核与辐射突发事件卫生应急辅助指挥系统研究与设计

秦 斌，杨昌跃，李玉文，马卫东，李 抗，苏 旭

0 引言

随着科学技术的进步，核与辐射技术已广泛应用于工农业生产、军事和医学等领域，很大地促进了社会进步与经济发展。我国的核能发展非常迅速，秦山、大亚湾和田湾等核电站相继并网发电。根据国家核电发展规划，到2020年，我国核电总量将建成5 800万kW，在建3 000万kW。然而，核与辐射技术在为人类做出贡献的同时，还会导致事故的发生，给人民的生命健康和安全带来伤害和威胁，除了直接造成人员伤亡外，还会引起大大的心理恐慌[1-2]，甚至影响社会稳定和国家安全。为了最大程度地减轻并及时控制核辐射与放射事故、恐怖袭击事件的后果，防止事态扩散，做好处置核与辐射重大事故和恐怖袭击事件相关的技术研究和技术储备尤为重要[3-5]。本项研究是核与辐射突发事件卫生应急准备工作的最重要的条件之一，它可指导卫生应急人员在核、辐射事故时或在地震等灾害及战争导致的放射性物质泄漏时，能及时、正确、有效地抢救伤员，采取措施保护公众。

1 系统设计

本系统利用DELPHI编程语言、SQL数据库技术建立底层数据库，采用Map Info技术研制并集成了不同语言编制的剂量估算软件[6]，并使用VB计算机语言进行数据库链接，实现了不同模块和数据的调用。提出了B/S+C/S混合架构技术，并能通过地理信息系统（geographic information system，GIS）快速直观地表述调用数据和应用功能，可实现人机对话和网络环境下的数据共享。本系统利用相关的核电站所在地区的环境和健康基线调查数据，在GIS上建立数据库并展示，可为核与辐射事故医学应急和事故后的后果评价提供基线数据；通过分析受到辐射照射人员、公众的生活环境和饮食等相关辐射参数，对受照人员、公众以及医学救援人员可能发生的健康影响进行快速评估，并提供医学应急处理建议和心理干预措施；在核与放射突发事故发生时，能迅速、准确地估算受照人员所受辐射的剂量，提出合理的医学应急救治建议，为决策提供信息支持。同时，通过核应急资料检索子系统快速检索相关政策、法规和标准，为医学应急救援人员实施救治提供技术依据，更好地保护公众健康，并将有关各子系统中外照射剂量重建、体内放射性污染剂量估算、人体外周血染色体和微核剂量估算、人体皮肤照射剂量估算、地理信息系统、检索系统、底层数据库和系统管理进行集成，使之成为有机的整体。做到数据共享、剂量估算程序共享、软件界面统一，操作简便，安全设置合理。同时，将不同计算机语言编制的底层数据库格式进行归一处理，转变成更加广泛应用的PDF格式、Word格式和Excel格式进行储存，将文件中的文本数据、数字数据和图表数据以数据库形式储存，并建立逻辑关系数据库，通过编写判断函数和关系函数，进行数据和逻辑关系的连接，形成更加方便快捷的人机交互界面[7]，系统结构如图1所示。

图1 系统结构图

2 系统功能与应用

2.1 技术支持管理模块

技术支持管理模块包括不同环境和受照条件下快速估算受照人员可能的受照剂量，为医学应急救援和响应提供信息支持，最大限度地保障公众健康。主要包括：（1）根据烟羽、地面沉积核素2种受照途径进行核事故和放射事故外照射剂量估算；（2）根据个人检测、现场检测及食品或饮水的检测数据进行内剂量估算；（3）根据不同实验室建立的生物剂量标准曲线，选择不同的参数进行生物剂量估算；（4）根据有关国家标准进行皮肤剂量估算。

