲不均勻增強(qiáng)或CT值增高、各葉比例改變、脾臟厚度增加及門靜脈和脾靜脈直徑增寬等肝硬化和門脈動高壓的征象。,29,研究表明，射頻輻射對視覺系統(tǒng)的影響與接觸時(shí)間有關(guān),長時(shí)間在一定強(qiáng)度射頻輻射環(huán)境中工作,可使眼晶狀體混濁、致密、空泡變性等產(chǎn)生視覺系統(tǒng)的損傷,但晶狀體混濁形態(tài)和部位無一定規(guī)律性,形態(tài)多為點(diǎn)狀、片狀、條狀、網(wǎng)狀、鍋巴狀等,部位有后囊、后下皮質(zhì)、后極、赤道及前皮質(zhì)部。,射頻輻射還對眼的其他部位如結(jié)膜、角膜、虹膜、眼底等造成損害包括易疲勞、視力下降、結(jié)膜充血、角膜損害、視網(wǎng)膜黃斑區(qū)出現(xiàn)灰褐色斑、黃斑區(qū)陳舊性病變、對光反應(yīng)弱、眼底小血管痙攣、出血、視網(wǎng)膜細(xì)小出血點(diǎn)等。,30,對心血管系統(tǒng)的影響，主要為自主神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，以副交感神經(jīng)興奮為主，即使在低場強(qiáng)的情況下這種影響仍然存在。職業(yè)曝露在0.1~10mW/cm2的射頻輻射工作人員，心率明顯改變，低血壓發(fā)生率增加；長期接觸0.01~10mW/cm2射頻輻射易產(chǎn)生同樣結(jié)果。 對腦血流量的影響說明電磁場可影響腦部血循環(huán)及血管功能，腦部經(jīng)射頻輻射照射后，血管擴(kuò)張，血流量增加、彈性血管管壁張力減低，血管緊張度增高，所以導(dǎo)致了腦血流圖的一系列變化。,3.對循環(huán)系統(tǒng)的影響,31,另外，射頻輻射對血象的影響尚不能肯定，對微循環(huán)影響的機(jī)制也不很清楚，均有待進(jìn)一步討論。,射頻輻射對人體免疫效應(yīng)的研究較少。有人曾研究了雷達(dá)射頻輻射對男性青年的免疫效應(yīng),發(fā)現(xiàn)在13~42mW/cm2功率密度下生活一年以上即可影響機(jī)體非特異性免疫功能。一些流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在長期射頻輻射曝露下,平均功率密度為67mW/cm2,對曝露人群外周血T淋巴細(xì)胞總數(shù)無影響。,4.對免疫系統(tǒng)的影響,機(jī)體免疫系統(tǒng)在抵御外部病源侵襲中起著十分重要的作用，并與腫瘤的發(fā)生關(guān)系密切。,32,小鼠實(shí)驗(yàn)說明急性射頻輻射曝露對機(jī)體免疫功能有刺激作用,動物實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果表明，射頻輻射的免疫效應(yīng)與功率密度和曝露時(shí)間有關(guān)，功率密度較大時(shí)，短期曝露可刺激機(jī)體的免疫功能，長期曝露則抑制免疫功能；功率密度較低時(shí)，產(chǎn)生免疫刺激則需要較長時(shí)間的曝露。另外，射頻輻射對機(jī)體免疫功能的影響還存在著累積效應(yīng)。,5.對生殖系統(tǒng)的影響,33,2450MHz射頻輻射照射動物附睪或睪丸,使其溫度升高并維持一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)可引起生精上皮、附睪上皮、曲細(xì)精管上皮等呈現(xiàn)超微結(jié)構(gòu)改變,破壞睪丸生精過程,并導(dǎo)致初級精母細(xì)胞、早期和晚期精子細(xì)胞形態(tài)學(xué)異常等,停止射頻輻射曝露后一段時(shí)間，雄性生殖系統(tǒng)的上述改變可恢復(fù)正常。,有人觀察射頻輻射對男性睪丸的影響,發(fā)現(xiàn)血清睪酮含量隨照射時(shí)間的延長而降低,同時(shí)黃體生成素顯著上升,提示射頻輻射可損害睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成睪丸酮的功能。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn),雷達(dá)作業(yè)人員血清17羥-皮質(zhì)醇和睪丸酮含量異常,但用2450MHz射頻輻射局部照射動物的睪丸,未發(fā)現(xiàn)射頻輻射對血清睪丸酮含量的影響。,34,用2450MHz射頻輻射照射大鼠睪丸，發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致雄性生殖細(xì)胞內(nèi)多種酶活性的改變，如琥珀酸脫氫酶、乳頭脫氫酶活性降低，但停止射頻輻射曝露一段時(shí)間后，這些改變可恢復(fù)正常。但也有不同的報(bào)道，一些學(xué)者認(rèn)為射頻輻射對雄性生殖系統(tǒng)的影響具有累積效應(yīng)。,胚胎/胎兒期是細(xì)胞分裂、分化和功能形成的關(guān)鍵時(shí)期，對環(huán)境因素的干擾較為敏感。,6.對胚胎/胎兒和遺傳學(xué)的影響,小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各劑量組的吸收胎、死胎、胎鼠生長遲緩以及畸形發(fā)生率均顯著高于非曝露組，且有隨劑量增加而增加的趨勢，認(rèn)為這與射頻輻射的熱效應(yīng)有關(guān)。,35,調(diào)查曝露射頻輻射對女工妊娠的影響發(fā)現(xiàn)，工齡在2-5年，曝露功率密度為25mW/cm2的射頻輻射場的女工月經(jīng)紊亂發(fā)生率、異常妊娠率（其中以流產(chǎn)更為多見）顯著高于非曝露組.