一、电离辐射的来源

自从地球形成以来，电离辐射就与生物形成与进化并存，这部分主要包括宇宙射线和地壳陆地辐射以及室内外环境中的氡等，这种天然存在的电离辐射也称为天然本底辐射。宇宙射线包含来自银河系称为初级宇宙射线的各种高能粒子，以及初级宇宙射线进入地球大气层后，与大气层中原子核相互作用产生级联效应或次级核反应而形成的次级宇宙射线。大气层为我们阻挡了许多高能的宇宙射线。地球上的天然放射性核素分为宇生放射性核素和原生放射性核素。宇生放射性核素主要是由于宇宙射线与大气层和地球表层原子核相互作用而产生的，如宇生放射性核素等。原生放射性核素是自地球存在以来就存在于地壳里的放射性核素，地壳陆地表面的土壤、岩石、水、大气乃至包括人体在内的生物组织和植物组织中，都存在天然的原生放射性核素，对人体照射影响较大的原生放射性核素主要有铀系、钍系、锕系核素及等。随着社会的进步，人们接受天然电离辐射照射会因人为活动的时空变化而增加。例如，越来越多的人乘坐飞机，增加了受宇宙射线的照射机会；地下空间的开发利用增加了受地壳γ辐射和氡的照射的可能；建筑材料、室内装修材料（天然石材）以及室内滞留时间的增加也加大了人类接受氡和其他原生放射性核素照射的份额。

近一个多世纪以来，随着科学技术发展，人类陆续在医疗、能源、工业、农业、地质、考古、军事等领域乃至日常生活中不断开发利用电离辐射技术，给人类带来了人工电离辐射照射。人工电离辐射包括医疗诊断与治疗、核技术研究及教学、核反应堆及其辅助设施、核试验沉降物污染、核工业职业照射、一般工业应用（工业探伤、料位计等）、核与辐射事故意外照射、国民经济中民用产品（显像管电视机、烟雾探测器等）、装饰性建筑材料等。

医疗照射是全球公众接受的最大人工电离辐射的来源，并且还在不断增加。因此，医疗放射学、介入放射学、核医学、放射肿瘤学等医用辐射所致受检者与患者的医疗照射防护越来越引起全社会的关注。

据UNSCEAR 2008年报告，环境中各种辐射来源所致的全球人均年有效剂量约为3.0mSv，其中80%（2.4 mSv）来自天然辐射，19.6%（约0.6 mSv）来自医疗照射，其余的0.4%（约0.01 mSv）来自其他人工辐射源（图1-1）。表1-1给出了全球天然和人工电离辐射源所致公众的人均年有效剂量及其典型范围。医疗照射来源中，每年约有31亿人次接受放射诊断检查（人均年有效剂量0.62 mSv），4.8亿人次接受牙科放射学检查（人均年有效剂量0.001 8 mSv），3 270万人次接受核医学检查（人均年有效剂量0.031 mSv），510万人次接受治疗性照射。

图1-1 电离辐射所致全球居民人均年有效剂量及其分布

表1-1　全球天然和人工电离辐射源所致公众的人均年有效剂量

二、医用辐射的发展

X射线的发现标志着现代物理学时代的到来，而X射线的应用使医学发生了巨大变革，在过去的100多年里，电离辐射技术以其独特的作用在生命科学研究、医学诊断与治疗上做出了重要贡献。图1-2简要概括了各种辐射在医学中的应用及各分支学科的内在联系与主要内涵。

图1-2 电离辐射的医学应用

（一）放射诊断学

人体医学X线检查包括普通X线检查（X线摄影和X线透视）、X线造影和X线特殊检查，如乳腺摄影、体层摄影等。

20世纪初，人们利用X线的穿透性、能激发荧光物质产生可视影像以及能使胶片感光形成黑白影像的特性，在医用诊断X线设备上实现了透视和摄影，用以疾病的检查诊断，先后开发了断（体）层X线摄影、移动式X线透视和摄影、X线电视、车载X线机、C形臂X线机等医用诊断设备，在影像接收器方面研发出影像增强器以及摄影胶片的各种片屏组合增感屏等。

