医用诊断X射线应用及其职业危害因素分析毕业设计论文.doc
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1、 毕业设计(论文)题 目 医用诊断X射线应用及其职业危害因素分析学院名称 核科学技术学院 南华大学本科生毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目 医用诊断X射线应用及其职业危害因素分析设计(论文)题目来源自选课题设计(论文)题目类型调研课题起止时间2013年12月-2014年5月一、设计(论文)依据及研究意义:依据: 由于现代医学诊断和治疗越来越多的应用电离辐射和放射性技术,包括X射线放射学、核医学和放射治疗等领域的医学诊断和治疗,医疗照射已成为人们所受照射的最主要来源,这种发展也迅速加大了职业照射的危险性,医疗领域的职业病防护也迅速成为放射防护领域中非常重要的一个方面。因此,做好医用X射线机
2、放射防护检测更是我们不可松懈的责任。研究意义:.提高实际运用及综合分析能力,将理论知识用于实践。.熟悉职业病危害防治的相关法律和标准,为将来工作打基础。.掌握各种医用X射线机的原理及特性。二、设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)1、主要研究内容:.分析各类X射线机运行原理及其主要危害因素;.掌握电离辐射综合防护体系及医疗照射防护基本原则;.按照对X射线外照射防护基本原则,确定X射线机工作场所防护设施建设主要措施,选用相关辐射防护材料,掌握屏蔽厚度计算方法;.根据国家有关法律、法规、规定及相关标准,调查分析某地区医用X射线机的使用及防护情况。2、预期目标:.对各类X射线的运行
3、原理及其危害因素做详细陈述,并做出比较;.对不同的防护材料进行比较,并计算某机房所需的屏蔽厚度;.调查分析某地区医用诊断射线机的使用及防护情况,提出防护建议。三、设计(论文)的研究重点及难点:重点:普通拍片机、医用透视机、CT、DSA等医学设备的性能及场所防护分析。难点:对某地区医用X射线机的使用及防护情况进行调查分析,并提出防护建议。四、设计(论文)的研究方法及步骤(进度安排)1、研究方法:. 查询并学习相关参考资料;制定合理的设计方案,并按方案进行实施;. 虚心向有经验的同事学习,在实践工作中提高自己。 2、步骤: 1月5日-3月23日 收集资料,完成开题报告 3月24日-3月31日 整理
4、资料,完成论文具体的提纲 4月1日-5月1日 完成论文初稿 5月 2日-5月中旬 完成论文修改,装订,并完成答辩用PPT 五、进行设计(论文)所需条件:1、 严谨的学习工作态度;2、核技术应用、辐射防护学等基本知识;3、查找相关信息,收集专业资料。六、指导老师意见: 签名: 年 月 日 医用诊断X射线应用及其职业危害因素分析摘要:本文通过对X射线基本性质的介绍,进而阐述其在医学上的应用,对各种医用X射线机的基本原理及其可能产生的危害因素进行了详细的介绍,包括X射线摄影机、X射线计算机断层摄影(CT)和数字减影血管造影技术(DSA)等。同时,文章结合了这段时间的实习工作,从医用X射线机性能及场所
5、防护两方面,详细介绍了辐射防护三原则在医学上的应用,并调查分析某地区的医用X射线机防护现状,进而提出有效的解决建议。另外,对这几个月以来所做的实习工作及其他工作进行了总结。关键词:医用诊断X射线机;应用;辐射;防护;职业危害因素 Application of medical X-ray machine and analysis of occupational risk factorsAbstract:According to expounding the basic properties of X-ray and its applications in medicine, this paper
6、 introduces the basic principles of all medical X-ray machine and possible risk factors for a detailed description, including the X-ray cameras, X-ray computer tomography (CT),digital subtraction angiography (DSA) and so on. Moreover, this paper makes a detailed analysis on the three principles of r
7、adiation shielding from medical X-ray machine and X-ray room in combination with a period of cadet. Minewhile,I investigate certain areas of medical X-ray machine protective status, and make effective solutions. In addition, I declare the experience got from work during these months.Key words:Medica
8、l diagnostic X-ray machine;Application; Radiation;Shielding; Risk factors目 录引 言11 X射线在医学中应用及其危害因素分析21.1 X射线的发现21.2 X射线的性质31.2.1 物理效应31.2.2 化学效应41.2.3 生物效应41.3 X射线在医学中的应用61.3.1 X射线诊断61.3.2 X射线治疗61.4 各类X射线机的运行特点71.4.1 普通X射线摄影机71.4.2 X射线计算机断层摄影(CT)111.4.3 数字减影血管造影技术(DSA)141.5 医用诊断X射线对人体的危害因素162 电离辐射综合防