脫離射頻輻射環(huán)境后，女工生殖功能都恢復(fù)正常，認(rèn)為射頻輻射對生殖功能的危害是功能性的，在長時(shí)間的接觸射頻輻射才會對妊娠結(jié)局有影響。,關(guān)于對人類遺傳物質(zhì)的影響，調(diào)查發(fā)現(xiàn)功率密度為30~280mW/cm2，每天曝露2~8h的雷達(dá)作業(yè)人員，外周血淋巴細(xì)胞SCE平均值顯著高于對照組，曝露4年與曝露20年以上者并無差別。,36,另一項(xiàng)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，2450MHz的射頻輻射，功率密度為10mW/cm2，每天曝露十幾分鐘，4年后曝露者外周血染色體畸變率顯著高于對照組。由于對射頻輻射遺傳學(xué)效應(yīng)的研究在曝露頻率、功率密度和研究指標(biāo)等方面較為局限，人群資料較少，對于長期射頻輻射曝露能否引起遺傳損傷，有待遇進(jìn)一步深入研究。,（二）低強(qiáng)度射頻輻射的健康效應(yīng),公眾是低強(qiáng)度射頻輻射長期暴露條件下,如移動電話、視頻裝置、無線電波、廣播電視發(fā)射臺和高壓線附近的居民等,所以低強(qiáng)度長期射頻輻射曝露生物學(xué)效應(yīng)的研究更具有現(xiàn)實(shí)意義。,37,近年來報(bào)道顯示,人體在反復(fù)接觸低強(qiáng)度射頻輻射照射后,體溫雖無上升,但也能造成機(jī)體的健康危害,目前國際上爭論較多。,移動電話及其基站發(fā)射屬于低強(qiáng)度射頻輻射，它們與腫瘤的關(guān)系一直是研究的熱點(diǎn)和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，然而由于腫瘤的潛伏期長、致病機(jī)制復(fù)雜，加之人群的射頻輻射電磁輻射曝露水平難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，故射頻輻射對腫瘤的影響尚有爭議。,1.與腫瘤的相關(guān)性,38,一些研究表明，模擬機(jī)制的移動電話與腦瘤的關(guān)系更為密切，使用手機(jī)10年以上的患者腦腫瘤風(fēng)險(xiǎn)增高；調(diào)查發(fā)現(xiàn)使用手機(jī)同側(cè)大腦半球的腫瘤明顯多于對側(cè)，且以顳葉腫瘤居多；在各種腫瘤中以聽神經(jīng)瘤的患病風(fēng)險(xiǎn)最高，提示移動電話發(fā)射的射頻輻射與腦瘤的發(fā)生有關(guān)。,但也有研究結(jié)果指出，使用移動電話沒有增加腦瘤的風(fēng)險(xiǎn)，他們調(diào)查了469名18~80歲之間使用移動電話的腦癌患者，并仔細(xì)選擇了對照人群，結(jié)果表明，即使移動電話使用頻率較高的人群，腦瘤發(fā)生的危險(xiǎn)度與對照組也沒有明顯差異。,39,2.對生物細(xì)胞的影響,有人選用頻率為2450MHz射頻輻射在不同功率下照射人外周血淋巴細(xì)胞、紅細(xì)胞以及海拉細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)5mW/cm2和7mW/cm2功率密度下，射頻輻射能使淋巴細(xì)胞微核發(fā)生率、染色體畸變率升高、紅細(xì)胞膜骨架蛋白發(fā)生部分解離，對海拉細(xì)胞克隆形成能力也有明顯的抑制作用。,小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞增加，小鼠壽命縮短，白血病發(fā)生率明顯高于對照組。在射頻輻射曝露條件下還可導(dǎo)致細(xì)胞周期的變化，細(xì)胞增殖速度變慢，這些生物學(xué)改變與射頻輻射功率密度有明顯的依賴關(guān)系。,40,拉克絲夫婦的合影。雖然拉克絲女士對當(dāng)代醫(yī)學(xué)研究貢獻(xiàn)巨大，卻罕有影像留世,顯微鏡下的海拉細(xì)胞,經(jīng)過染色之後，海拉細(xì)胞呈現(xiàn)出奇異的瑰麗造型,41,用2450MHz，SAR為0.6、1.2mW/kg輻照雄性SD大鼠2h，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量自由基，并存在腦細(xì)胞DNA斷裂，事前注射自由基清除劑可抑制DNA單鏈和雙鏈的斷裂。,射頻輻射對DNA結(jié)構(gòu)的基因的影響尚有爭議。國際非電離輻射防護(hù)委員會(IC-NIRP)推薦的移動電話公眾曝露限值為2.0W/kg。,有人用915MHz，0.05mW/cm2 射頻輻射照射帶有神經(jīng)元特異性烯醇化酶基因重組因子的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)該基因表達(dá)增加；,42,將體外培養(yǎng)的人纖維母細(xì)胞和大鼠粒細(xì)胞曝露于1800MHz移動電話4~24h(SAR為1.2~2W/kg)，曝露時(shí)間達(dá)到16h時(shí)兩種細(xì)胞的DNA單鏈和雙鏈均出現(xiàn)斷裂。,大量研究表明，射頻輻射對DNA的損傷存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系，斷裂的DNA可以得到一定程度的修復(fù)，難以修復(fù)時(shí)細(xì)胞進(jìn)入凋亡狀態(tài)。