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急性放射病(acute radiation disease)是機體在短時間內受到大劑量(>1Gy)電離輻射照射引起的全身性疾病。外照射和內照射都可能發生急性放射病,但以外照射為主。外照射引起急性放射病的射線有γ線、中子和X射線等。

1 急性放射病 -臨床表現

骨髓型放射病

 (一)輕度
輕度骨髓型放射病的病情不重,癥狀輕,臨床分期不明顯,僅在傷后數天內出現疲乏、頭昏、失眠、食慾減退和噁心等癥狀。稍後上述癥狀減輕或消失,可能不出現明顯的極期而逐漸趨向恢復,一般不發生脫髮,出血和感染。
血象改變輕微,傷后1~2天內白細胞總數可有一過性升高,達10×109/L左右。升高的組分主要是帶狀核中性粒細胞。升高的原因是骨髓細胞在照射后早期短暫的加速成熟和加快釋放,以及循環池和邊緣池白細胞的重新分配。以後白細胞總數輕度下降,30天後可降至(3~4)×109/L。淋巴細胞沒有早期升高,一開始就下降,傷后3天其絕對值可降至1×109/L。50~60天後血象逐漸恢復正常。
輕度放射病預后良好,一般在兩個月內可自行恢復。
(二)中度和重度
中度和重度骨髓型放射病的臨床經過基本相似,只是病情輕重不同,各期癥狀如下:
1.初期(prodromal phase)
在照后數十分鐘至數小時出現,表現為神經內泌功能紊亂,特別是植物神經功能紊亂。主要癥狀為乏力、頭昏、噁心、嘔吐、食慾降低,還可能出現心悸、出汗、口渴、體溫上升,失眠或嗜睡。有的病人還有皮膚紅斑、結膜充血、腮腺腫大、口唇腫脹等。
初期癥狀出現快慢、癥狀多少、程度輕重、持續時間長短等,都與病情輕重有關。中度多在照后數小時出現,有的可早到數十分鐘;持續1~2天。重度多在照后數十分鐘出現,也可出現在數小時后,持續1~3天。
血象變化:照后數小時至2天,白細胞可升高至10×109/L以上,然後下降。淋巴細胞絕對值在照后12~24小時內明顯減少,其減少程度與照射劑量有關。
2.假愈期(latent phase)
開始於照射后2~4天。初期癥狀基本消失或明顯減輕。病人除有疲乏感外,可能無特殊主訴,精神良好,食慾基本正常。但是病情在繼續發展,造血損傷進一步惡化,外周血白細胞和血小板呈進行性下降,機體免疫功能也開始降低。白細胞下降的速度與病情輕重有關。一般於照后10天左右白細胞下降到第一個最低值,然後出現頓挫回升,這是由於殘留的造血幹細胞有限地恢復增殖分化所致。回升的峰值與病情有關,照射劑量大者回升峰值低。血小板下降比白細胞緩慢,中度放射病在第2周下降至60×109/L以下,重度可降至30×109/L以下。紅細胞由於在外周血中壽命較長,下降較慢,在此期中一般無明顯變化。假愈期中部分病人血培養可查到細菌,出現菌血症,細菌多為上呼吸道的革蘭陽性球菌。
假愈期長短是病情輕重的重要標誌之一。中度放射病為20~30天,重度放射病為15~25天。在假愈期末,外周血白細胞可降至2×109/L以下,此時病人出現皮膚粘膜出血和脫髮,被看作是進入極期的先兆。出血多見於口腔粘膜、胸部和腋窩部皮膚出現。
3.極期(critical phase) 
極期的標誌是;體溫升高,食慾降低,嘔吐腹瀉和全身衰竭。進入極期,病情急劇惡化,是各種癥狀的頂峰階段,治療不力者多於此期死亡。   
