生物醫學工程學院放射物理與防護學1第八章放射性復合傷與中子損傷第一節放射性復合傷第二節中子的放射損傷2第八章放射性復合傷與中子損傷第一節放射性復合傷人員同時或相繼遭受兩種以上（含兩種）不同性質致傷因素作用而引起的復合損傷稱為復合傷（combinedinjuries）。合并有放射性損傷的復合傷稱為放射性復合傷，如放射損傷復合燒傷等。無放射損傷者稱為非放射線復合傷，如燒傷復合沖擊傷。核武器襲擊時，放射復合傷的發生率很高。日本遭原子彈襲擊后，廣島和長崎20d生存的傷員中，復合傷約占40%。3我國核試驗現場動物實驗結果表明，復合傷的發生率為50%~85%。核事故中可見到放射損傷合并燒傷和沖擊傷等的復合傷，如1986年蘇聯切爾諾貝利核電站事故傷員中，重度以上放射病患者多合并有熱燒傷，部分同時有β射線、γ射線皮膚損傷。核武器襲擊放射復合傷發生率高、傷類復雜、傷情重、發展快、診治難，是造成減員和傷亡的重要原因，是救治的重要對象。一、放射性復合傷的分類和分度4復合傷的命名原則:在多種損傷因素中按損傷的嚴重程度排列，造成損害最重的傷類排在前面，其他因素的傷類依次排后。（一）放射性復合傷的分類類別分類依據放燒沖復合傷以放射損傷為主復合燒傷和沖擊傷，有三種不同性質的物理因素同時引起的復合傷放燒復合傷以放射損傷為主復合燒傷，由店里輻射和光輻射等燒傷因素所致的復合傷放沖復合傷以放射損傷為主復合沖擊傷，由店里輻射和沖擊波等同時所致的復合傷燒放沖復合傷以燒傷為主復合放射損傷和沖擊傷一、放射性復合傷的分類和分度5核爆炸所致的放射性復合傷的傷情，因不同的條件、地點、爆炸方式以及當量大小等有很大的差異：在核試驗場的開闊地面：主要發生放燒沖、燒沖和燒放沖復合傷。在小當量（千噸級）時：主要發生放燒沖復合傷隨著核武器當量的增加燒放沖和燒沖復合傷的發生率增高，在50萬噸以上時：主要是燒沖復合傷。高空爆炸時，由于早期核輻射被空氣吸收減弱，即使是千萬噸級以上的核武器，在爆心的投影點也不會發生瞬時輻射引起的急性放射損傷。6（二）放射性復合傷的分度復合傷分度標準（具備下列條件之一者）極重度幾種損傷中有一種達到極重度或幾種損傷中兩種達到重度或一種重度復合兩種中度或重度放射損傷復合中度燒傷者。重度幾種損傷中有一種達到重度或三種損傷均為中度或中度放射損傷復合中度燒傷者。中度幾種損傷中有一種達到中度者輕度各種損傷均為輕度者。7二、放射性復合傷的特點及病理生理學基礎（一）放射性復合傷的基本特點放射性復合傷的基本特點是:一傷為主復合效應“相互加重”是復合效應的重要表現。8（二）放射性復合傷的病理學基礎1.嚴重休克的發生率高在受到很大劑量照射后，由于中樞神經系統和心血管系統功能嚴重障礙，可能出現休克。放射性復合傷時，休克發生率增加，程度更重。如：小鼠單純12Gy放射損傷幾乎不發生休克，15%III度單純燒傷休克發生率為20%，而兩者合并損傷后休克的發生率為50%92.感染發生率高、出現早感染在單純放射病、燒傷和沖擊傷中都比較突出但復合傷時感染發生更早、更多、更重。如：復合傷時發熱和感染開始時間均早于單純放射病。復合傷時創面細菌數量比單純燒傷更多（百萬至千萬倍）。在極重度復合傷中，常見休克剛過，感染接踵而來，甚至休克期和感染期重疊，發生早期全身嚴重感染。103.造血功能障礙加重、出血明顯放射性復合傷與相同劑量的單純放射病相比較:骨髓發生空虛提前外周血細胞開始減少的時間提前11放射性復合傷到達一定嚴重程度，可使造血組織損傷明顯加重、加快，表現為:骨髓腔充血明顯有核細胞數量明顯減少呈現骨髓腔空虛現象，幾乎全為脂肪細胞所代替，提早進入骨髓衰竭期，骨髓再生延緩。