,用射頻輻射（5mW/cm2和10mW/cm2）輻照兔的角膜細(xì)胞3h，發(fā)現(xiàn)兔角膜細(xì)胞出現(xiàn)凋亡征象；,用2450MHz的射頻輻射照射人T淋巴細(xì)胞48h(5mW/cm2),也出現(xiàn)T淋巴細(xì)胞大量凋亡；,43,將肥大細(xì)胞持續(xù)曝露于射頻輻射(864MHz, SAR為7W/kg, 每日20min, 共7d）, 發(fā)現(xiàn)原癌基因c2kit和凋亡相關(guān)基因出現(xiàn)上調(diào)，射頻輻射可能通過蛋白激酶C的活化作用改變基因表達(dá)，提示對基因表達(dá)的影響可能與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)。,但是也有實(shí)驗(yàn)表明，射頻輻射對DNA的合成和增殖不起作用，例如，正常和癌變鼠腦膠質(zhì)細(xì)胞輻射后(頻率836.55MHz，24h，功率密度分別為0.09、0.9、9mW/cm2)，與對照組相比，正常的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的DNA合成和增值沒有明顯差別；少量人的流行病學(xué)研究也不支持這一結(jié)論。,44,3. 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響,使用移動電話的人越來越多,長時(shí)間通話后許多人自覺有頭昏、腦脹、工作效率和記憶力減退等神經(jīng)衰弱的癥狀,越來越多的實(shí)驗(yàn)表明射頻輻射對人腦的電訊號、血流及認(rèn)知行為有一定影響。,選用13名健康右手持手機(jī)的男青年作為受試者： 用900MHz脈沖電磁場對單側(cè)頭部照射30min——清醒時(shí)曝露側(cè)顳葉腦皮質(zhì)局部腦血量顯著增加，并伴有腦電圖的輕微改變；,45,手機(jī)發(fā)射的916MHz脈沖射頻輻射——顯著改變大腦對聲刺激的電反應(yīng)，證實(shí)手機(jī)發(fā)射的射頻輻射在執(zhí)行復(fù)雜的視覺監(jiān)控任務(wù)時(shí)，其大腦右側(cè)半球中部及顳-頂-枕部的預(yù)備性緩慢潛能(slowly potential，SP)顯著降低。,在流行病學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，移動通訊等射頻輻射主要影響受試者簡單反應(yīng)、大腦短時(shí)記憶能力等指標(biāo)，如數(shù)字跨度、數(shù)字譯碼、目標(biāo)追蹤等。,電磁輻射對腦屏障的影響，有人發(fā)現(xiàn)900MHz GSM通訊，射頻輻射在7.5W/kg時(shí)可導(dǎo)致血腦屏障的血清蛋白外滲；,46,將雄鼠曝露于2.45GHz的射頻輻射場中，發(fā)現(xiàn)血腦屏障通透性增加； 用1.8GHz的GSM通訊射頻輻射體外輻射，發(fā)現(xiàn)血腦屏障對14C標(biāo)記的蔗糖的通透性顯著增加； 但用1439MHz的CDMA通訊射頻輻射進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)卻未觀察到血腦屏障受損。 對電磁輻射可能引起血腦屏障的改變，各研究方法及研究結(jié)果差別較大，目前尚不能得出射頻輻射對血腦屏障有不良影響的明確結(jié)論。,47,血腦屏障是指腦毛細(xì)血管阻止某些物質(zhì)（多半是有害的）由血液進(jìn)入腦組織的結(jié)構(gòu)。血液中多種溶質(zhì)從腦毛細(xì)血管進(jìn)入腦組織，有難有易；有些很快通過，有些較慢，有些則完全不能通過，這種有選擇性的通透現(xiàn)象使人們設(shè)想可能有限制溶質(zhì)透過的某種結(jié)構(gòu)存在，這種結(jié)構(gòu)可使腦組織少受甚至不受循環(huán)血液中有害物質(zhì)的損害，從而保持腦組織內(nèi)環(huán)境的基本穩(wěn)定，對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常生理狀態(tài)具有重要的生物學(xué)意義。,48,腦脊液與供血之間由血腦屏障隔開，只有脂溶性高的藥物可以通過簡單擴(kuò)散的方式通過血腦屏障。而血腦屏障的屏障作用不是一成不變的，如炎癥等情況。,49,4. 其他作用,我國高壓電力線和變電站輸送的是50Hz工頻電流，正常時(shí)不產(chǎn)生高頻電磁輻射，但當(dāng)輸送電壓較高時(shí)，在其導(dǎo)線周圍或變電站附近產(chǎn)生過工頻電場和工頻磁場，易對人體產(chǎn)生危害； 其次是產(chǎn)生電磁噪聲(主要在30MHz以下)，較強(qiáng)時(shí)會對廣播和無線電通信產(chǎn)生干擾。我國已有高壓輸電線路靠近或穿過民房，使電腦和電視屏幕抖動，附近居民頭痛和失眠的報(bào)道，測量工頻電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度均超過我國當(dāng)前電場4kV/m、磁場100μT標(biāo)準(zhǔn)值。,50,流行病學(xué)調(diào)查報(bào)道，低強(qiáng)度射頻輻射曝露可能造成機(jī)體多方面的不良影響，但實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果卻存在很大差異，有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果還相互矛盾，這可能是由于各研究所采用的曝露方法，曝露強(qiáng)度及所研究的生物學(xué)效應(yīng)指標(biāo)等方面的差異，使得研究結(jié)果之間缺乏一致性及重復(fù)性，因此目前尚不能得出低強(qiáng)度射頻輻射生物學(xué)效應(yīng)的明確結(jié)論。