2.2 辅助指挥管理模块

利用数据库技术将核与放射事故医学应急资源相关信息以及统计分析的结果在GIS上展示，通过GIS来表述这些数据，提供直观的界面，可指导合理配备资源，为辅助决策提供依据。主要包括应急响应实施模块、分析决策辅助模块、地理信息图形管理模块。建立的数据库主要有：（1）医学应急机构的基本信息、放射损伤救治的专业设备和条件、辐射防护检测的专业能力和人员技术能力等情况的医学资源数据库；（2）各级应急组织基本情况和专家基本情况的应急组织及专家库数据库；（3）放射损伤救治专用药品储存种类、储备条件、储备数量和储存地点为主的核辐射救治专用药品储备数据库；（4）核能和核技术应用单位基本情况、单位地址（包括经纬度）、主要工作内容、主管应急的部门信息在内的设施资料库。

2.3 核应急资料检索模块

预先对技术标准、规范和预案进行信息化处理，统一以.CHM格式储存文本文件，便于决策人员快速检索；在事故发生时，应急相关人员通过该快速检索系统，查阅相关政策、法规和标准，指导整个救治过程，为事故后进行评价提供依据。主要包括技术规范模块、文件快速检索模块、文件管理模块。

2.4 健康基线地理信息模块

根据环境放射性监测资料和公众健康调查治疗，建立基线数据库，主要包括：（1）设施周围信息数据库：包括村庄和镇的人口信息、地形地貌、气候、经济、水源、传染病、恶性肿瘤发病情况等信息；（2）设施周围放射性本底数据库：包括水、食品、蔬菜等的放射性本底数据等；（3）设施周围居民核能认知数据资料等。

2.5 后果评价信息管理模块

通过分析放射性损伤人员、公众的生活环境和饮食等相关辐射参数，对受照人员、公众以及救援人员可能发生的健康影响进行后果评估[8]，是核应急指挥决策的有效辅助工具。主要包括数据传输系统、救援人员健康影响后果评估系统、公众健康影响后果评估系统、应急人员风险评估系统、应急指挥和医学应急资源管理系统为一体的后果评价计算机软件系统，具有数据采集、信息查询、屏幕显示、自动分析和辅助指挥等功能。

2.5.1 人员健康影响后果评估

对在核和辐射事故中受到放射性损伤的人员，根据源项数据、照射情况，快速进行γ外照射剂量、中子外照射剂量、生物剂量、皮肤剂量、内照射剂量计算机估算，为医学救治提供受照剂量支持。按照临床症状和剂量估算结果，提供医学处理方案，初步完成现场快速个人后果评价，并根据人员受损伤情况提供心理咨询。同时，应急专家也可通过远方传来的损伤患者的音视频信号和检验报告，在异地进行放射损伤患者救治的技术支持。

2.5.2 公众健康影响后果评估

在核和辐射突发事件发生时，根据事件发生状况，通过地理信息库等显示应急计划区内或事件发生地有关居住人口、地形的信息。根据源项和气象资料，调用大气扩散模型库，经过计算，模拟显示放射性烟羽图像。通过放射性环境监测库数据，经计算给出公众可能受到的污染水平和事件后食品与饮用水可能受到的污染情况，调应干预原则与水平数据库，进行公众后果评价。此外，针对核和辐射突发事件中公众出现的心理恐慌等问题给予相应心理干预措施。

2.5.3 应急人员风险评估

通过调用医学应急组织资料库、核设施周围地区人口地理数据库、医学应急机构资料库、应急专家和应急队伍数据库、应急响应装备数据库和应急响应（预案）库等数据资料，实时显示应急资源分布、应急能力情况和应急救援情况。同时，可储存现场应急人员接受剂量情况，权衡救援人员承受的危险和救援行动带来的利益，及时保护应急人员，避免误入放射污染地区或在污染区停留时间过长，减少事件后果影响。此外，针对救援人员遇到的心理障碍提供相应干预措施。

2.5.4 应急决策

根据后果评价结果，调用应急实施程序，根据不同情况下的应急预案开展应急响应，采取最为合理的应急措施，开展健康效应评价；合理调配医学救援人员；提出公众和应急人员的干预原则。

