随着《辐射防护用参考人》第5部分发布,《辐射防护用参考人》系列标准现已全部发布实施。为正确理解和使用本标准,特作如下解读。
一、标准制定背景
在辐射防护实践及干预中,内外照射剂量估算及其模式的建立和体模的研制,以及在核事故和核战争应急情况下,干预水平和行动水平的确定和适当防护行动或补救行动的采取等,都需要参考人的解剖、生理等参数。但我国没有自己的参考人,一直使用国际放射防护委员会(ICRP)根据西欧和北美白种人的调查资料推荐的ICRP参考人(1975年,ICRP第23号出版物 [1] 和2002年,ICRP第89号出版物 [2] )。因在种族、生活环境和饮食习惯等方面中国人与欧美白种人有着明显差异,使用这些数据既未反映中国的实际,又增加了剂量估算的不确定性。为了加强亚太地区的辐射防护基础结构建设,国际原子能机构(IAEA)于1988年启动了“编辑亚洲参考人”的项目 [3, 4] ,本标准起草人参加了该项目,并开始了“中国参考人”的研究,研究成果以《中国参考人解剖生理和代谢数据》 [5] 专著出版。2000年,卫生部放射卫生标准委员会将《辐射防护用参考人》作为放射卫生防护基础标准列入《放射卫生防护专业标准体系表》。2004年开始制定《辐射防护用参考人》标准。本标准旨在根据我国调查资料,推荐辐射防护用中国参考人参数,以用于我国辐射防护的实践和干预。由于中国参考人典型化了中国人,并用于代表中国人,本标准也适用于放射医学、核医学、其他医药、卫生、保健、劳动、体育等领域使用的产品。
二、标准的内容和意义
《辐射防护用参考人》标准包括5部分:
第1部分:体格参数(GBZ/T 200.1-2007) [6] ,推荐中国人男女新生儿期、婴幼儿期、学龄前期、儿童期、少年期和成年期各发育阶段(相应的代表年龄分别为0.25、1、5、10、15和20~50岁)的身高、体重、坐高、头围、胸围和体表面积等25项体格参数参考值。
第2部分:主要组织和器官质量(GBZ/T 200.2-2007) [7] ,推荐中国人男女各代表年龄的29个组织和器官质量参考值。第1和第2两部分提供了用于内外照射剂量估算和体模研制的解剖学参数。
第3部分:主要生理学参数(GBZ/T 200.3-2014) [8] ,推荐中国人男女各代表年龄的主要生理学参数参考值,包括心率、心输出量及全血量、主要组织器官血流量和血液流速;肺容积和呼吸参数;水平衡。用于评估放射性核素通过各种途径进入人体的速度、数量和在体内的转移、分布和在组织器官的沉积以及造成的内照射剂量。
第4部分:膳食组成和元素摄入量(GBZ/T 200.4-2009) [9] ,推荐了中国人男女各代表年龄的膳食组成和膳食中的元素与放射性核素摄入量参考值。饮食是放射性核素从环境进入人体的重要途径。由于放射性核素与其所属元素在人体有相同的生物学转归,膳食组成和元素摄入量参数参考值是辐射防护领域研究放射性核素吸收、转移、滞留和排出及所致内照射剂量估算的必要参数。
第5部分:人体的元素组成和主要组织器官的元素含量(GBZ/T 200.5-2014) [10] ,推荐了辐射防护用成年参考人的元素组成和主要组织器官32种元素含量参考值。放射性核素主要是通过食入、吸入和皮肤污染从环境进入人体,在体内转移、滞留和沉积,并导致内照射剂量及相应的危害。由于放射性核素除辐射特性外,其理化和生物学性质和其稳定性元素相同,在人体有同样的生物学转归,所以人体的元素组成和组织器官的元素含量的参数是辐射防护领域放射性核素内照射剂量估算和相应限值导出所必需的。另外,人体体模组织等效材料研制也需要人体的元素组成和主要组织器官元素含量的数据。
三、推荐参考值的原则
1.参照ICRP第89号出版物修订参考人的原则、内容和形式。
