生体の光・放射線に対する性質

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  未熟な左手が作った臨床工学技士国家試験の生体物性工学に関するよりぬきノートです。
誤りがございましたら、ご連絡下さい。




生体の光に対する性質

水の透過特性

@水は電磁波領域(X線領域〜ミリ波帯まで)を良く吸収する
A但し、波長400〜1400nmまでの領域は光を良く透過する

瞳孔を通った光

@可視光・近赤外光 : 網膜まで透過
A紫外線・遠赤外光 : 角膜でほとんど吸収され、網膜まで透過しない

皮膚に当たった光

≪反射≫

可視光・近赤外光 : 大きい
紫外線・遠赤外光 : 小さい


≪吸収≫

可視光・近赤外光 : 吸収され難い

Hb(500nm付近)、ヘム蛋白(550nm付近)、メラニン(500nm付近)、ビリルビン等の色素により吸収

紫外線・遠赤外光 : 表面で吸収

紫外線は生体高分子物質により吸収
遠赤外線は水に良く吸収される

≪透過≫

可視光・近赤外光 : 透過しやすい
紫外線・遠赤外光 : 透過しにくい



太陽光の生体影響

≪太陽光からの紫外線≫

  UVA、UVB、UVCの3種類に分けられ、地表に届く多くの紫外線がUVAである。


≪波長≫

  UVA>UVB>UVC
UVAは、波長が長いため地表に届きやすい。


≪皮膚内への透過性≫

UVA・UVB真皮まで
UVC表皮まで

≪生体作用≫

UVA日焼け(火傷・色素沈着)。色素沈着は直ちに起こる
UVB日焼け(火傷・色素沈着)の主因。色素沈着は遅れて起こる。皮膚癌発生率高い
UVCオゾン層で多くが吸収される

 ※ 皮膚や眼は光線による影響を受けやすい



生体の放射線に対する性質

電離放射線の種類

≪電磁放射線≫

  X線、γ線


≪粒子放射線≫

  中性子線、陽子線(α線)、電子線(β線)、陽電子線(ポジトロン)、中間子線


崩壊

崩壊放射線電荷電離能物質透過力
α 崩壊α 線原子番号2減少、質量数4減少大 (直接)
陰電子崩壊β 線原子番号1増加、質量数不変中 (直接)
陽電子崩壊原子番号1減少、質量数不変
電子捕獲崩壊原子番号1減少、質量数不変
核異性体転移γ 線0小 (間接)

生体組織の放射線吸収及び透過性

  X線の場合、原子番号と組織の密度、その厚さに比例して指数関数的に減弱する。
つまり、原子番号、組織密度、その厚さが大きいほど吸収が大きく、逆に透過性は低下する。


放射線の生体作用

≪自然環境化での放射線量≫

0.1R (1年間)
8R (生涯)


≪半数致死線量≫

400〜500rem


≪影響著しい部位≫

@新生能力が大きいもの
A分裂過程が長いもの
B分化の程度の低いもの

※ 生殖器・骨髄・皮膚・消化管の組織は、影響を受けやすい部位である。


放射線関連単位

≪放射能の強さ≫

  放射能とは不安定な核種(放射性同位元素;RI)が放射線を放出して別の核種に変化する性質をいい、放射能の強さとは、そのRIが単位時間当たりに崩壊(壊変)する原子数をいう。
単位 : Bq(ベクレル)、Ci(キューリー)


≪照射線量≫

  光子(X線、γ線)が空気1kgを電離させるだけの線量。
単位 : C(クーロン)/kg、R(レントゲン)


≪吸収線量≫

  ある物質(生体組織など)が放射線の照射を受けた結果、その物質が1kgあたりに吸収されるエネルギー
単位 : Gy(グレイ)、rad(ラド)、J(ジュール)/kg


≪線量当量≫

  同じ放射線線量を受けても放射線の種類(α線、β線、γ線など)によって生体組織に及ぼす影響が異なるため、その放射線の種類よる生物学的効果を評価したもの。又、それを比較する指標として生物的効果比(RBE)が用いられる。
単位 : SV(シーベルト)、Rem(レム)


≪RBE(生物学的効果比)≫

  放射線の種類の違いによる生物学的作用を比較するための尺度

α 線15〜20
中性子線2.8〜10.5
γ 線、X 線、β 線1

電磁波の分類

名称波長主な用途

超長波 (VLF)10km〜100km 無線航行
長波 (LF)1km〜10km 船舶、航空通信
中波 (MF)100m〜1km AM放送
短波 (HF)10m〜100m HF放送
超短波 (VHF)1m〜10m MRI、FM放送、テレビ
極超短波 (UHF)100mm〜1m 医療用テレメータ、移動通信、電子レンジ
マイクロ波100μm〜100mm レーダー、衛星通信
赤外線770nm〜100μm レーザ手術装置、光治療機器
可視光線380nm〜770nm 光治療機器、光学顕微鏡
紫外線0.1nm〜380nm 光治療機器、殺菌灯
X線1nm〜1000nm X線写真、X線CT、材料検査
γ(ガンマ)線100nm γカメラ、材料検査






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