1213放射性復合傷時白細胞數的變化受許多因素的影響:復合放射損傷劑量越大，白細胞數下降越快，水平越低，回升也越慢。復合燒傷的傷情越重，面積越大，對白細胞的破壞作用也越重復合沖擊傷時，沖擊波超壓值的大小也對白細胞的變化產生影響1415放射復合傷時紅細胞的變化：三個階段初期升高進行性降低逐漸恢復升高反應與傷情嚴重程度有明顯關系。與單純放射病或單純燒傷比較，放射復合傷時下降更為嚴重和迅速，而且恢復也較慢。16放射性復合傷時，其他導致出血因素：外周血小板下降比單純放射病更快，也更低。同時有毛細血管脆性增加，凝血障礙明顯。胃腸出血嚴重，胃腸黏膜常發生斑片狀出血，形成血便，從而加重貧血的發生；出血處黏膜常壞死，更易發生腸道感染。復合傷時臨床出血綜合征一般也比單純放射病提早出現，且更為嚴重。174.創傷愈合延緩創傷的愈合受輻照劑量大小和所處放射病時相的影響燒傷創面和開放性傷口有可能受到放射性物質的沾染核輻射的抑制作用使表皮細胞生長停滯骨折經久不愈形成假關節185.其他因素放射性復合傷時神經內分泌調節障礙，代謝紊亂特別是蛋白質代謝障礙，較早出現的貧血等全身性變化，對局部創傷愈合產生不利影響。放射損傷對創傷愈合的影響主要發生在極期，因此，在治療上要力爭在極期到來之前，盡量治愈或最大限度地縮小創面或傷口，并在極期嚴密防治局部感染和出血，這不僅有利于局部創傷愈合，也能對復合傷的整體治療創造良好的條件。191.起主導作用的損傷決定著復合傷的基本性質、傷情和發展結局。2.各單一傷互相影響是復合傷特殊表現形式具體表現:①損傷之間互相加重：燒傷和沖擊傷加重放射損傷，放射損傷加重燒傷和創傷等②刺激或減弱損傷作用：兩種以上損傷按損傷程度和作用時間不同，復合傷的表現不完全都是相互加重。如一個輕的損傷在先，可使機體產生應激反應，機體抵抗力暫時增強，當第二個損傷出現時表現出減輕作用。動物實驗表明，放射復合傷活存狗外周血白細胞數的恢復，往往比相同劑量單純放射病時快。三、放燒沖復合傷的臨床表現（一）復合傷的臨床特點20

（二）放燒沖復合傷的臨床特征放射損傷常起主導作用，具有放射病的基本特征，也具有初期、假愈期、極期和恢復期的病程階段性但放射性復合傷時假愈期縮短，極期提前而延長，使傷情較長時間處于嚴重階段。21221.輕度放燒沖復合傷受照劑量>1.0Gy，合并輕度燒傷和沖擊傷。病程輕，無明顯病程分期，一般2個月內即可恢復。傷后數天內，可能出現疲乏、頭暈、失眠、惡心和食欲減退等一般癥狀，個別人在傷后3~4周可見到體表出血點，燒傷創面在傷后早期即可發生感染，同時伴有一過性發熱，通常在數天內體溫降至正常。輕度放燒沖復合傷造血功能障礙較輕，傷后白細胞數雖然也有輕度降低，但受燒傷的影響，白細胞數波動較大，23一般受照劑量在2.0Gy以上，合并輕度燒傷和沖擊傷。