2.根据新近有科学性和代表性的全国性调查资料推荐参考值。
3.根据人体参数随年龄增长的阶段性和性别的特点,分别推荐新生儿期、婴幼儿期、学龄前期、儿童期、少年期和成年期男、女各发育阶段(代表年龄分别为0.25、1、5、10、15和20~50岁)的参数参考值。
4.参考人是由一套具有内在关联,互为根据的参数参考值所组成。
5.因人体生长发育受社会发展、生活方式等因素的影响,应根据人体生长发育随时间变化趋势,适当调整参数参考值,使其具有较长期的适用性。
6.当调查资料有限,难以推荐本国的参考值时,可根据参数间的相关性由ICRP 89号出版物参考值推导。
7.为应用方便,参考值应取整数。
四、重要参数参考值的推荐依据和程序
1.身高、体重参考值的推荐:身高、体重是人体生长发育的基本标志,是人体最基本的体格参数。为确定中国人身高、体重的参考值,收集了近几十年来有关的全国性人口体格测量调查资料,从中选择由政府组织、专业科研机构负责设计和实施的,具有较高的科学性和代表性的全国性调查资料 [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23] 。将资料分1975、1985、1995年和2000年4个断面。比较4个断面调查结果,获得身高、体重长期增长趋势。由于近些年来我国经济发展,社会进步,人民生活改善迅速,儿童、青少年的生长发育正处于长期增长趋势的快速增长期 [24, 25] 。参考值的推荐是以近期的调查资料做参考值的基数,用长期增长趋势加以适当上调,以使参考值既反映近况,又有较长期的适用性。
2.主要组织和器官质量参考值的推荐:资料主要来自全国各主要医学院校解剖教研室和病理教研室、法医研究所及医院病理科的尸体解剖记录 [26, 27, 28, 29] 。在广泛的调研和评价这些资料后,根据参考值应是来自正常健康人并代表正常健康人的原则,制定了选用尸体和器官的审选标准,即①发育正常,无先天性畸形和后天性发育不良性疾病;②急性死亡,并在死后24 h内解剖者;③在已选用尸体中如发现器官有下列任一病理变化者该器官予以剔除,如炎症、贫血、脂肪变性、肿大或萎缩、赘生物或肿瘤。严格按标准从上述资料中共选出8 273例(男5 545例,女2 728例)。样本覆盖全国绝大部分地区,从出生到80岁男女的主要组织器官质量资料,将其合并按男、女分16个年龄组,分别进行下列统计分析,并推荐参考值 [30] 。
(1)根据男女各年龄组器官质量的均值,使用Stata软件包3次样条近似函数方法绘制器官质量随年龄的增长曲线。内插曲线求出各代表年龄的主要器官质量值,并用以作为推荐参考值的基数。
(2)计算男女各代表年龄1970年后比1970年前的器官质量增值,作为器官质量长期增长趋势调整的依据。
(3)内插增长曲线获得各代表年龄的器官质量基数加1970年后的器官质量增值,再取整数,作为推荐的器官质量参考值。
(4)用器官质量与体重的回归方程计算参考体重下(成人男63 kg,女54 kg)的各器官质量预期值,并与推荐的参考值比较验证。
3.肺功能参考值的推荐:肺功能主要是根据《全国肺功能正常值汇编》 [31] 《中国人群生理常数与心理状况》 [22] 和《中国参考人解剖生理和代谢数据》 [5] 等资料推荐。并与《中国参考人解剖生理和代谢数据》提供的肺功能与年龄、身高、体重的回归方程进行了验证。
4. 膳食组成和元素摄入量参考值的推荐:收集了近30年来有关的全国性调查研究资料,选择由政府组织、专业科研机构负责设计和实施的全国性调查资料做依据 [32, 33, 34, 35] 。按如下程序推荐参考值。
(1)以2002年的中国居民营养与健康状况调查结果 [23] ,计算轻体力劳动成年男子食物消费总量,作为推荐我国成年参考人膳食组成和食物消费量参考值基数。