9、护体系及医疗照射防护基本原则182.1 电离辐射综合防护体系182.1.1 辐射防护的目的与任务182.1.2 辐射防护基本原则182.1.3 我国现行辐射防护的基本剂量限值192.2 医疗照射防护基本原则212.2.1 医疗照射实践的正当化212.2.2 医疗照射的最优化212.2.3 医疗照射的剂量限值212.3 医用诊断X射线机的性能防护222.3.1 医用诊断X射线机的性能防护要求222.3.2 医用诊断X射线机的性能防护检测方法252.4 医用诊断X射线机房的建筑屏蔽设计与计算282.4.1 医用诊断X射线机房的防护设施282.4.2 医用诊断X射线机房的建筑屏蔽计算312.4.3
10、医用辐射屏蔽材料的选择322.5 浙江省某地区医用X射线放射防护现状调查分析362.5.1 调查结果:362.5.2 防护现状分析372.5.3 防护建议393 总 结404 心得体会40参考资料42致 谢42附:英文翻译iv南华大学核科学技术学院2014届本科毕业生论文引 言随着经济的迅猛发展,放射性同位素与射线装置的应用已经得到迅速发展,并展现出广泛的前景。在医疗应用方面,X射线射线拍片、肿瘤放疗、核医学检查等放射诊疗技术已成为疾病诊治和健康检查的常规手段,在防病治病、保障人民健康方面发挥着其他技术难以替代的巨大作用。同时,核能发电与工业探伤、计量控制、辐照灭菌或保鲜等核与辐射技术在工业、
11、农业、环保、计量、教育和科学研究等领域也获得了广泛的应用,创造了巨大的经济和社会利益,推动着经济的快速发展和社会文明的不断进步。然而,放射线是一把双刃剑,如果用之不当,管理不善,忽视对它的防护,就会影响人员的健康,危害环境的安全,甚至导致严重的放射事故,造成人员伤亡和重大财产损失。尤其是在医学发达的今天,现代医学诊断和治疗越来越多的应用电离辐射和放射性技术,医疗照射已成为人们所受照射的最主要来源。与此同时,对从事放射工作的从业人员带来的电离辐射的职业危害也会随之增加、因此,必须高度重视并进一步加强对放射工作的防护管理工作。而做好医用X射线机放射防护检测工作更是我们不可松懈的责任。1 X射线在医
12、学中应用及其危害因素分析1.1 X射线的发现1895年德国物理学家伦琴(WCRntgen)在研究阴极射线管中气体放电现象时,用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极,一个叫做阴极)的密封玻璃管,在电极两端加上几万伏的高压电,用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄,在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时,偶然发现距离玻璃管两米远的地方,一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验,用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书,都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是,当用手去拿这块发荧光的纸板时,竞在纸板上看到了手骨的影像。 当时伦琴认定:这是一种人眼看不
13、见、但能穿透物体的射线。因无法解释它的原理,不明它的性质,故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号,称为“X”射线(或称X射线或简称X线)。这就是X射线的发现与名称的由来。此名一直延用至今。后人为纪念伦琴的这一伟大发现,又把它命名为伦琴射线。 X射线的发现在人类历史上具有极其重要的意义,它为自然科学和医学开辟了一条崭新的道路,为此1901年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖金。 科学总是在不断发展的,经伦琴及各国科学家的反复实践和研究,逐渐揭示了X射线的本质,证实它是一种波长极短,能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0001100nm,医学上应用的X射线波长约在000101nm之间),
14、它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此,X射线除具有可见光的一般性质外,还具有自身的特性。1.2 X射线的性质 1.2.1 物理效应 1)穿透作用 穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长,光子其有的能量很小,当射到物体上时,一部分被反射,大部分为物质所吸收,不能透过物体;而X射线则不然,因其波长短,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关,密度大的
15、物质,对X射线的吸收多,透过少;密度小者,吸收少,透过多。利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。 2)电离作用 物质受X射线照射时,使核外电子脱离原子轨道,这种作用叫电离作用。在光电效应和散射过程中,出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离,这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞,使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中,电离后的正、负离子将很快复合,不易收集。但在气体中的电离电荷却很容易收集起来,利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量,X射线测量仪器正是根据这个原理制成的。由于电离作用,使气体能够导电;某些物质
16、可以发生化学反应;在有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X射线损伤和治疗的基础。 3)荧光作用 由于X射线波长很短,因此是不可见的。但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,由于电离或激发使原子处于激发状态,原子回到基态过程中,由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线,这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础。在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏,增感屏,影像增强器中的输入屏等。荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,增感屏用作摄影时增强胶片的感光量。 4)热作用物质所吸收的X射线能,大部