臨床上呈現階段性病程，傷后2~3個月可基本恢復。初期主要表現為疲乏、無力、頭暈、失眠、惡心、嘔吐、食欲減退等癥狀。感染發熱比單純放射病出現早，發熱持續時間長者可超過1周，極期可發生嘔吐、腹瀉和皮膚黏膜出血。傷后早期可有3~5d升高，繼而減少，由于合并燒傷，白細胞下降速度比同劑量單純放射病緩慢，而且下降程度較輕。淋巴細胞在傷后第1d就有明顯下降，下降程度與受照劑量成正比，傷后3d內波動在(0.5~1.0)×109/L。血紅蛋白有輕度減少，6~7周后逐漸恢復到接近正常水平。

2.中度放燒沖復合傷243.重度放燒沖復合傷受照劑量在3.0Gy以上，合并中度以上燒傷和沖擊傷。與同劑量單純放射病相比：病程發展快，假愈期縮短，極期提早出現，但恢復期尚不提前。因此，極期延長，傷后早期可有一過性發熱，極期感染、發熱出現早。25①早期開始發熱，持續至極期②早期發熱后，降至正常或接近正常水平，數日后再次發熱③傷后經過一段時間才開始發熱發熱的三種類型:后兩種發熱類型都可看到明顯的假愈期。第二種類型的再次發熱和第三種類型的開始發熱，都標志著極期的開始，各項癥狀繼而明顯加重。第一種類型的發燒，燒傷較重，假愈期不明顯26重度放燒沖復合傷臨床癥狀比同劑量單純放射病出現的早而重。當有肺部沖擊傷和鼻黏膜燒傷時，常見嚴重的肺出血和鼻衄。胃腸功能障礙更為嚴重。白細胞數降低出現早，數值更低，貧血發生得早而嚴重。進入極期后血紅蛋白很快降至3g以下。水、電解質平衡失調和代謝紊亂亦更為明顯，易發生嚴重的局部和全身感染由于放射損傷的影響，燒傷、軟組織損傷、內臟損傷及骨折等愈合均較慢27

4.極重度放燒沖復合傷受照劑量>4.0Gy，合并中度以上燒傷和沖擊傷。病程發展快，癥狀和體征出現早而重。傷后早期即有發熱，傷后1周內可發生牙齦炎、咽喉炎和扁桃腺炎，多無明顯的假愈期，白細胞數下降速度快。遭受5.0Gy照射伴中度燒傷和沖擊傷時，傷后6~16d白細胞即降至0.3×109/L左右，較同劑量單純放射病明顯提前。腸型和腦型放射性復合傷時，由于受照劑量大，放射損傷的影響極為突出，病程短促，往往未及表現出相互加重影響，即進入危重階段，以至死亡。28（一）放射性復合傷的早期診斷四、放射性復合傷的診斷1.受傷史根據事故的景象和有關情報，判斷事故當量、爆炸方式和核心位置，推算出殺傷區位置范圍和可能發生復合傷的類型。仔細了解傷員在核爆炸當時的位置，有無屏蔽和防護？是否看到爆炸景象或聽到爆炸聲響？曾否被拋擲、撞擊、擠壓和掩埋？在重沾染區的停留時間和活動情況，怎樣撤離沾染區？這些情況將有助于間接推測可能發生的損傷。29

2.傷員周圍環境可以根據傷員周圍的一些物體的破壞情況來推測人員可能發生的沖擊傷。3.體表傷情放燒沖所造成的各種損傷程度相互聯系，可從較易診斷的燒傷情況間接推測可能發生的放射損傷和內臟沖擊傷。30對暴露人員來說，小型核武器爆炸時，當發現有某種程度的燒傷，就要考慮可能發生同等程度或更重一些的沖擊傷和放射損傷。低空爆炸當量越小，復合的放射損傷就越重。中型核武器爆炸時，燒傷程度和沖擊傷大致相近或燒傷要重一些。