방사선 손상

이온화 방사선은 방사선의 종류, 선량, 정도, 그리고 외부 노출 유형에 따라 조직에 다양한 방식으로 손상을 입힙니다. 증상은 국소적(예: 화상)이거나 전신적(예: 급성 방사선 질환)일 수 있습니다. 진단은 방사선 노출 이력을 바탕으로 하며, 경우에 따라 알파 계수기나 가이거 계수기를 이용합니다. 방사선 손상 치료는 격리 및 (필요한 경우) 제염으로 구성되지만, 일반적으로 지지 요법이 필요합니다. 특정 방사성 핵종에 의한 내부 오염의 경우, 흡수 억제제나 킬레이트제가 사용됩니다. 예후는 첫 24~72시간 동안 림프구 수를 측정하여 평가합니다.

방사선은 방사성 원소나 인공적 방사선원(예: 엑스선관, 방사선 치료 장비)에서 방출되는 고에너지 전자기파(엑스선, 감마선) 또는 입자(알파 입자, 베타 입자, 중성자)입니다.

알파 입자는 다양한 방사성 핵종(예: 플루토늄, 라듐, 우라늄)에서 방출되는 헬륨 핵으로, 피부를 0.1mm보다 깊이 침투하지 않습니다. 베타 입자는 불안정한 원자(특히 ¹³⁷ Cs, ¹³¹ I)의 핵에서 방출되는 고에너지 전자입니다. 이러한 입자는 피부를 더 깊이(1~2cm) 침투하여 상피와 상피하층을 손상시킬 수 있습니다. 중성자는 일부 방사성 원자의 핵에서 방출되고 핵반응(예: 원자로, 선형 가속기)의 결과로 형성되는 전기적으로 중성인 입자입니다. 중성자는 조직 깊숙이(2cm 이상) 침투할 수 있으며, 안정된 원자와 충돌하여 알파 입자, 베타 입자 및 감마선을 방출합니다. 감마선과 X선은 고에너지 전자기파(즉, 광자)로, 인체 조직을 수 센티미터 깊이까지 침투할 수 있습니다.

이러한 특성 때문에 알파 입자와 베타 입자는 이를 방출하는 방사성 원소가 체내(내부 오염) 또는 체내 표면에 직접 존재할 때 주된 피해를 입힙니다. 감마선과 X선은 발생원으로부터 먼 거리에서도 해를 끼칠 수 있으며, 급성 방사선 증후군의 전형적인 원인입니다(관련 섹션 참조).

측정 단위. 뢴트겐, 그레이, 시버트라는 측정 단위가 있습니다. 뢴트겐(R)은 공기 중 X선 또는 감마선의 세기입니다. 그레이(Gy)는 조직에 흡수되는 에너지의 양입니다. 그레이 단위당 생물학적 손상은 방사선의 종류에 따라 다르므로(중성자와 알파 입자의 경우 더 높음), 그레이 단위의 선량에 품질 계수(시버트, Sv)를 곱해야 합니다. 그레이와 시버트는 현대 용어에서 "라드"와 "렘" 단위(1 Gy = 100라드, 1 Sv = 100렘)를 대체하며, 감마선이나 베타선을 설명할 때 사실상 동일합니다.

방사선 노출. 방사선 노출에는 크게 오염과 방사선 조사라는 두 가지 유형이 있습니다. 많은 경우 방사선은 두 가지 영향을 모두 미칩니다.

• 오염은 방사성 물질이 일반적으로 먼지나 액체 형태로 체내에 유입되어 잔류하는 것을 말합니다. 외부 오염은 피부나 의복에 묻어 떨어지거나 문질러져 다른 사람과 주변 물체를 오염시키는 것입니다. 방사성 물질은 폐, 위장관을 통해 흡수되거나 피부를 통해 침투할 수도 있습니다(내부 오염). 흡수된 물질은 체내 여러 부위(예: 골수)로 이동하여 제거되거나 붕괴될 때까지 방사선을 계속 방출합니다. 내부 오염은 제거하기가 더 어렵습니다.
• 방사선 조사는 침투성 방사선의 효과이지만, 방사성 물질(즉, 오염이 없음)은 아닙니다. 일반적으로 이러한 효과는 감마선과 X선 방사선에 의해 발생합니다. 방사선 조사는 전신을 덮쳐 전신 증상과 방사선 증후군을 유발할 수도 있고(관련 절 참조), 신체의 일부(예: 방사선 치료 중)에만 국소적인 증상을 유발할 수도 있습니다.

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방사선 손상의 병태생리학

이온화 방사선은 mRNA, DNA, 단백질을 직접 손상시키거나 고반응성 자유 라디칼 생성을 통해 손상시킵니다. 고용량의 이온화 방사선은 세포 사멸을 유발하는 반면, 저용량은 세포 증식을 저해합니다. 다른 세포 구성 요소의 손상은 점진적인 저형성, 위축, 그리고 궁극적으로 섬유화를 초래합니다. 유전적 손상은 악성 형질 전환이나 유전적 결함을 유발할 수 있습니다.

