X射线有何危害医生穿铅衣而患者却好像无任

“拍X光片”医院里可能会听到的一种行为,尤其是在骨外科一类的科室。

X光强有力的穿透性可以穿透人体结构,并基于荧光效应和感光效应在胶片或屏幕上形成影像,是医学史上非常重要的辅助诊断标准,常用于骨折、腰椎间盘突出、肺结核等的检查。

由于X光具有辐射,医院都有专人引导进行拍摄。而在一些用X线为患者做介入手术的手术室中,医生会穿上铅衣以避免长时间暴露在辐射下带来的伤害,患者却好像却没有任何保护,这是因为什么原因呢?

铅衣

X射线的危害

牛顿经典力学体系标志着近代物理学的诞生,而X射线的问世,标志着现代物理学时代的到来。X射线是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射,在年世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考中,属于一类致癌物,但它的致癌的危害是可控的,也不能影响它在医疗领域乃至整个科学界的价值。

X射线又称为伦琴射线。年,W.K.伦琴在德国某实验室中从事阴极射线的研究时,在距离阴极射线不远的涂着铂氰化钡的屏幕上,看到一片黄绿色的荧光,由此发现了比阴极射线具有更强穿透性的X射线。

W.K.伦琴

在相关的故事中,伦琴的手被X射线照射并在墙上留下手骨影像,随后伦琴将妻子在X射线照射下得到的手骨拍下照片,并在宣布这一发现时展示。X射线的重大发现还使伦琴年的诺贝尔物理学奖收入囊中。

而X射线的发现也很快导致了一项新的发现:放射性。

在X射线发现之初,科学家们还没有搞清楚它是一种电磁波还是微粒辐射,直到年德国物理学家劳厄发表《X射线的干涉现象》,证明X射线是一种电磁波,并在后来的科学家的证明中,逐步让物理学界和化学界接受X射线的衍射在分析晶体结构中的有效性。

德国物理学家劳厄

那段时间科学界陷入对X射线的研究热潮,在当时荧光来源于X射线的猜想下,法国物理学家贝克勒尔用一种晶体铀盐物质在太阳下照射,意外发现照片底片得到铀盐的感光影像,而不被太阳照射的情况下,也能得到同样的结果,这成为科学界最早发现的放射性现象。

铀也成为最早被发现的放射性元素,放射性被发现的消息引起了居里夫人的注意,这也使人类开始走进原子世界的科学研究新纪元。

X射线和放射性先后被发现,但X射线并不属于放射线,不能由物质单独产生。其产生的原理是高速运动的电子轰击钨靶,使钨的外层电子产生跃迁释放能量,它对人体的危害是辐射造成的。

居里夫人

虽然都会伤害人体,但“辐射”和“放射性”不同,放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线,如α射线、β射线、γ射线等,辐射指热、光、声、电磁波等物质向四周传播的一种状态。

长期受辐射照射,会使人体器官和系统产生病变,或许会引发基因变异,导致白血病、再生障碍性贫血、癌症、早衰等病症出现,如果产生辐射的电磁波被屏蔽,辐射便也会消失,所以X光系统在使用过后只要高压断电就不再产生辐射。

辐射的危害

病人为什么不穿?

在用X射线为病人做介入手术的手术室中,医生会穿上厚重的铅衣,铅衣,即铅制隔离服,就是在放射检查进行中,可以屏蔽射线的辐射防护工具。

介入手术是一种在医学影像设备引导下进行的微创手术,利用导丝导管等引入患者身体,是一种对医生操作灵敏度极高的手术。如心脏介入手术、动脉瘤介入手术、肝癌介入手术等,一台需要一到四五个小时不等。

进行手术的医生长期处于辐射环境下,一天暴露在辐射下的时间可能超过十个小时,相当于被连续拍摄几千张X光片,因此需要穿着铅衣将辐射伤害降到最低。

介入手术

而进行介入手术的病人,在进行这种不开刀就能将病灶暴露给医生的手术中,需要在X射线和造影剂的配合下,使用血管造影机使自己体内的血管现形。一旦穿着铅衣屏蔽X射线,使得病灶无法现形,也就会使手术无法进行。

而且每一个病人只在X射线下暴露一台手术的时长,不像在手术室中工作的医生日复一日暴露在X射线下,因此病人不需要穿着铅衣,而医生需要。

其实铅衣的形态各式各样,根据需求,有无袖的、长袖的、马甲,还有防护铅围脖、铅围裙、铅帽等,在国家要求的射线检查中,对于患者未检查部位,尤其是性腺和甲状腺也会用铅衣进行屏蔽保护,比如做头部CT时,医生会为患者的腹部等穿着铅衣进行保护。

患者在进行头部CT

铅衣的不足之处

其实在X射线被发现之初,伦琴就注意到了穿透性极强的X射线可以穿透千页书、几厘米厚的木板和硬橡皮,还有十五厘米厚的铝板,但1.5毫米厚的铅板却无法穿过。这是因为原子序数越高、密度越大的物质抵挡辐射的能力越强,铅的原子序数高,核外电子多,光电效应和康普顿散射的概率大,因此能抵挡X射线。

其实重金属比重大于4的元素都有一定能力防御高频射线,包括金、银、铜、铁、铅,在现实中,混凝土、钢铁都可以屏蔽射线,核电站的反应堆外层就用非常厚的混凝土屏蔽辐射,但这些材料效率低,也不适合制造防护衣。金银就不用说了,密度比铅还大,但价格贵,从目前能考虑的原料来看,铅的价格相对便宜,性质稳定,因此成为了防护衣的制造材料。

身着铅衣的医生

在这些考虑下,可以看出,铅衣的诞生是在应用场景、辐射阻挡能力和材料成本之间权衡的结果,因此也有其不足之处。

首先铅衣并不能使穿戴者在辐射环境下获得绝对的保护,尤其是长时间暴露在射线下的医生,介于无菌操作和手术操作便利性,并不是把铅衣包满全身。比如我们能看到没有袖子的铅衣。

此外铅衣的重量并不小,可重达40斤,这对长时间做手术的医生来说是很大的负担;而且铅衣有其时长不同的使用寿命,需要得当的护养和管理方式,以避免减少使用寿命,影响防护效果。

未来的改进方向

从没有麻醉时代的外科手术,到生物医学工程这样的新学科的出现,医学经历了传统医学、实验医学和现代系统医学发展时期。

在长期与疾病作斗争的实践中发展到现在能进行器官移植、人造器官植入等很多年前只能出现在科幻小说中的技术,如很多白衣战士所言,医学现在能做到的似乎已经不少。但当人们面对疾病时,才知道医学能做到的实在还是太少了。

介入手术现已和外科、内科一道被称为三大支柱性学科,是未来医学发展的必然趋势,取得了创伤小、并发症少和住院时间明显缩短的成绩。但在进行过程中依然无法避免辐射对医疗人员的伤害,防护措施需要加强,医疗技术也需要继续进步。

也许有一天,会诞生能进行精密操作的手术机器人,能在医生的远程操控下在辐射环境中工作,目前这可能像久远之前开颅手术只存在于科幻小说中时那样,还处于向往阶段。

在那一天成为现实之前,我们都应感谢每一个在辐射中拯救生命的铅衣斗士,向每一个在生命战场前线与病魔斗争的医护人员献上最为崇高的敬意。



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