大型核武器爆炸，燒傷程度比沖擊傷重1~2級。31有助于復合傷的早期診斷的癥狀①傷后有惡心、嘔吐、腹瀉，同時有燒傷和沖擊傷的癥狀，可能是放燒沖復合傷。如還伴有共濟失調、頭部搖晃、抽搐等中樞神經癥狀，可考慮為腦型放射性復合傷。②整體傷情表現比體表燒傷或外傷更嚴重，應考慮是否復合放射損傷或內臟沖擊傷。4.早期癥狀和體征體表燒傷和外傷易于察見，診斷的難點和重點在于是否符合放射損傷和內臟沖擊傷。32以燒傷為主的復合傷，白細胞數一般呈增高反應，傷情危重者也可出現白細胞下降，但中性粒細胞一般不減少5.外周血象變化以放射損傷為主的復合傷，白細胞數有不同程度的下降，受照劑量越大，白細胞數下降越快、越低。33（二）放射性復合傷的臨床診斷1.癥狀和體征因復合傷常產生相互加重傷情的特點，因而其診斷是在識別單一傷種類和傷情的基礎上進行的。因此，主要損傷的重要癥狀和體征就成為診斷的依據，但應掌握單一傷的復合傷后傷情規律的變化。2.血象和生化指標34重度放射復合傷白細胞總數降到很低，淋巴細胞可以從外周血中消失。放射性復合傷外周血淋巴細胞染色體畸變率和微核率增加，骨髓象具有急性放射病的特點。燒沖復合傷時，血清谷草轉氨酶的升高程度與傷情比較一致重度以上傷情大多有明顯升高，傷后1d谷草轉氨酶超過300U，多為極重度傷情。中度傷情可無明顯變化。極重度燒沖復合傷時，血中非蛋白氮顯著升高，傷后3d平均為傷前的2~3倍，極度升高表明傷情嚴重，腎可能發生腎小球缺血病變。2.血象和生化指標35包括心電圖、肺血流量和血氣分析、影像檢查、超聲波、核磁共振、腦電波、腦血流圖都可以提供參考，對診斷有參考作用。3.特殊檢查36五、放射性復合傷的急救和治療原則（一）放射性復合傷的急救要求復合傷的急救與一般戰傷基本相同，包括止血、止痛、包扎、骨折固定、防治窒息、治療氣胸、抗休克等。由于復合傷時休克發生率高，感染常是復合傷的重要致死原因，故應強調盡早采取抗休克和抗感染措施。37（二）放射性復合傷的治療原則1.防治休克與一般休克的臨床處理相同。2.早期使用抗放藥物參照急性放射病的治療原則，有放射性物質進入體內，應盡早服用促排措施4.手術原則在初期和假愈期內進行，使沾染創面轉為清潔創面，多處轉為少處傷，開放傷轉為閉合傷，重傷轉為輕傷。3.防出血和感染適量和交替使用抗菌藥物，促進造血和糾正水電解質紊亂，及時給予止血藥。極重度放射性復合傷，可考慮骨髓移植。38第二節中子的放射損傷中子彈（Neutronbomb）是一種以高能中子輻射為主要殺傷力的低質量戰術氫彈，目的是殺傷敵方人員，對建筑物和設施破壞相對較少，帶來的長期放射性污染較為低，1枚中子彈，其爆炸釋放的能量分配大致為早期核輻射占40%，沖擊波34%，光輻射24%，而放射性沾染只有2%。與同當量的趨同核彈相比，中子彈使用后留下的環境污染問題比較輕微，但人體受到同種輻射劑量下，中子彈產生放射性殺傷效應是X射線、γ射線的10~20倍。39中子彈爆炸震撼場面4041一、中子損傷的生物學基礎1.中子與物質的反應特點:中子的靜止質量約為1.009原子質量單位，它把能量傳遞給物質主要是通過與原子核發生散射和吸收兩種作用方式。某些物質如鋰、硼等具有俘獲慢中子的較大截面，俘獲中子后發射出帶正電荷的粒子，如10B+n→7Li+α，用于中子俘獲治療腫瘤。中子與氫、碳、氧核彈性碰撞產生反沖核，其中中子與氫核的反應截面最大，所以中子轉移給氫核的總能量最大。42由于生物組織中氫元素含量很高，因此中子向生物組織傳遞能量主要是通過產生氫反沖核，即反沖質子來完。反沖質子的電離密度很大，這是中子引起機體損傷較重的主要原因。