(1)造血損傷極其嚴重:骨髓增生極度低下,各系造血細胞均減少,淋巴細胞和漿細胞比例增高。骨髓細胞體外培養可能無CFU-GM生長。外周血細胞持續下降到最低值,最低值水平與病情輕重有關。中度放射病血小板可降至(10~25)×109/L,重度可降至10×109/L。中度放射病紅細胞輕度降低,重度可降至2.5×1012/L以下。白細胞分類計數,中性粒細胞比例減少,核右移,並有退行性變化。 
(2)感染:照射后機體免疫功能被剝弱,感染是急性放射病的嚴重併發症,而且往往成為死亡的主要原因。感染的發生與粒細胞缺乏密切相關,粒細胞數愈低,感染愈重,威脅愈大。
口咽部常是最早出現感染灶的部位,如牙齦炎、咽峽炎、扁桃體炎、口腔潰瘍、口唇糜爛和潰瘍等。口腔感染常有局部疼痛,張口和進食困難。其它如肺部、腸道、泌尿道和皮膚感染亦多見。
急性放射病的感染源有外源性和內源性兩方面。內源性多為來自上呼吸道和消化道的條件致病菌。早期多為呼吸道的革蘭陽性球菌,晚期多為腸道的革蘭陰性桿菌。
急性放射病感染的特點是炎症反應減弱,出血壞死嚴重。表現為局部紅腫,白細胞計數不升高;鏡下可見滲出減少,炎細胞浸潤很少或缺如(稱乏炎細胞性炎症),吞噬現象不明顯,肉芽形成少,局部細菌大量繁殖。由於細菌繁殖和毒素的作用,局部出血壞死嚴重,且很易播散致其它部位,發展為全身感染—菌血症、敗血症、毒血症、膿毒血症等。
重度以上患者還可能併發黴菌和病毒感染。由於長期應用抗菌素治療,體內菌群失調,易併發黴菌感染。感染部位以肺部為多見。黴菌感染常併發組織壞死,並直接向周圍組織擴散,或通過血行傳播至其它臟器成為致死的原因。   
當全身照射5~6Gy以上,有可能併發病毒感染,照射劑量越大,發生率越高。病毒感染可以發生於粒細胞缺乏之前,亦可發生於粒細胞回升之後,感染源或能為皰疹病毒和巨細胞病毒。病毒感染常是兇險的徵兆,可使病情迅速惡化,長期發燒不退,成為致死的原因。 
(3)出血:照射後由於千血器官損傷嚴重,血小板數明顯減少、功能降低,如血小板粘著力減退、凝血因子不足、5-羥色胺(5-HT)含量減少等,加上血管壁的脆性和通透性增加,全身多發性出血也是急性放射病的主要病理和臨床表現之一,對病情的發展和結局有重要影響。出血在各內臟器官和皮膚粘膜都可發生,一般說內臟出血要早於體表。內臟出血的順序為骨髓、淋巴結、小腸、胃、大腸、心、肺、腎、膀胱等。出血的程度隨照射劑量和治療情況而異,輕者僅為少數點狀出血,嚴重者成斑塊狀出血,甚至瀰漫成片。出血的時間,常與血小板下降程度一致,當血小板低於70×109/L時,可見皮膚粘膜點狀出血,低於(30~50)×109/L時,則往往會引起嚴重出血,大量出血會加重造血障礙和物質代謝紊亂,並促進感染的發生。
病人進入極期前首先出現皮膚和粘膜散在出血點,進入極期后逐漸加重。部分中度病人也可能只有出血傾向,如束臂試驗陽性、出凝血時間延長,大便潛血試驗陽性等。重度病人常發生嚴重出血,可有鼻出血,尿血、便血、咳血、嘔血等。女病人可發生子宮出血。在發生感染的部位常伴有嚴重的出血壞死。大量出血可引起急性貧血,重度臟器出血可成為死亡的原因。
(4)胃腸道癥狀:進入極期后,病人又出現食慾降低,噁心等癥狀,重度病人多有嘔吐,拒食、腹瀉、腹脹、腹痛等,腹瀉常伴有鮮血便或柏油樣便。重度病人或腹部照射劑量大者,可發生腸套疊,腸梗阻等併發症。
