時常保定動物拍X光,操作的人會不會有輻射過量的問題?
輻射(Radiation)是一種能量,依照能量產生及傳導方式的不同可分為電磁輻射(electromagnetic radiation)及粒子輻射(particle radiation)。電磁輻射是以振波傳遞能量(例如廣播的無線電波、微波、電磁波、太陽光、紫外線、X光、伽馬射線等),而粒子輻射則是以發射帶電或不帶電粒子的方式產生能量(例如α粒子、β粒子、中子)。根據能量高低又可分為游離輻射與非游離輻射。
游離輻射(ionizing radiation)具有較高的能量(例如X光、加馬射線、α粒子、β粒子),可以使原子中的電子脫離束縛而呈現游離狀態。非游離輻射的能量相對較低(無線電波、微微波、電磁波、太陽光等),無法使原子產生游離現象,但可能具有熱效應(例如微波爐產生的微波)。游離輻射會造成染色體變異與細胞損傷,因此輻射安全主要是在探討游離輻射對於生物體所產生的不良影響。
細胞是由許多基本分子(例如核酸、蛋白質)所組成,輻射可使構成細胞分子的原子產生游離現象而導致分子結構改變,最終導致細胞損傷。這類的傷害是直接由游離現象所造成的,因此稱作輻射的直接傷害(direct action)。若輻射是對細胞內的水分子產生游離現象,這會讓水分子產生對細胞有害的自由基,自由基會破壞細胞內其他分子結構而導致細胞功能異常,因為這種傷害不是直接由游離作用所造成的,所以被稱為輻射的間接傷害(indirect action)。
游離輻射可大致分為天然輻射與人造輻射。外太空中充滿了宇宙射線(cosmic rays),這些宇宙射線會穿過大氣層而進入地球,當我們身處於高海拔的地方或搭飛機時,因為較接近大氣層,相對的也比較容易接收到宇宙射線的輻射。土壤中具有放射性的鉀-40(40K),而植物會吸收土壤中的鉀-40,因此我們平常吃的蔬菜水果也有些許的放射性。建築用的石材裡可能含有釷-232(232Th)及鈾-238(238U),以及其衰變產物氡氣(Rn),這三個元素都具有放射性。這些自然存在的放射性物質所產生的輻射便稱為天然輻射。而常見的人造輻射有醫療用的X光、電腦斷層、正子造影及癌症的放射治療以及作為發電來源的核能電廠。
輻射對身體的影響可分為確定效應(deterministic effects)與機率效應(stochastic effects)。當身體接受一定量的輻射後即會產生症狀(例如噁心嘔吐、皮膚紅斑、掉髮),此現象稱為輻射的確定效應。當接受的輻射劑量越高時,症狀通常也會越嚴重。而機率效應發生與否跟接受劑量多寡無關,意即只要有接受輻射就可能會產生症狀(例如癌症、基因突變)。但癌症的形成通常不會只有單一原因,不能將日常生活中少量的游離輻射與癌症形成原因劃上等號。事實上,人體可以承受一定劑量的輻射暴露,所以日常生活中所接觸到的少量輻射不至於對我們產生嚴重的傷害。
上一段有提到人體可以承受一定劑量的輻射,那麼到底是多少〝量〞呢?為了量化這些數值,首先必須解釋輻射吸收劑量的單位。
- 戈雷(Gray; Gy):〝物質〞的輻射吸收劑量單位。一公斤的物質若吸收了一焦耳的輻射能量,此物質的輻射吸收劑量即為1戈雷(焦耳/公斤)。
- 西弗(Sievert; Sv):〝生物體〞的器官或全身輻射吸收劑量單位,由戈雷數值換算而來。戈雷(Gray; Gy):〝物質〞的輻射吸收劑量單位。一公斤的物質若吸收了一焦耳的輻射能量,此物質的輻射吸收劑量即為1戈雷(焦耳/公斤)。 西弗(Sievert; Sv):〝生物體〞的器官或全身輻射吸收劑量單位,由戈雷數值換算而來。
這邊會許產生一個疑問,一樣都是吸收劑量,為什麼會需要區分〝物質〞或〝生物體〞呢?那是因為同一個輻射暴露量對於不同的器官可能會產生不一樣的生物效應,因此在計算生物體的輻射吸收劑量時需要將戈雷數乘上組織加權因數(例如人體的皮膚為0.01,甲狀腺為0.05)即可得到西弗數。
註:事實上在計算西弗數的時候還需要考慮不同輻射種類的加權因素(例如電子的加權因素為1,α粒子是20),但為了方便說明西弗與戈雷的差異而省略了這部分,詳細說明可參考游離輻射防護安全標準。
依據游離輻射防護安全標準,一般人扣除掉背景輻射與醫療輻射劑量外,一整年最多不可超過5毫西弗。而輻射工作人員(例如在動物醫院操作X光的人員)在五年內累積的輻射劑量不可超過100毫西弗,單一年度不可超過50毫西弗。50毫西弗是什麼概念呢?病人拍一張胸腔X光所接受的輻射劑量約0.02毫西弗,50毫西弗相當於是2500張胸腔X光的輻射劑量,而保定動物拍X光時操作人員並非直接暴露在X光下,若穿著適當的輻射防護裝備並遵守正確的操作規則,一般來說是不太可能超過輻射劑量的上限。
需要特別說明的是,若因自身醫療的目的接受輻射則沒有規定的劑量上限數值,也就是說並沒有明確的數字規定一個人一年只能拍幾張X光或做幾次斷層掃描,必須衡量輻射檢查帶來的好處與輻射對健康的影響來決定是否進行這個檢查。
雖然保定動物拍X光不至於造成輻射吸收過量,但畢竟只要暴露在輻射下就會有風險,我們還是應努力維持輻射暴露遠低於標準的劑量限度,良好的輻射防護裝備與適時的鎮靜動物都是必要的。下次若你擔心拍太多X光時其實應該先檢查防護裝備是否足夠(鉛衣、護頸、手套、眼鏡)以及思考這個動物是否真的需要拍攝X光,如果答案都是肯定的話那麼就請放心的按下X光的按鈕吧!