中子作為高LET輻射，與組織作用時產生的各種次級帶電粒子，可再與組織相互作用而引起電離和激發，在單位徑跡內損失大量能量，形成大量的電離粒子，產生高密度電離，引起生物介質的損傷。2.影響中子生物學效應的因素在快中子能量范圍內（大于10kev），隨著中子能量的增加，損傷效應減輕。43中子的相對生物學效應可因劑量（或效應水平）不同而改變，通常在小劑量照射時，或在低效應水平，中子的RBE值較大；而當劑量增大，或效應水平提高時，中子的RBE值降低。分次照射時，分子的RBE隨劑量或分次劑量的減小而增大。裂變中子的RBE值隨著動物個體的增大而降低，而低能中子的RBE值高于裂變中子的RBE值。中子照射后可使機體在分子、細胞水平發生改變而導致系統損傷。中子對DNA損傷主要是鏈斷裂，DNA單鏈斷裂數比較少，雙鏈斷裂數遠遠高于γ射線，其中雙鏈斷裂是導致細胞死亡的致死性損傷因素。44DNA鏈斷裂的修復速度慢、數量少，易產生錯誤修復，同時還的產生大量難以修復的局部同樣損傷，如堿基損傷、糖基破壞和鏈斷裂等。⑤誘發細胞染色體畸變明顯，遠后效應重。3.中子對哺乳動物細胞的損傷特點①細胞致死效應重，造血器官和胃腸道損傷重；②細胞含氧狀態的依賴性較小；③缺乏亞致死性損傷修復和潛在致死性損傷修復；④細胞周期輻射敏感性變化小；45二、中子對主要組織的損傷（一）中子對胃腸道的損傷中子照射引起動物死亡的原因主要是由于胃腸道損傷，小腸細胞的損傷是腸道損傷的基礎。中子照射引起小腸細胞丟失，腸腺細胞完整性改變及凋亡率增高，腸腺干細胞有絲分裂抑制，染色體畸變率上升，上皮脫落，絨毛裸露，腸壁變薄等。腸運動功能嚴重障礙，小腸收縮功能出現明顯抑制或階段性收縮功能紊亂，給腸套疊的形成提供了條件，導致胃腸道癥狀嚴重，如胃腸道出血、食欲減退、惡心、嘔吐、腹瀉及電解質紊亂，動物早期死亡增加。46中子對胃腸道損傷的原因可能是腸及周圍軟組織含大量的碳、氫、氧、氮等輕元素，易于吸收較多的中子，引起腸道嚴重損傷。（二）中子對造血系統的損傷中子對造血系統的損傷效應明顯重于X射線、γ射線。中子對造血干細胞的致死能力強，而且這種致死能力的變化與混合照射中中子所占比例關系密切，隨中子含量的增加(33%~95%)，造血干細胞的D0值從(3.30±0.22)Gy降至(0.85±0.04)Gy；混合射線中的中子比例越高，造血干細胞對中子越敏感，損傷越重，導致造血系統功能越難恢復。47此外，粒系祖細胞損傷嚴重，骨髓細胞對中子照射缺乏亞致死損傷修復能力也是中子造血系統的一個重要特征。中子照射所引起的外周血細胞和骨髓造血細胞的損傷和恢復過程，與X射線、γ射線照射后無本質區別。中子照射時造血系統損傷重，但受照后恢復水平高于γ射線。