,低強(qiáng)度長期射頻輻射的生物學(xué)作用目前研究主要集中在：,51,六、電磁輻射危害的防護(hù),（一）電磁輻射防護(hù)的基本原則,電磁輻射防護(hù)的基本原則：對不同類型的輻射源，分別采取有效防治措施，使泄露量最大限度的減少，盡可能達(dá)到消除污染的目的。 根本出發(fā)點(diǎn)：減弱或消除人體所在位置的電磁場強(qiáng)度。,具體的防護(hù)措施：,52,（二）電磁輻射防護(hù)的基本措施,1. 輻射源的屏蔽,屏蔽就是利用一切可能的方法，將電磁輻射限制在規(guī)定的空間里面，阻止其傳播和擴(kuò)散。 屏蔽材料多選用銅、鋁等材料，當(dāng)電磁波到達(dá)屏蔽體表面時(shí)，由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù)而使入射波被反射，未被反射的能量又被屏蔽材料所衰減，從而使電磁能量大大減弱。 磚、木、水泥、塑料、有機(jī)玻璃等不能屏蔽電磁輻射。,53,在屏蔽機(jī)制的研究中提出了趨膚效應(yīng)的概念。 趨膚效應(yīng)（skin effect）：指電磁輻射在通過被照射導(dǎo)體截面時(shí)，電磁輻射分布隨頻率的升高而趨于導(dǎo)體表面，電磁輻射頻率越高趨于物體表面或皮膚表面現(xiàn)象越明顯，輻射信號衰減越大，電磁波的穿透能力就越強(qiáng)。電磁屏蔽物設(shè)計(jì)就是根據(jù)屏蔽物的趨膚效應(yīng)原理將電磁能量限制在所規(guī)定的空間，阻止其向被保護(hù)區(qū)域擴(kuò)散的技術(shù)。,屏蔽防護(hù)中采取的吸波材料是指能吸收投射到它表面的電磁波能量，并且不會發(fā)生反射、折射和散射的一類材料。,54,吸波材料是高科技研究的范疇，對雷達(dá)波的吸收還有重要的軍事用途，因此分類也比較復(fù)雜。 目前有：吸收劑型、結(jié)構(gòu)型和智能型吸波材料，也有諧振型吸波材料和匹配性吸波材料等。 如結(jié)構(gòu)型吸收雷達(dá)波材料就是以非金屬為集體，填充吸波材料（鐵氧體、石墨等）和特殊纖維混合而成。,在屏蔽電磁場原有困難時(shí)，可考慮遠(yuǎn)距離操作的措施，并應(yīng)在其周圍設(shè)有明顯標(biāo)記，如用木柵圍起，禁止人員靠近。,2. 遠(yuǎn)距離操作,55,提高操作的熟練程度，縮短操作時(shí)間，可以減少輻射對人體的照射量。,3. 縮短工作時(shí)間,為避免形成二次輻射，在工作場所內(nèi)不應(yīng)布滿金屬物件和天線，通風(fēng)管道也應(yīng)接地。高頻設(shè)備不應(yīng)過于擁擠。有人提出，30kW的設(shè)備需占地25m2；功率更大時(shí)，需40-70m2。此外，現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，降低溫度，排除有害氣體，以減少熱作用和毒物的聯(lián)合作用。,4.改善工作條件和個(gè)體防護(hù),56,（三）日常生活中射頻輻射的防護(hù),現(xiàn)在日常生活中電磁輻射污染更加嚴(yán)重，為了減少電磁輻射的污染，建議采取以下措施；,①電視機(jī)、電冰箱等家用電器的擺放應(yīng)適當(dāng)分散，不宜過分集中，減少開機(jī)時(shí)的磁場強(qiáng)度； ②安放射頻輻射爐時(shí)，高度應(yīng)該在人體頭部以下，防止人腦和眼睛受損，使用過程中應(yīng)精良遠(yuǎn)離輻射源；,③移動電話不要長時(shí)間通話，話筒不要緊貼頭部，最好使用專用耳機(jī)和受話器接聽電話；,57,④多吃胡蘿卜、菠菜等富含維生素的食物，常飲綠茶，食用人參類制劑、五味子、蜂王漿、枸杞等藥物可以增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力，提高器官組織的恢復(fù)能力。,七、電磁輻射職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),我國電磁輻射職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，ICNIRP推薦在高于10MHz范圍，為防止熱效應(yīng)，職業(yè)照射限值為：在8h內(nèi)，全身平均SAR0.4W/kg；公眾照射限值為：全身平均SAR0.08W/kg,表16-3、16-4、16-5,58,第二節(jié) 核磁共振對機(jī)體的作用,利用磁場的鎮(zhèn)痛、解痙、消腫、降脂、止瀉作用，制成了脈沖電磁場骨質(zhì)疏松治療儀、磁化水、磁針灸、電子脈象等保健和診療儀器； 利用磁的性質(zhì)用于醫(yī)學(xué)上的物質(zhì)分析、細(xì)胞分離、趨磁性細(xì)菌治理環(huán)境污染、核磁共振成像、心磁圖、腦磁圖等。由于核磁共振技術(shù)最具代表性，且應(yīng)用最廣泛，我們主要討論核磁共振技術(shù)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的可能的危害。,59,一、核磁共振技術(shù)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用,核磁共振早期用于藥物的升華分析中,通過核磁共振可以確定物質(zhì)的化學(xué)成分、推斷化學(xué)結(jié)構(gòu)、探明溶液的構(gòu)象,后來科學(xué)家開拓性地將其引入醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域,并成為當(dāng)今最有影響力的影像診斷手段之一,該技術(shù)獲得了2003年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。