17、分被转变成热能,使物体温度升高,这就是热作用。 5)干涉、衍射、反射、折射作用这些作用与可见光一样,在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。 1.2.2 化学效应 1) 感光作用 同可见光一样,X射线能使胶片感光。当X射线照射到胶片上的溴化银时,能使银粒子沉淀而使胶片产生“感光作用”。胶片感光的强弱与X射线量成正比,当X射线通过人体时,因人体各组织的密度不同,对X射线量的吸收不同,致使胶片上所获得的感光度不同,从而获得X射线的影像。这就是应用X射线作拍片检查的基础。 2) 着色作用 某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等,经X射线长期照射后,其结晶体脱水而改变颜色,这就叫做着色作用。
18、1.2.3 生物效应当X射线照射到生物机体时,生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死,致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变,称为X射线的生物效应。不同的生物细胞,对X射线有着不同的敏感度。X射线可以治疗人体的某些疾病,如肿瘤等。另一方面,它对正常机体也有伤害,因此要加强对人体的防护。X射线的生物效应归根结底是由X射线的电离作用造成的。 由于X射线具有以上种种性质,因而在工业、农业、科学研究等领域都获得了广泛的应用,如工业探伤、晶体分析等。在医学上,X射线技术已成为对疾病进行诊断和治疗的专门学科,在医疗卫生事业中占有重要地位。 1.3 X射线在医学中的应用1.3.1 X射线诊断 X射线应用
19、于医学诊断,主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时,受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多,那么通过人体后的X射线量就不一样,这样便携带了人体各部密度分布的信息,在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别,因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比,结合临床表现、化验结果和病理诊断,即可判断人体某一部分是否正常。于是,X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。 1.3.2 X射线治疗 X射线应用于治疗,主要依据其生物效应,应用不同能量的X射线对人体病灶部
20、分的细胞组织进行照射时,即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制,从而达到对某些疾病,特别是肿瘤的治疗目的。 但是在利用X射线的同时,人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍,白血病等射线伤害的问题,为防止X射线对人体的伤害,必须采取相应的防护措施。1.4 各类X射线机的运行特点1.4.1 普通X射线摄影机 普通X射线摄影机分透视和照相两种成像方式,是目前临床医学影像诊断中最基本、最广泛使用的成像技术之一。随着计算机技术的发展,已有大量自动化控制成像和信息处理方法融入普通X射线摄影技术之中。1) 透视透视(fluoroscopy)是X射线检查的基本方法之一。比如胸部透视,可观察肺、心脏和
21、大血管等。而肠道钡餐检查和钡剂灌肠时必须应用透视检查。其原理是当一束强度均匀的X射线穿过人体时,由于各组织或器官对X射线的吸收衰减程度不一,透过人体后的X射线就形成能反映人体内部解剖结构信息的X射线潜影。当这种潜影照射荧光屏时,就转换为肉眼可见的荧光影像,观察和分析这种影像就恩那个诊断人体组织器官的正常与异常。传统的X射线透视是医生手持荧光屏,在暗室中近台操作,致使工作人员和受检者都受到过多的X射线照射。而用影像增强器代替普通荧光屏后,使荧光亮度增强了数千倍,同时还可以采用闭路电视在明室中进行观察。因此,使用影像增强系统,可以使透视X射线强度大幅度降低,医生隔室操作,基本上不受X射线照射1。明
22、室观察的视觉灵敏度高,透视的准确性也相应提高。X射线透视简便、易行、快捷,不仅可以观察器官的形态,而且还可以观察器官的活动情况。在临床应用中,X射线透视是肠胃道造影检查、骨折复位手术、导管和介入性放射学等采用的基本方法。但是,X射线透视也存在一定的局限性。由于人体器官透视影像的重叠,使影像分辨率不高,对密度高、厚度大的部位或密度、厚度差别小的组织,其分辨率就更低。另外,X射线透视无法进行客观记录。2) 摄影摄影(roentgenography)是X射线检查的另一种基本方法。其原理是:让透过人体带有信息的X射线潜影照射在胶片上,致使胶片感光,然后通过显影、定影等过程便在胶片上产生X射线影像。作为
23、显影材料来讲,X射线胶片比透视荧光屏的分辨率要高,因此,X射线摄影比透视能发现更多有诊断价值的影像,而且可以永久保存,便于会诊和复查对比。从辐射防护学意义上讲,X射线摄影的剂量远小于X射线透视的剂量,测试表明一次拍片的剂量不足荧光透视的1/8。X射线胶片的缺点是检查的区域为胶片大小所限制,不能观察运动功能。普通拍片机实物图如图1.1所示。图1.1 普通拍片机实物图3) 计算机X射线摄影CR计算机X射线摄影(computed radiography,CR)是将X射线透过人体后的信息既不是打在荧光屏上,也不是照在胶片上,而是记录在影像板(image plate IP)上,经读取装置读取后有计算机以
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