(2)为提供非成年人群膳食组成,配合“编辑亚洲参考人”的合作项目在第2次全国总膳食研究中开展了不同年龄组人群膳食组成典型调查。根据典型调查得出的不同年龄人群食物消费量的典型值,分别算出3~7岁(代表5岁)、8~12岁(代表10岁)消费量占成年男子该食物消费量的份额(%),再乘以成年男子该食物消费量的参考值以获得男、女各代表年龄的食物消费量的参考值基数。
(3)比较2002、1992和1982年的全国营养调查的结果,分析近30年来国人膳食组成、食物消费量的变迁趋势;并以中国营养学会与中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所制定的《中国居民膳食指南》及《中国居民平衡膳食宝塔》 [36, 37] 作为未来走向预测,调整参考值基数,使推荐的参考值具有前瞻性和较长时期的适用性。
5.人体的元素组成和主要组织器官的元素含量参考值的推荐:本部分主要是根据本课题组在完成国际原子能机构组织的“编辑亚洲参考人”的合作项目(IAEA-CRP)第2阶段“辐射防护中重要元素的膳食摄入量和主要器官组织含量研究” [4] 和国家自然科学基金项目“中国参考人元素摄入量和器官、组织负荷量研究”所获得的结果 [40, 41] 。考虑到膳食摄入量和器官组织含量的相关性及样本代表性的需要,采样是在膳食摄入量调查的地区,即中国4个主要膳食类型地区北方一区(河北省、北京市、天津市)、北方二区(陕西省)、南方一区(江苏省、上海市)和南方二区(四川省、重庆市)进行。样品处理和检测按IAEA-CRP统一的质量控制程序和分发的标准参考物质进行。检测方法为原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。结果用中位数表示以更好地反映集中趋势。此阶段共获得83例生前健康、急性死亡的成年男性18个脏器50种元素的浓度值 [42, 43] 。结合IAEA-CRP第一阶段完成的《中国100例正常人脏器元素含量研究》[40, 41]脑和女性卵巢的元素浓度调查检测结果,构成成年人20个组织器官的28种元素浓度值。另外,引用ICRP第89号出版物推荐的氮、氢、氧、碳4个基本元素在各个组织器官中所占的份额,按《辐射防护用参考人第2部分:主要组织器官质量》提供的男女组织器官的质量,分别计算了成年男子和成年女子主要组织器官和全身的32种元素含量参考值[10]。
五、应用讨论
1.与亚洲参考人和ICRP参考人的比较
(1)体格参数:亚洲参考人研究表明,中国人身高、体重与日本、韩国、巴基斯坦人接近,明显高于印度、越南、菲律宾、孟加拉国人[3]。中国参考人各代表年龄的身高、体重和ICRP参考人相比,男性15岁前,女性10岁前大致相同。但男性从15岁,女性从10岁开始,中国参考人身高体重低于ICRP参考人,至成年期中国参考人男性身高体重比ICRP 参考人分别低6 cm和10 kg,女性分别低5 cm和6 kg。
(2)组织器官质量:中国成人器官质量参考值与亚洲和ICRP参考人器官质量的比较可见:中国参考人肝脏质量明显低于亚洲和ICRP参考人,男性分别低190和390 g,女性分别低68和110 g。但肺、甲状腺和脑垂体的质量都重于亚洲和ICRP参考人。其他器官如脑、睾丸中国与亚洲参考人比较接近,但都重于ICRP参考人。按相对质量(占体重的百分数)计,中国参考人脑占第一位,而亚洲和ICRP参考人皆是肝为第一位,脑为第二位。另一特点是,中国参考人多数器官(如脑、心、肾、肝、胰)的质量,男、女之间的差别小于亚洲和ICRP参考人,如心脏质量中国成年人男、女相差为35g,而亚洲和ICRP参考人男、女之差分别为56和90 g。又如肝脏质量中国成年参考人男、女之差为120 g,而亚洲和ICRP参考人男、女之差分别为227和400 g。