(5)其它癥狀:極期病人一般表現衰弱無力,精神淡漠,煩躁等,查體可見睫反射減弱或消失。重度病人常出現物質代謝紊亂,水鹽及酸鹼平衡失調,如脫水、體重下降、酸中毒、低鉀血症等。
(6)化驗檢查:生化檢查可見二氧化碳結合力降低,血清總蛋白減少。血中非蛋白氮增高,血清GOT和GPT不同程度升高,血中凝血因子和5-HT含量降低。血栓彈力圖檢查可見r、k、r+k值延長,ma和mE值變小,表明凝血障礙。
極期癥狀非常嚴重,但對中、重度病人來說,仍存在自行恢復的可能。在極期末可見骨髓重現造血,只要精心治療,控制住感染,出血等主要癥狀的發展,保持病人內環境的穩定,病人能渡過極期進入恢復期。
4.恢復期(recovery phase)
照射后5~7周開始進入臨床恢復期。發病後約4~5周骨髓開始恢復造血,1周后外周血白細胞開始回升。照射后50~60天白細胞數可升高至5×109/L左右,血小板數可基本正常。隨著造血功能的恢復,其它癥狀也逐步好轉,出血停止並逐漸吸收,體溫恢復正常,精神和食慾開始好轉。照射后2個月,病人頭髮開始再生,經過一段時間可恢復至照前情況,或者比照前生長更稠密。
進入恢復期后,病人免疫功能和貧血恢復較慢,可存在易疲勞等癥狀和再發生感染的可能。此外,重度病人進入恢復期后還可能出現某些臟器損傷的癥狀,常見的如肝損傷,出現黃疸,轉氨酶升高,消化不良、腹瀉等癥狀。所以,恢復期的護理和治療仍不能放鬆,病人還需經過2~4個月才能基本恢復正常。
在恢復期中,性腺恢復較慢。照射后精子數下降的頂峰在照后7~10個月,1~2年後才能恢復。受照射劑量較大者,亦可造成永久性不育。
(三)極重度
極重度放射病的病情經過和主要癥狀與重度大體相似,其病變發展較快、癥狀重、極期持續較久、恢復慢。由於造血損傷嚴重,自行恢復的能力減弱。特點是:
1.初期癥狀出現早而重,假愈期短
極重度放射病人在照射后1小時內即出現反覆嘔吐,並可有腹瀉、病人呈衰弱狀態。初期癥狀持續2~3天後有所減輕,約經7~10天後進入極期。有的病例也可能直接轉入極期,沒有明顯的假愈期。
2.造血損傷嚴重,部分病人能於自行恢復造血功能
外周血象變化迅速,照后1周白細胞可降至1×109/L,3天後淋巴細胞絕對值可降至0.25×109/L。極期白細胞、血小板都可降至0,貧血嚴重。劑量偏大的極重度病人需輸入外源性造血幹細胞支持重建造血。
3.極期癥狀重
進入極期后,病人高熱、嘔吐、腹瀉、拒食、出血等癥狀嚴重,並呈現全身衰竭。腹瀉可呈水瀉樣或血便,脫水和電解質紊亂嚴重。胸部受到大於8Gy照片者可併發間質性肺炎(interstitial pneumonitis,IP),黴菌和病毒感染髮生率高。
間質性肺炎是受大劑量照射后的嚴重併發症,其發生原因不完全清楚,一般認為與肺部放射損傷和病毒(如巨細胞病毒)感染有關。間質性肺炎的病理變化主要為肺間質水腫、炎細胞浸潤,肺泡纖維蛋白滲出和透明膜形成。晚期可見肺纖維化,肺泡壁增厚、氣體交換障礙。臨床表現為輕到中度咳嗽,乾咳或有少量非膿性痰、呼吸急促或進行性呼吸困難、發紺等,多數病人有發熱和肺部啰音。治療困難,一般在發病後10~15天死亡。
4.治療難度大,預后嚴重
此類病人雖經積極治療,恢復較慢,目前治療水平只能救活部分病人,併發間質性肺炎和黴菌、病毒感染者預后嚴重。