,在MRI檢測中,患者躺在強(qiáng)磁場中,用無線電射頻脈沖輻照人體,同時(shí)利用復(fù)雜的電子系統(tǒng)去檢測獲得的信號,并將這些信號轉(zhuǎn)換成人體組織在各個(gè)特定層面上清晰可認(rèn)的圖像,將這些在不同層面上獲取的信息進(jìn)行合成,便得到人體臟器的三維成像。,60,二、核磁共振對機(jī)體的作用及可能的危害,從理論上講,任一種磁場的作用都將產(chǎn)生相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)，這種效應(yīng)對健康的影響,即核磁共振是否安全。根據(jù)目前的研究資料,還不能得出核磁共振對機(jī)體存在危害的結(jié)論，MRI在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中仍被認(rèn)為是最安全的診斷方法之一,但對它的健康效應(yīng)和遠(yuǎn)后效應(yīng)的觀察和研究一直為人們所關(guān)注。,靜磁場是持續(xù)存在的,射頻磁場和梯度磁場只有在進(jìn)行掃面時(shí)才存在,而且它們的強(qiáng)度與不同磁共振設(shè)備的靜磁場強(qiáng)度有關(guān),核磁共振的生物學(xué)效應(yīng)是三種磁場復(fù)合作用的結(jié)果：,61,目前MRI常用的靜磁場強(qiáng)度是0.2~3.0T(特斯拉)，為了獲得更好的影像效果，一些研究單位開始應(yīng)用強(qiáng)度在4~9T或更高的設(shè)備，因此開展患者和工作人員曝露在高強(qiáng)度的磁場下的健康效應(yīng)及可能的危害研究及評價(jià)是非常重要的。,（一）靜磁場的健康效應(yīng),靜磁場對生物體的影響至今尚未明確，超過3T以上靜磁場對人體影響的資料就更少，美國食品藥品管理局（FDA）和英國國家輻射防護(hù)委員會NRPB分別將MRI的最高場強(qiáng)限制在3.0T和2.5T以內(nèi)。,62,有關(guān)靜磁場短期輻照的生物學(xué)效應(yīng)，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行許多研究，設(shè)計(jì)的磁場強(qiáng)度最高達(dá)8T，除觀察到志愿者血壓隨磁場增強(qiáng)輕微增加外，大多數(shù)研究得出的結(jié)論是靜磁場不會產(chǎn)生潛在的有危害的生物學(xué)效應(yīng)。,但也有一些研究顯示，在靜磁場中發(fā)現(xiàn)有紅細(xì)胞沉積速度加快現(xiàn)象。已經(jīng)肯定靜磁場對心電圖（electrocardiogram，ECG）改變有一定的影響，其主要表現(xiàn)為T波的抬高以及其他非特異性的波形變化，0.3T時(shí)觀察到T波的幅度有變化，但并未發(fā)現(xiàn)心律不齊和心率的改變，而且一旦切斷磁場，ECG又恢復(fù)正常。,63,關(guān)于靜磁場的長期輻照，有研究表明妊娠期靜磁場曝露影響胚胎的眼部發(fā)育以及胚胎的質(zhì)量，將孕鼠置于1.5T的靜磁場中，連續(xù)7d(孕期12-18d)，每天照射10min，發(fā)現(xiàn)出生5月齡仔鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力降低，提示妊娠期靜磁場曝露應(yīng)該慎重。,一般認(rèn)為，急性、短期曝露于3.0T以下的靜磁場中對人體不會產(chǎn)生明顯的生物學(xué)影響。,ICNIRP 1994年指定的靜磁場安全標(biāo)準(zhǔn)是：職業(yè)人員曝露限值為2.0T，公眾為0.04T。,64,后來出現(xiàn)了多臺4.0T以上的MRI系統(tǒng)，約半數(shù)志愿者在超高場MRI系統(tǒng)中出現(xiàn)了眩暈、惡心、口有金屬異味等感覺，這些癥狀在磁場曝露結(jié)束后又很快消失，未見對健康有明顯影響，盡管如此，超高場的健康效應(yīng)及應(yīng)采取的對策等都需要進(jìn)行更深入的研究。,（二）梯度磁場的健康效應(yīng),梯度磁場是脈沖式的，也成交變磁場，作用是鑒別不同部位的空間信號并進(jìn)行空間定位，梯度磁場只有在掃描時(shí)產(chǎn)生，它可在患者不同組織引起感應(yīng)電流，為此多從感應(yīng)電流給人體帶來的影響方面進(jìn)行研究。,65,研究發(fā)現(xiàn)，1kHz的梯度磁場可以產(chǎn)生末梢神經(jīng)和肌肉刺激，外周末梢神經(jīng)刺激可通過“麻刺”感被感知； 若梯度磁場的水平高于感知閾值的50%~100%，被檢者可感覺不舒服或疼痛。 人體心臟顫動的電流閾值為100-1000mA/cm2,1T/s MRI時(shí)約產(chǎn)生1mA/cm2的電流，因此20T/s也不足以產(chǎn)生引起心臟顫動的電流，所以，NBPR建議MRI梯度磁場的最大變換頻率不得超過20T/s。,磁致光幻視（magnetic photopsia）是指在梯度磁場作用下受檢者眼前出現(xiàn)閃光感或色環(huán)的現(xiàn)象。,66,在靜磁場1.5T以下，梯度磁場的變化率在20T/s以下不會出現(xiàn)這種幻視覺。 但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雙眼曝露于4.0T的靜磁場中時(shí)，梯度磁場的變化(20~40Hz)很容易使正常人產(chǎn)生磁致光幻視。 