中子骨髓型急性放射病時，胃腸道損傷嚴重，但造血系統仍是引起中子骨髓型急性放射病動物死亡的關鍵器官。（一）中子對免疫系統的損傷48免疫系統的損傷是放射病及其發生感染并發癥及引起死亡的重要原因。中子對免疫系統的損傷作用比低LET輻射重。脾和胸腺細胞對中子的輻射敏感性高于γ射線，但中子損傷恢復時間和恢復水平與γ射線相似。中子照射后，脾淋巴細胞增殖能力降低，經絲裂原刺激后增殖能力恢復。脾NK細胞的活性隨中子劑量的增大而降低，變化規律與γ射線損傷基本相似，但幅度有差異。中子照射引起免疫細胞如胸腺淋巴細胞凋亡，也影響體液免疫。49三、中子急性放射病的特點中子急性照射也能使人員發生腦型、腸型和骨髓型急性放射病，其病程經過及病理變化基本上與γ射線引起的急性放射病類似。動物受到致死劑量或亞致死劑量中子或中子-γ射線混合照射后，可產生骨髓型急性放射病。與低LET輻射引起的急性放射病類似，中子骨髓型急性放射病也可分為輕度、中度、重度、極重度，其病程也可分為初期、痊愈期、極期和恢復期。中子引起的骨髓型急性放射病有以下幾個特點：50受照劑量越大，初期死亡越明顯。初期死亡動物大多數發生嘔吐、腹瀉等較嚴重的胃腸道癥狀。1.初期死亡多中子照射的骨髓型放射病病情發展比γ射線快，癥狀嚴重，有的不出現明顯的假愈期。致病動物多有分期表現，但隨著劑量增大，分期漸不明顯，部分動物可由初期直接轉到極期，而不出現假愈期。2.病情經過嚴重，部分動物臨床分期不明顯3.造血器官損傷嚴重51造血干細胞對中子更為敏感。狗3.5Gyγ射線照射后24h，骨髓有核細胞數下降至照前40％左右；而相似劑量的中子照射，僅為照前的6%。中子照射引起的外周血白細胞數下降亦較快，受照后5d很快達到最低值，即降到正常水平的10％左右，但其恢復水平與等效γ射線照射接近。初期癥狀出現早而重，中子照射引起腸型急性放射病的病理特征。引起胃腸道功能紊亂、腸套疊、腸梗阻等并發癥發生率高，且常為致死的原因。4.胃腸道損傷嚴重5.感染開始早，發生率高，程度重52中子急性放射病時，由于機體感染能力和免疫能力明顯降低，造成局部感染發生例數多，口腔感染嚴重，發熱和局部感染開始時間均比γ射線照射動物提前3～6天。常見多部位（口腔、四肢）的體表感染。6.遠后效應較重①放射性白內障劑量閾值低：在輻射遠期效應中，Ｘ射線和γ射線致放射性白內障的劑量閾值１次照射約為1.75Gy；而中子為0.75～1.0Gy。②遺傳效應明顯，中子對性腺損傷較重53有學者發現快中子0.13Gy照射小鼠，3周后睪丸質量減輕34.5%；用60Coγ射線照射0.55Gy，減輕30.3%。中子急性照射引起精原細胞和卵母細胞產生突變的RBE值為5～6.中子照射誘發腫瘤效應比Ｘ射線、γ射線強。如小鼠受2～4Gy裂變中子照射，肝腫瘤發生率達14%，而5Gy250kVＸ射線照射的發生率僅為2.4%。中子誘發的腫瘤包括造血器官、乳腺、垂體、子宮、卵巢、前列腺、睪丸、肝、腎、胃、肺、腸、皮下組織、淋巴結和膀胱中的良性及惡性腫瘤。③致腫瘤效應強54四、中子急性放射病的診斷中子急性放射病的分型和診斷原則與外照射急性放射病相同，但還要考慮以下幾點特殊性：急性放射病的嚴重程度不但取決于吸收劑量的大小，還依賴