20世纪70年代，随着计算机技术和网络技术的发展，X线计算机断层（CT）扫描机的出现标志着医学诊断的又一次革命。自此以后，数字化X线设备不断涌现，CT也在短短20年间经历了五代更新，随后问世的多排（层）螺旋CT又迅猛发展，加上数字减影血管造影（DSA）、数字胃肠点片（DSI）、计算机摄影（CR）、数字摄影（DR）以及双X射线源CT等新设备、新技术和新方法接连涌现，显著地提高了临床医学中的放射诊断质量。

（二）放射肿瘤学（放射治疗学）

放射治疗（简称“放疗”）是肿瘤治疗的重要手段之一，从早期的镭针、60 CO治疗机、深部X线治疗机，到现在的医用电子加速器、γ刀、中子刀、质子加速器、放射性粒子植入等新技术方兴未艾。

在肿瘤放疗中，一般处方吸收剂量高达几十戈瑞（Gy），由于放射线在杀伤肿瘤组织的过程中不可避免地损伤了周围的健康组织，如何加强肿瘤放疗的防护与安全，实现放疗的最优化与质量保证，保护接受放疗患者的正常组织等，已经成为放射肿瘤学的重要研究课题，因此在肿瘤放疗中出现了立体定向放疗、三维适形放疗、调强适形放疗、图像导引放疗等新技术的应用，这些新技术的目的是：在同一台治疗设备上做到精确计划（TPS）、精确定位（IGRT）和精确治疗（IMRT）。

（三）临床核医学

反应堆和加速器的问世引发了人工制备放射性核素新时代的到来，随着放射性核素标记和示踪技术用于人体脏器的显像及功能测定，放射性核素与医学相结合产生了核医学学科。临床核医学既有各种核素显像与功能测定的诊断检查，又有不断发展的放射性核素标记药物的靶向治疗（俗称“生物导弹”）。

1940年，放射性核素制剂在临床上开始使用；20世纪50年代，先后研制出扫描机和γ照相机；60年代，发生器和标记显像剂相继用于临床；70年代，电子计算机的应用把核医学推进到定量与动态核医学的新阶段，单光子发射计算机断层显像（SPECT）装置问世，使许多功能性的疾病可以通过SPECT得以诊断。

20世纪90年代，分子核医学崛起，开创了核医学的新篇章，PET运用人工生产的正电子发射体的核素标记生理性化合物或代谢底物、氨基酸、受体的配体及水等，可以显示人体脏器或组织的代谢活性及受体的功能与分布，PET的出现使得医学影像技术达到了一个崭新的水平，它能够无创伤性、动态、定量评价活体组织或器官，并在生理状态下及疾病过程中根据细胞代谢活动的生理、生化改变，获得分子水平的影像信息，这是目前其他任何方法所无法实现的，它为疾病的早期诊断开创了新纪元。

核医学的不断发展同样要求加强与之相适应的放射防护与安全，尤其是核医学中既有外照射又有复杂的内照射放射防护问题，需要重视和加强。

（四）其他医学应用

（1）介入放射学 从单一的X射线诊断到影像医学的发展，近代医学放射学不仅在疾病诊断上显现出独特的优势，而且随着生物医学、材料科学以及导管、导丝和各种检查技术的发展，已跨越诊断范畴延伸到介入放射学诊疗的时代。

介入放射学（intelvemional radiology）是在影像学方法的引导下，采用经皮穿刺插管等方法对患者进行血管造影，采集病理学、生理学、细胞学、生物化学等检查资料，开展药物灌注、血管栓塞或扩张成形、体腔引流以及临床疾病等微创伤的方法进行诊断和治疗。

介入诊断与治疗的领域日益扩大，几乎涉及各个临床学科，尤其是在心血管、脑血管、外周血管以及肿瘤等方面，它的诊治优势越来越凸显，介入医学的发展将与内科学、外科学并列为现代临床医学的三大支柱。但是，介入放射学是近台放射性操作，对患者和有关工作人员所致的照射剂量较大，已成为辐射防护学最难的课题之一。

（2）非电离辐射应用医学上非电离辐射的应用包括磁共振成像（MRI）、电磁辐射治疗（如射频消融技术、高频电疗等）、超声波成像与碎石、激光治疗与美容、红外线治疗等。

（3）医学影像学的融合 影像融合技术是利用计算机将多种影像学检查的图像信息进行数字化综合处理，将多源数据进行空间配准后，产生一种全新的信息影像，以获得对研究对象的一致性描述，同时融合各种检查的优势，以达到辅助诊断的目的。影像融合技术采用医学检查优势互补的方法，集成了传统放射学、数字化放射学、核医学显像、超声波成像、磁共振成像五大类医学成像方法。