腸型放射病

腸型放射病是以嘔吐、腹瀉、血水便等胃腸道癥狀為主要特徵的非常嚴重的急性放射病。機體受腸型劑量照射后,造血器官損傷比骨髓型更為嚴重。但因病程短,造血器官的損傷尚未發展,小腸粘膜已發生了廣泛壞死脫落,因此腸道病變是腸型的主要病理特點。
由於小腸粘膜上皮細胞的更新周期為5~6天,所以腸型放射病在1周左右即出現小腸危象,小腸粘膜上皮廣泛壞死脫落。眼觀腸壁變薄,粘膜皺襞消失,表面平滑。鏡觀隱窩細胞壞死,隱窩數減少甚至完全消失,絨毛裸露,在隱窩和絨毛可見巨大的畸形細胞(亦稱ω細胞)。畸形細胞是腸腺細胞受損傷后,喪失了正常分裂能力,但仍能合成DNA,以致胞體腫大,失去了正常的上皮細胞形態和功能。腸粘膜上皮廣泛壞死脫落並出現畸形細胞,是腸型放射病的病理特徵。在小腸粘膜上皮變化的同時,粘膜固有層和粘膜下層血管充血、間質水腫、有少量粒細胞和圓細胞浸潤。 
腸型放射病由於病情重、發展快、病程短、所以臨床分期不如骨髓型明顯,臨床表現有以下主要特點:
(一)初期癥狀重,假愈期不明顯
在照射后20分鐘至4小時內全部出現癥狀,主要表現為反覆嘔吐,全身衰竭、血壓輕度下降、有時有腹瀉。癥狀持續2~3天後稍有緩解。經過3~5天假愈期,在照射后1周即轉入極期,或不出現假愈期直接轉入極期。
(二)極期突出表現為胃腸道癥狀
   進入極期后,病人出現反覆嘔吐,嘔吐物多含膽汁或血性液體。嚴重腹瀉是極期的突出表現,每天可達20~30次。腹瀉以血水便為其特徵,血水便中含腸粘膜脫落物。腹瀉伴有腹脹、腹痛。由於腸蠕動功能紊亂,腸套疊,腸梗阻、腸麻痹等發生率較高。
(三)造血損傷嚴重
腸型放射病造血器官損傷比骨髓型重,外周血象變化快,數天內白細胞可降至1×109/L以下。照射劑量接近腸型放射病劑量下限者,經大力救治若渡過腸型死亡期,即表現出來嚴重的骨髓衰竭,一般都不能自行恢復造血功能。死亡早者,出血不及重度骨髓型放射病嚴重,若經治療而延長生存期者,亦可發生嚴重出血。
(四)感染髮生早
由於造血損傷嚴重,免疫功能低下,腸道失去障礙,致使體液和電解質大量丟失,腸腔內細菌,毒素和有害分解產物侵入血液,很快造成脫水、水、電解質代謝紊亂,毒血症、菌血症等併發症,成為死亡的原因。腸型放射病後期常出現壞死性腸炎、腹膜炎和壞死性扁桃體炎、敗血症等。臨終前機體衰竭,體溫可驟然降低。
(五)治療可延長生存期
病人進入極期后,病情迅速惡化,血壓下降,虛汗、四肢厥冷、柴紺、寒戰、譫妄、昏迷,很快瀕臨死亡。死亡高峰在10天前後,治療可延長生存期,但迄今尚無治活的先例。