梯度磁場的時(shí)間長短是影響磁致光幻視的關(guān)鍵因素，如果按目前定的3T/s的謹(jǐn)慎標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)核磁共振裝置的梯度磁場時(shí)間都很短促(不足1s)。,美國FDA安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，MRI掃描過程中患者所經(jīng)受的梯度磁場變化率不能超過使外周神經(jīng)出現(xiàn)的刺激閾值，且至少要有3倍以上的安全系數(shù)。,67,英國NPRB規(guī)定，10ms以上的梯度磁場不得超過20T/s。常規(guī)MRI檢查的梯度磁場一般不會超出上述標(biāo)準(zhǔn)，因此臨床MRI使用的磁場強(qiáng)度一般不會引起眼的磁致光幻視等生物學(xué)效應(yīng)。,（三）射頻場的健康效應(yīng),射頻輻射的健康效應(yīng)應(yīng)當(dāng)注意，人的睪丸和眼睛等對溫度的升高非常敏感，這些器官是射頻場最易損傷的部位，研究顯示，38~42℃就有可能有睪丸功能的損害，雖然MRI檢查過程中沒有達(dá)到這樣的局部溫度，但眼晶狀體屬于血供較差的組織，散熱較慢，長時(shí)間MRI檢查的致熱效應(yīng)需要進(jìn)一步研究，應(yīng)關(guān)注睪丸、眼晶狀體的健康效應(yīng)。,68,三、磁共振成像檢查的要求,如對植有心臟起搏器，人工關(guān)節(jié)、心臟瓣膜、動脈瘤小夾等金屬物件的患者，有可能出現(xiàn)心臟停搏的患者，患有心肌代償失調(diào)、發(fā)熱、排汗功能障礙患者，無知覺或過分鎮(zhèn)靜、思維紊亂無法與醫(yī)生可靠交流患者，以及有幽閉恐懼癥者均不宜進(jìn)行MRI檢查。,MRI檢查是一種無放射性損傷的診斷方法，一般認(rèn)為在現(xiàn)有場強(qiáng)范圍內(nèi)對人體不會造成損害，但為安全起見，對MRI的檢查仍作了嚴(yán)格的規(guī)定：,69,由于目前還沒有足夠的證據(jù)認(rèn)為MRI對胎兒存在不良影響，MRI對妊娠婦女的安全性仍然是一個(gè)有爭議的。 為此，美國FDA至今未對孕婦(胎兒)、嬰兒接受MRI檢查的安全性做出明確的規(guī)定；英國NRPB僅建議“在妊娠的頭三個(gè)月謹(jǐn)慎應(yīng)用”。除了妊娠婦女接受MRI檢查要慎重權(quán)衡利弊之外，孕期的工作人員對MRI電磁場的接觸也應(yīng)受到限制，一般說來，她們的活動范圍要盡量在1mT線以外。,我國對醫(yī)用磁共振成像（MRI）設(shè)備提出了質(zhì)量控制的具體要求。,70,這些設(shè)備必須配備緊急磁場切斷裝置、梯度磁場和射頻掃描中斷裝置，專業(yè)人員對MRI檢查每次掃描的風(fēng)險(xiǎn)與收效需要作確實(shí)的評估和判斷。對MRI的其它設(shè)備如生理監(jiān)護(hù)、門控設(shè)備和射頻線圈等可造成燒傷或其他損傷的設(shè)備，使用說明書中必須有明確的警告和提示。MRI檢查是一種新的實(shí)踐活動，為保障人類的健康，對它的危害性必須做長期的觀察和研究。,我國醫(yī)用電氣設(shè)備（第二部分）“醫(yī)療診斷用磁共振設(shè)備安全專用要求（YY0319-2000）”指出，對靜磁場超過2T或超過地方規(guī)定場強(qiáng)限值的MRI設(shè)備，必須獲得實(shí)驗(yàn)人體研究協(xié)議的批準(zhǔn)，并在重要人體功能得到監(jiān)護(hù)后才可進(jìn)行，,71,第三節(jié) 激光對機(jī)體的作用和防護(hù),激光(laser)是一種人造的、特殊類型的非電離輻射。應(yīng)用非常廣泛。,一、激光對機(jī)體的作用,廣義上講，凡激光與生物組織相互作用后所引起的生物組織的理化性質(zhì)、形態(tài)和功能等的任何改變，都稱為激光的生物效應(yīng)。 主要表現(xiàn)為：熱效應(yīng)、光華學(xué)校應(yīng)、機(jī)械壓力效應(yīng)和電磁場效應(yīng)。,72,（一）熱效應(yīng),激光的本質(zhì)是電磁波，當(dāng)即光傳播的頻率與組織分子的振動頻率相等或相近時(shí)，會增強(qiáng)組織的振動，這種分子振動便產(chǎn)生熱效應(yīng)。 生物組織產(chǎn)熱的快慢、溫度的高低，除取決于激光束的光量子能量、密度和總是以外，還受到照射面積、部位及其血流分布的影響。,熱效應(yīng)能使生物組織的溫度升高，對機(jī)體造成以下各種影響：,①引起蛋白質(zhì)分子次級鍵斷裂而變性；,73,②通過影響酶活性而干擾體內(nèi)代謝； ③引起皮膚溫?zé)岣杏X異常、熱致紅斑、熱致水皰、熱致凝固、色素沉著、維生素D合成等。,（二）光化學(xué)效應(yīng),激光作用于活組織的光化學(xué)效應(yīng)大小，除取決于激光本身的各種性能外，組織的著色程度或稱感光體（色素）的類型也起著重要的作用，互補(bǔ)色或近互補(bǔ)色的作用效果最明顯。,激光輻射的光量子被生物組織優(yōu)選選擇地吸收，引起生物組織發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的作用，稱為光化學(xué)效應(yīng)(photochemical effect),74,對于激光的吸收，不同顏色的皮膚、臟器或組織結(jié)構(gòu)是有顯著差異的。,光化學(xué)效應(yīng)通過引起酶、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等活性改變，而產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)，如殺菌作用、紅斑效應(yīng)、色素沉著、維生素D合成等。