21世纪的医学影像学将成为医学和生物学中发展最快的学科之一，影像学的诊断方法将由以大体形态成像为主向生理、功能代谢成像转变，其对比增强由一般性向组织、疾病特异性转变，图像分析由定性向定量方向发展，诊断模式也由原来的胶片采像与阅读逐渐向数字采像和电子传输的无胶片方向转变。

由于电子学、计算机等信息学科的飞速发展，医学图像的存储和传输通信系统、远程传输、介入放射学与微创伤外科学的相互融合，在临床医学诊疗中相继出现了PET-CT、SPECT-CT、PET-MR，以及三种图像融合和区域性图像技术融合处理中心的建立，一个新的“网络影像学”时代已经到来。

三、医学辐射防护学的发展

在X射线被发现的第二年，就有个别从事该项研究的人员出现皮炎和眼部炎症，却没有引起人们的重视。早期简陋的X射线机以及不当的使用，先后发生了一系列放射损伤案例，如无防护条件的X线影像学检查、用X线照射治疗强直性脊柱炎引起的放射伤害等，后来人们才开始关注放射线的安全与防护。

1913年，德国首先成立伦琴学会并发布了有关指南；1920年后，美国和英国成立X线和镭放射防护委员会；1925年，召开了第一届国际放射学大会，提出以30 d内接受X线照射出现“红斑”剂量的1／100作为“耐受标准”。1928年，成立了国际X线和镭防护委员会（IXRPC），此后由于战争的原因停止了工作，直到1950年才恢复工作，并正式改名为国际放射防护委员会（ICRP）。

早期的放射防护从关注明显的躯体效应到进一步考虑突变效应、致癌效应和遗传危险而不断演进，当时人们一直致力于寻求一个能区分危险与安全界限的剂量限值，先后出现过红斑剂量、耐受剂量、容许剂量等现在认为是不够严谨的概念。

1977年，ICRP出版第26号出版物，淘汰了沿用数十年的“最大容许剂量”概念，提出放射实践的正当性、放射防护的最优化和个人剂量限值三项原则构成的放射防护体系。1990年，ICRP以第60号出版物取代了26号出版物；2007年，ICRP的基本建议书又再次更迭，以103号出版物取代第60号出版物，更新了辐射权重因数和组织权重因数的数值，但放射防护的指导思想依然是不断充实和完善放射实践的正当性、放射防护的最优化和个人剂量限值等三项基本原则构成的放射防护体系。

回顾放射防护的发展历史，放射防护经历了四个阶段的发展历程。第一个阶段是早期提出的“红斑剂量、耐受剂量和最大容许剂量”等；第二个阶段以1977年ICRP第26号建议书为代表，在职业照射、医疗照射方面提出了放射实践的正当性、放射防护的最优化以及个人剂量限值等基本原则，具有重要里程碑式意义；第三个阶段以1990年ICRP发表的第60号建议书为标志，进一步充实和改进了放射防护基本原则的放射防护体系；第四个阶段从2007年ICRP发表第103号建议书开始，更新了“辐射权重因数”“组织权重因数”和“标称危险系数”概念，进一步充实了放射防护体系，把照射分为计划照射、应急照射、现存照射三类，改变了过去关于实践和干预的基本分类方法，突出了放射防护最优化，强化了医疗照射防护。

四、医用辐射防护的目的与任务

（1）辐射防护的目的 防止有害的确定性效应（组织反应）发生，并限制随机性效应的发生率，保证人类接受各种照射实践活动的量达到被认为是可以接受的水平。

（2）辐射防护的任务 研究辐射对人类健康的影响和规律，提供辐射防护质量保证的安全措施，保证人类接触伴有各种辐射的有益实践活动的安全，既要促进核能利用及其核辐射科学技术的发展，又要最大限度地预防和缩小辐射对人类的危害，趋利避害，以尽可能低的照射剂量获取最大的效益。

近30多年来，国际辐射防护组织和我国放射防护标准均使用被普遍接受的“线性无阈模型”，要求各种放射实践活动开展必须以“利大于弊”为基本准则，并协调个人与社会的利益，辐射防护既要根据科学判断，还要包括社会判断，致力于有效防止发生电离辐射诱发的确定性效应，同时尽量把随机性效应的发生概率合理控制在可以接受的水平。