腦型放射病

腦型放射病是以中樞神經系統損傷為特徵的極其嚴重的急性放射病,發病很快,病情兇險,多在1~2天內死亡。腦型放射病時,顯然造血器官和腸道的損傷更加嚴重。但由於病程很短,造血器官和腸道損傷未充分顯露,主要病變在中樞神經系統。損傷遍及中樞神經系統各部位,尤以小腦、基底核、丘腦和大腦皮層為顯著。病變的性質為循環障礙和神經細胞變性壞死。眼觀大腦充血、水腫、鏡觀可見神經細胞變性壞死,血管變性,血管周圍水腫、出血,炎細胞浸潤等。小腦的輻射敏感性高於其它部位,尤其是顆粒層細胞變化顯著,細胞減少,細胞核固縮或腫脹。蒲氏細胞空泡變性、壞死。大腦皮層神經細胞發生變性壞死,常見有膠質細胞包繞而成「衛星」或噬節現象,有時形成膠質細胞結節。壞死神經細胞的髓鞘發生崩解和脫失。
上述病變很快引起急性顱內壓增高,腦缺氧,以及運動,意識等一系列神經活動障礙,導致在一天左右死亡。死亡原因主要為腦性昏迷衰竭。
除上述普遍公認的三型以外,國內外有些學者根據事故病例和實驗研究所得,提出在腸型和腦型之間存在一個心血管型放射病(cardio-vascular type)。其照射劑量介於腸型和腦型之間,病程較腦型稍長。病變特點是心肌變性壞死、炎症或萎縮,並有心血管系統的功能障礙,而小腦顆粒層細胞核固縮較腦型為少,一般不超不定期1/4。臨床主要表現為休克或急性循環衰竭,此型放射病的提出,對研究大劑量照射的發病機制和治療有指導意義。
四、中子損傷的特點
隨著中子的醫學和工農業生產中的應用,特別是小型核武器和中子彈的研製和發展,中子損傷的特點引起了人們的關注,中子對生物體的作用機理和所引起的損傷,與X線和γ線類似。但由於它是高LET輻射,在生物體內的能量微觀分佈與X線與γ線不同。同等劑量的中子,損傷作用在比X線和γ線強,也即是RBE>1。
(一)病情發展快而嚴重
中子照射的骨髓型放射病病情發展比γ線所致者快,癥狀嚴重,有的不出現明顯的假愈期 。死亡提前,病程縮短。
(二)造血器官損傷嚴重
造血幹細胞對中子更為敏感,其損傷的RBE值達1.8左右。狗3.5Gy γ線照射后24小時骨髓有核細胞數下降至照前的40%左右。而相似劑量的中子照射,僅為照前的16.6%。中子照射引起的外周血白細胞下降亦較快,很快達到最低值,照后5天就可降到正常水平的10%左右。貧血亦較嚴重。
(三)胃腸道損傷嚴重
中子照射的骨髓型放射病初期癥狀出現早而重,引起腹瀉的RBE值在2~3之間,中子照射引起腸型放射病的劑量閾值明顯低於γ線,如狗受5.5Gy中子照射,腸道即表現出有腸型放射病的病理特徵,腸型死亡的RBE值約為2~4。中子照射引起胃腸道功能紊亂亦較嚴重,腸套疊、腸梗阻等併發症發生率高,且常為致死的原因。
(四)感染髮生率高、出現早
   以等效劑量中子和γ線照射動物,中子照射組的感染和發熱出現早,而且發生率也高,常見多部位(口腔、四肢)的體表感染。
(五)遠期效應較重
1.白內障劑量閾值低:在輻射遠期效應中,X線和γ線致白內障的劑量閾值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γ線重,有人用稱量睾丸重量的方法測定睾丸損傷的程度,發現快中子0.13Gy照射小鼠,三周后睾丸減輕34.8%;而用60Co γ線照射0.55Gy,才減輕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。慢性分次照射誘發精原細胞突變的RBE值可達20。
3.致腫瘤效應強:中子照射誘發腫瘤效應比X線和γ線強,如小鼠受2.9~5.8Gy快中子照射,誘發胃腸道癌腫的RBE值為2~3。小鼠受2~3Gy裂變中子照射肝臟腫瘤發生率達14%,而5Gy 250KV X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、睾丸、肝、腎、肺、胃、腸、皮下組織、淋巴結和膀胱中的良性和惡性腫瘤。
(六)現有防護藥物的防護效果不如對γ線防護好
利用藥物防護輻射損傷的預防急性放射病的一個重要方面。實驗證明,某些對γ線照射有防護作用的藥物,對中子損傷的防護效價降低或無效。 

2 急性放射病 -發生條件


(一)核戰爭
101kt以下核爆炸時的暴露和有屏蔽人員,101kt以上爆炸時的有屏蔽人員,在嚴重沾染區內通過和停留過久的人員,受到早期核輻射或放射性沾染的外照射,是發生大量急性放射病傷員的主要因素。

(二)平時

1.核輻射事故:全世界目前有430多座核電站在運行,新建的核電站還在不斷增加,從五十年代至今已發生過好幾起事故。其中最大的一次是1986年切爾諾貝利核電站事故,發生了200多例急性放射病,死亡29人。各種類型輻射源在生產、醫療各個領域的應用日益廣泛,由於使用或保管不當,各種類型的輻射事故已發生過數百起。中國自六十年代以來也曾發生過多起輻射源事故,傷亡多人。

2.醫療事故:放射性核素和輻射裝置的醫療應用,也有可能發生醫療事故。如國外曾發生過誤用過量放射性核素治療病人而產生內照射急性放射性致死的事故,也曾發生過因輻射裝置故障使病人受到過量照射的事故。

3.治療性照射:因治療需要而給予病人大劑量照射,可造成治療性急性放射病。如骨髓移植前常用大劑量(>6Gy)全身照射或全身淋巴結照射,作為骨髓移植前的預處理。

3 急性放射病 -分型和分度

根據照射劑量大小、病理和臨床過程的特點,急性放射病分為三型,即骨髓型、腸型和腦型。骨髓型又按傷情輕重分為四度。


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