,（三）機(jī)械壓力效應(yīng),激光束輻射到某一物體時(shí)，在物體上產(chǎn)生的輻射壓力稱為機(jī)械壓力效應(yīng)（mechanical press effect）。,75,當(dāng)激光束照射生物組織時(shí)，組織引產(chǎn)熱、蒸發(fā)而膨脹，溫度升高的同時(shí)壓力增大，稱二次壓強(qiáng)，是組織發(fā)生機(jī)械性破壞。,激光比普通光的輻射壓力更強(qiáng)，激光束聚焦后，光壓明顯增大，稱一次壓強(qiáng)；,激光的機(jī)械壓力效應(yīng)可以用來治療疾病，如激光手術(shù)刀利用汽化壓強(qiáng)切開組織、進(jìn)行打孔，利用熱膨脹壓強(qiáng)消除組織中的血塊等。,（四）電磁場效應(yīng),76,激光與生物組織的作用也是電磁與生物組織的作用。在一般強(qiáng)度的激光作用下，電磁場效應(yīng)不明顯；只有當(dāng)激光強(qiáng)度級增大時(shí)，電磁場效應(yīng)才較明顯。,電磁場效應(yīng)(electromagnetic field effect)可引起或改變生物組織分子及原子的量子化運(yùn)動，使體內(nèi)的原子、分子、分子集團(tuán)等產(chǎn)生激發(fā)、震蕩、熱效應(yīng)、電離，對生化反應(yīng)有催化作用，生成自由基，破壞細(xì)胞，改變組織的電化學(xué)特性等。,二、激光對機(jī)體的危害及影響因素,77,激光醫(yī)學(xué)是專門應(yīng)用激光新技術(shù)去研究、診斷和治療疾病的一門新興的邊緣科學(xué)，如激光流式細(xì)胞計(jì)、激光多普勒流量計(jì)、激光美容術(shù)、激光碎石術(shù)、激光外科術(shù)、激光介入治療等。 激光在為醫(yī)學(xué)提供新的技術(shù)手段的同時(shí)也帶來的危害。只有了解激光對人的危害和安全使用的防護(hù)知識，才能有效地保證激光工作人員的身體健康。激光傷害機(jī)體的主要靶器官是眼睛，其次是皮膚。,（一）對眼的視覺的傷害,在一般情況下，可見光和近紅外波段激光主要損傷視網(wǎng)膜；,二、激光對機(jī)體的危害及影響因素,78,紫外和遠(yuǎn)紅外波段激光主要損害角膜； 遠(yuǎn)紅外和近紅外波段、可見光和紫外波段之間，各有一過渡波段，可同時(shí)造成視網(wǎng)膜和角膜的損傷，并可危及眼的其它屈光介質(zhì)，如晶狀體等。,1. 對視網(wǎng)膜的損傷,激光能燒傷生物組織，尤其對視網(wǎng)膜的灼傷最多見。因?yàn)榧す馐芡ㄟ^眼自身的屈光系統(tǒng)在視網(wǎng)膜上聚焦成一個(gè)非常小的光斑，使光能高度集中而導(dǎo)致灼傷。 激光輻射對視網(wǎng)膜的損害是無痛性的，易被人們忽視。,79,長期經(jīng)常接觸低輻照度和漫反射激光的照射，工作人員一般不會發(fā)現(xiàn)自己視力的損傷，有時(shí)有一半神經(jīng)衰弱癥狀，工作后視力疲勞、眼痛等。隨著及光伏照度的增大，損傷清者出現(xiàn)視網(wǎng)膜水腫，為灰白色，病程1~2周水腫消退。損傷重者視網(wǎng)膜灼傷，出現(xiàn)裂孔、出血，病程為3~4周，一旦出血吸收后，留有色素沉著并形成瘢痕。當(dāng)病變范圍涉及黃斑區(qū)，可出現(xiàn)明顯的視力下降。相當(dāng)一部分人視力降到0.1以下。,2. 對焦膜的損傷,角膜和結(jié)膜位于眼睛的表面，是眼睛抵御外來損傷的第一道防線，同時(shí)也是最容易受到意外傷害的眼部組織。,80,角膜上皮細(xì)胞對紫外線最為敏感，照射早期就有疼痛、畏光等癥狀。臨床上表現(xiàn)為急性角膜炎和結(jié)膜炎。一旦激光傷及角膜基層，形成乳白色混合濁斑，即很難恢復(fù)。,實(shí)際上，只要有較長時(shí)間的照射，超過損傷與水平的能量密度，任何波長的紫外吸光都會對角膜產(chǎn)生損傷作用。此外由于角膜表面的神經(jīng)末梢對熱異常敏感，紅外激光也可灼燒角膜。常用的遠(yuǎn)紅外二氧化碳激光器(波長1060~5000nm)輻照度每秒達(dá)到10W/cm2時(shí)，即可損傷角膜，主要癥狀為劇烈疼痛；輻照度每秒達(dá)100W/cm2時(shí)，可使角膜因過熱而凝固、壞死甚至穿孔。,81,3. 對眼晶狀體的損傷,晶狀體約含65%的水分，波長為900、1050、1100、1400、nm和1900~2000nm的紅外激光，均可被晶狀體吸收。 急性照射時(shí)，虹膜色素吸收紅外線而產(chǎn)熱，使晶狀體蛋白變性，形成白內(nèi)障； 低劑量、長時(shí)間的慢性照射，是分子β-晶狀體蛋白質(zhì)的亞基發(fā)生凝集而形成相對分子質(zhì)量較大的難溶性類蛋白嗎，而擾亂晶狀體膠原纖維中的超微結(jié)構(gòu)，降低晶狀體透明度。,長波紫外和短波紅外激光可大量被晶狀體吸收，波長在320~400nm的長波紫外線可使晶狀體混濁，導(dǎo)致白內(nèi)障。,82,（二）影響眼和視覺損傷的因素,1. 激光波長的影響,波長在可見光和近紅外光的激光，眼屈光介質(zhì)的吸收率較低，強(qiáng)度高的可見或近紅外光進(jìn)入眼睛時(shí)可以透過眼屈光介質(zhì)，聚積光于視網(wǎng)膜上，此時(shí)視網(wǎng)膜上的激光能量密度提高到幾千甚至幾萬倍，大量的光能在瞬間集中于視網(wǎng)膜上，導(dǎo)致視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞層溫度迅速升高，以至使感光細(xì)胞凝固性壞死而失去感光作用。