정상적으로 빠르고 지속적으로 재생되는 조직은 전리 방사선에 특히 취약합니다. 림프 세포가 방사선에 가장 민감하며, 그 다음으로 생식 세포, 골수 분열 세포, 장 상피 세포, 표피, 간세포, 폐와 담관 폐포 상피, 신장 상피 세포, 내피 세포(흉막과 복막), 신경 세포, 뼈 세포, 결합 조직 세포, 근육 세포 순으로 민감합니다.

독성이 시작되는 정확한 선량은 방사선 조사의 역학에 따라 달라집니다. 즉, 몇 그레이(Gy)의 단회 빠른 선량은 같은 선량을 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 투여하는 것보다 파괴력이 더 큽니다. 선량 반응은 또한 조사된 신체 부위에 따라 달라집니다. 질병의 심각성은 확실하며, 전신에 4.5 그레이(Gy) 이상의 선량을 조사하면 사망에 이르는 경우가 있습니다. 그러나 장기간에 걸쳐 신체의 작은 부위에 집중적으로 조사하는 경우(예: 암 치료) 수십 그레이(Gy)의 선량도 잘 견딜 수 있습니다.

어린이는 세포 증식 속도가 빠르고 세포 분열 횟수가 많기 때문에 방사선 피해를 입기 쉽습니다.

방사선원

사람들은 끊임없이 자연 방사선(배경 방사선)에 노출됩니다. 배경 방사선에는 우주 방사선이 포함되며, 대부분은 대기에 흡수됩니다. 따라서 배경 방사선은 고산지대에 살거나 비행기를 타는 사람들에게 더 큰 영향을 미칩니다. 방사성 원소, 특히 라돈 가스는 많은 암석이나 광물에서 발견됩니다. 이러한 원소는 음식과 건축 자재를 포함한 다양한 물질에 흡수됩니다. 라돈 노출은 일반적으로 자연 방사선 총량의 3분의 2를 차지합니다.

방사선원

방사선 중독의 증상

증상은 이온화 방사선이 전신에 영향을 미치는지(급성 방사선 증후군) 아니면 신체 일부에만 영향을 미치는지에 따라 달라집니다.

전신 방사선 조사 후 여러 가지 증후군이 발생합니다. 이러한 증후군은 세 단계로 진행됩니다.

• 전조기(방사선 조사 후 0~2일)에는 전신적 허약함, 메스꺼움, 구토가 나타난다.
• 잠복성 무증상기(방사선 조사 후 1~20일)
• 질병의 급성기(방사선 조사 후 2~60일).

방사선 중독의 증상

방사선 손상 진단

급성 방사선 조사 후, CBC, 혈액 화학 검사, 소변 검사를 포함한 실험실 검사를 시행합니다. 수혈 또는 필요한 경우 조혈모세포 이식을 위해 혈액형, 적합성, HLA 항원을 확인합니다. 방사선 조사 후 24시간, 48시간, 72시간에 림프구 수를 측정하여 초기 방사선량과 예후를 평가합니다. 임상 혈액 검사는 매주 반복합니다. 이는 골수 활성을 모니터링하기 위해 필요하며, 필요한 경우 임상 경과에 따라 시행합니다.

방사선 손상 진단

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방사선 손상 치료

이온화 노출은 신체적 부상(예: 폭발이나 낙상)을 동반할 수 있으며, 이로 인한 부상은 방사선 노출보다 생명을 위협할 수 있으므로 즉각적인 치료가 필요합니다. 심각한 부상의 치료는 방사선 진단 및 방호 서비스가 도착할 때까지 미뤄서는 안 됩니다. 외상 치료에 통상적으로 사용되는 표준 예방 조치만으로도 구조자를 충분히 보호할 수 있습니다.

방사선 손상 치료

방사선 피해 예측

의료 처치 없이 전신 방사선 조사 시 LD50(60일 이내에 환자의 50%가 사망하는 선량)은 약 4Gy입니다. 6Gy를 초과하면 거의 항상 치명적입니다. 6Gy 미만의 선량에서는 총 선량에 반비례하여 생존이 가능합니다. 사망 시간도 선량(따라서 증상)에 반비례합니다. 뇌 증후군의 경우 몇 시간에서 며칠 이내에 사망하고 위장관 증후군의 경우 보통 3~10일 이내에 사망합니다. 혈액학적 증후군의 경우 이차 감염으로 인해 2~4주 이내에 사망하거나 대량 출혈로 인해 3~6주 이내에 사망할 수 있습니다. 전신 방사선 조사량이 2Gy 미만인 환자는 보통 한 달 이내에 완전히 회복되지만, 후기 합병증(예: 암)이 발생할 수 있습니다.

치료 시 LD50은 약 6 Gy이고, 어떤 경우에는 10 Gy의 방사선을 조사한 후에도 환자가 생존했습니다.

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