(3)生理学参数:中国参考人与ICRP参考人差别较大的生理学参数是水平衡。如中国成人每天摄入食物的含水量为1 200 ml,而ICRP参考人是700 ml;食物内生水(食物在机体内氧化时产生的水)中国参考人是300 ml,ICRP参考人是350 ml;粪便的排水量ICRP参考人为100 ml,中国参考人是150 ml;这些都与中国人膳食习惯(膳食结构)与ICRP参考人不同所致。另外,环境温度和人体活动对水需求的影响很大,在亚洲处于东亚的中国、日本、韩国人与处于南亚(热带)的印度、越南、孟加拉国人的水平衡参考值也有较大差异。
(4)膳食组成和元素摄入量:我国膳食组成具有显著的亚洲人的膳食特点,是以谷类和蔬菜等植物性食物为主,奶类和肉类等动物性食物消费量较少。谷类和蔬菜的消费量分别是欧美人的7和4倍,肉类和奶类的消费量分别比欧美人的消费量低2和16倍。当然,元素的食入摄入量也有所不同,如中国参考人Ca、Se的摄入量低于、而U、Th摄入量高于ICRP参考人。
(5)组织器官元素含量:大部分辐射防护重要元素在体内分布不均,约60%的I集中在甲状腺。99%的Ca,98%的Sr,61%的Ba,38%的La,36%的Ce,34%的Th,33%的Zr,28%的Co,27%的U集中在骨骼。72%的Cs,60%的Rb,57%的K分布在肌肉。25%的Th,17%的Ce,14%的La,4%的U分布在肺。16%的Ce,9%的La,6%的Co,5%的Rb,1%的U和Th分布在肝。它们的放射性核素有着同样的分布,意味着这些组织或器官将作为靶器官会受到较大剂量的照射,在辐射防护中应给以较大的关注。
中国人肺、肝的U和Th含量参考值均高于亚洲参考人和ICRP参考人。肾和骨骼的U含量高于亚洲参考人,但低于ICRP参考人。I在甲状腺,Cs在肌肉,Sr在骨骼的含量三者相当接近。推荐的中国人参考值除Al、I、Cr明显高于、而Pb、Cd、Cs明显低于Iyenger报告值[44]和ICRP 23参考人[1]外,大多数元素的参考值与Iyenger报告值和ICRP 23的参考人相当接近。这些差别可能与环境和生活方式的差异,以及微量元素分析技术的进步有关。
2. 使用说明
(1)“参考人”是指特定人群的解剖、生理参数的调查统计值,经分析和综合后形成的一套描述该人群体形特性和生理特性的参数参考值。参考人典型化了特定人群,被用于代表该人群,以便对人群中的不同个体能在统一生物学基础上统一对待,及在不同群体间能用统一的标准进行比较。用于辐射防护领域电离辐射内外照射剂量估算和人体体模研制的参考人称“辐射防护用参考人”。
(2)《辐射防护用参考人》标准中各参数的参考值不是该参数的正常值,《辐射防护用参考人》标准也不是通常意义上的“根据健康要求对生产、生活环境中化学的、物理的及生物的有害因素提供容许限量值为目的”的卫生标准,而是为了辐射防护前瞻性剂量估算的需要而建立的一套人体的解剖、生理参数参考值,以便对人群中的不同个体能在统一生物学基础上统一对待。
(3)本标准适用于辐射防护实践与干预中电离辐射内外照射的前瞻性剂量估算和人体体模的研制,根据被估算对象的性别、生长发育阶段,选择男女相应代表年龄的人体参数参考值。
(4)在个人回顾性剂量估算或需要较精确地剂量估算时,应尽可能使用该人的各种参数的实际测量值。
(5)考虑到人体的有些参数会随着经济发展、社会进步、生活改善有长期变化趋势,对这些参数需要适时更新。
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