,83,激光聚于感光細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生熱量而引起的蛋白質(zhì)凝固變性是不可逆的損傷，一旦損傷就會造成眼睛的永久失明。 遠(yuǎn)紅外激光對眼的損害主要以角膜為主，這是因?yàn)檫@類波長的激光幾乎全部被角膜吸收，所以角膜損傷最重，主要引起角膜炎和結(jié)膜炎，感到眼痛、異物樣刺激、畏光、流淚、充血、視力下降等。 紫外激光對眼的損傷主要是角膜和晶狀體，此波段的紫外激光幾乎全部被眼的晶狀體吸收； 而中、遠(yuǎn)紅外激光以角膜吸收為主，因而可致晶狀體及角膜混濁。,84,2. 入射激光強(qiáng)度的影響,激光損害眼的程度除了與不同波長的激光有關(guān)外，還與激光進(jìn)入眼的光能量、能量密度計(jì)輻照度相關(guān)。,當(dāng)激光中的可見或近紅外激光能量密度很低時(shí)，不引起眼睛的急性損害，原因是激光的功率低，視網(wǎng)膜組織雖接受了激光光子能量逐漸變熱，但熱量一方面通過分子振動而傳給周圍組織，再傳到眼睛外面；,另一方面，熱量可以傳給密布于網(wǎng)膜底層脈絡(luò)膜里的微血管，隨著微血管中血液循環(huán)再散發(fā)到眼外去。,85,視網(wǎng)膜的損傷取決于激光法身的功率和時(shí)間，如當(dāng)可見或近紅外連續(xù)激光的功能密度不斷增加，致視網(wǎng)膜上的熱量聚集速度大于散熱速度時(shí)，或功率密度不是很高，但視網(wǎng)膜吸收時(shí)間太長，視網(wǎng)膜接受光子流部位的溫度必定升高，即照射時(shí)間越長，溫度升高越大，溫度身高，超過正常眼溫10℃以上，就會引起視網(wǎng)膜損害。,3. 激光的入射角度的影響,激光對視網(wǎng)膜的損傷與入射眼睛角度有密切關(guān)系。,射入的激光光束與視軸線平行進(jìn)入眼內(nèi)時(shí)，于眼底黃斑區(qū)中央凹處聚焦成很小的光斑，其能量密度比角膜處高3~4倍。,86,而黃斑區(qū)中央凹是眼睛視覺功能最靈敏和最重要的區(qū)域，一旦受損，視覺功能將發(fā)生不同程度的改變。,視覺受激光損傷后，致感光細(xì)胞凝固變性壞死，造成不可逆性損傷，嚴(yán)重者將終身失明。白天，人眼的視覺完全靠黃斑部的感光作用獲得，黃斑部的面積雖只占視網(wǎng)膜總面積的很少一部分，中央凹直徑只有0.5mm左右，但反映的視野（眼睛凝視前方所能看清的總面積）卻占很大比例。,生理結(jié)構(gòu)上黃斑部中央凹有2萬~3萬個(gè)感光細(xì)胞組成，感光細(xì)胞分布密度很高，在受到損傷后對白晝的視覺功能就喪失。,87,再者，視網(wǎng)膜黃斑的中央凹處無血管及神經(jīng)分布，因此這部位的熱量擴(kuò)散功能很差，一旦損傷后，再修復(fù)的希望很小。中央凹是視網(wǎng)膜最薄弱的地方，在受到激光作用后壁視網(wǎng)膜中其他部位更容易遭到破壞，因此激光直射眼睛非常危險(xiǎn)。當(dāng)激光稍偏離視軸角度入射眼睛時(shí)，聚焦光斑不會落于黃斑區(qū)，而落在其外圍的視網(wǎng)膜上。因此入射角度不同，其損傷就不一樣，即使與直射時(shí)所進(jìn)入眼睛的能量完全相同，但所引起的上海人不相同。,4. 瞳孔大小的影響,88,瞳孔的大小與受傷程度成一定比例關(guān)系。瞳孔越大，進(jìn)入眼內(nèi)的激光量越大，眼底損傷程度越重，越不可逆轉(zhuǎn)。因此，瞳孔縮小對保護(hù)眼底視網(wǎng)膜，防止激光束損傷有一定的意義。 在光線較暗的室內(nèi)，瞳孔散開就大，在這樣的環(huán)境中調(diào)試、使用激光器者，必須慎重保護(hù)眼睛。縮小的瞳孔，除能減少進(jìn)光量以外，瞳孔外的激光量可被虹膜吸收，從而將熱量由虹膜的微血管擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。一般情況下，眼睛在適應(yīng)暗的環(huán)境是瞳孔直徑為7~8mm，在可見的強(qiáng)光下可以縮小到只有1.5mm，通常在白天瞳孔直徑為2~3mm。因而，最大瞳孔與最小瞳孔之間的透光面積可相差20倍以上。,89,5. 眼底色素含量的影響,眼底色素含量多少與受到激光傷害程度有特定關(guān)系。色素組織極容易吸收激光能量，故色素含量多少直接影響到激光對視網(wǎng)膜的損傷程度。文獻(xiàn)報(bào)道，集體膚色深淺與眼底色素呈正相關(guān)關(guān)系，膚色深者，其眼底所含的色素?cái)?shù)量越多，對激光的吸收程度也越強(qiáng)，受到損傷的程度就越大。眼組織吸收了超過其本身的致傷閾值的能量以后就將受到傷害。超出越多，收到的傷害就越重。,（三）對皮膚的傷害,90,（三）對皮膚的傷害 （四）影響皮膚損傷的因素 三、激光的防護(hù)措施 （一）激光器的分級與防護(hù)措施 （二）個(gè)人安全防護(hù) 四、激光安全標(biāo)志 五、激光職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 第四節(jié) 超聲波對機(jī)體作用和防護(hù)措施 一、超聲波對機(jī)體的作用 （一）超聲生物效應(yīng) （二）超聲波的作用機(jī)制 二、超聲波對機(jī)體的健康效應(yīng) （一）超聲診斷對機(jī)體的影響 （二）超聲治療對機(jī)體的影響 （三）不良反應(yīng) 三、超聲波的安全與防護(hù) （一）超聲診療的防護(hù) （二）超聲診療存在的問題 四、醫(yī)用超聲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 第五節(jié) 非電離輻射的安全策略,91,