2.6 放射损伤救治咨询模块

集放射事故子系统、放射损伤人员救治子系统、重度骨髓型及以下急性放射损伤临床救治规范及临床路径于一体，同时提供多媒体培训教材，具备专家远程会诊功能。

2.6.1 放射事故管理

对国内外主要放射事故进行整理、分析和管理，用户通过输入查询条件可获得有关放射事故的相关信息、事故现场处置情况、伤员损伤情况、伤员受照和救治情况、医学随访信息、图像信息和信息发布情况；还可对具有相同特征的放射事故进行纵向对比分析，得出相关信息。

2.6.2 放射损伤人员救治

通过输入相关参数，该系统可根据核和辐射事故实际情况和伤员伤情给出现场医学处理建议；根据受照剂量和伤员临床表现，结合优化的重度骨髓型及以下急性放射损伤临床救治规范和临床路径给出院内临床救治方案和相关建议以及事故后期要实施的医学随访建议。

2.7 现场快速剂量估算模块

根据受照人员的血象检测结果、生命体征和临床症状给出初步的剂量估算结果并进行现场初步分类，以便快捷、有序、高效地对大批量伤员进行检伤分类并指导紧急救治及伤员后送。本模块提供的初步剂量估算方法是以现行有效的国家标准为指导，结合多种数学方法建立起来的剂量效应曲线方程，建立的快速、实用、可靠、多指标系统化的剂量估算方法，给出核和辐射突发事件后受照人员早期分类诊断建议。

3 系统特点与展望

本系统实现了数据的信息化、可视化。用户通过授权，可以通过国际互联网络实时更新数据并查阅相关材料。（1）系统首次利用GIS展示了核与放射事故相关的核能认知水平情况和放射性本底大小；（2）本项目也研制并集成了各类事故情况下的各种剂量估算功能，并首次使用蒙特卡罗模拟方法研制了放射事故外照射剂量估算软件；（3）本项目所采用计算模式、参数、标准、技术规范和研究成果均为国内外最新的数据信息，且计算模式和数据库可实时更新。

本项目研究成果可为政府宣传核电站建设政策提供基础数据，为事故损伤人员的临床救治、放射工作人员健康效应和辐射危害评价、核和辐射事故医学救援提供技术支持，以保证医学应急响应能力，减轻辐射损伤后果，对于提高我国核、辐射事故医学应急响应能力，应对各种突发事件起到一定作用。

4 讨论

到目前为止，国内外已开发出多套核事故应急决策/后果评价系统，但是已研制开发出的核事故应急软件系统中均不包括医学应急救治和对健康的后果评价等卫生应急领域内容，所以核与辐射突发事件卫生应急辅助指挥系统在国内外还是空白。虽然本系统已研究设计完成，并在多次应急演练中得到应用，但仍未在严重核和辐射事故中得到检验，仍有需要完善的内容。同时，还缺乏更为细化的应对不同类型核和辐射事故的数据模块，因此，需要进一步研究完善。

[1] Loganovsky K，Havenaar JM，Tintle N L，etal.Themental health of clean-up workers 18 years after the Chernobyl accident[J].Psychol Med，2008，38（4）：481-488.

[2] 苏旭，秦斌，张伟，等.核与辐射突发事件公众沟通、媒体交流与信息发布[J].中华放射医学与防护杂志，2012，32（2）：118-119.

[3] Bromet E J，Gluzman S，Schwartz J E，et al.Somatic symptoms in women 11 years after the Chornobyl accident：prevalence and risk factors[J].Environ Health Perspect，2002，110（Suppl4）：625-629.

[4] 联合国原子辐射效应科学委员会.电离辐射源与效应[M].太原：山西科学技术出版社，2002.

[5] 尹忠伟，谢怀江，杨成君，等.核辐射事件的社会心理效应及防护对策[J].沈阳部队医药，2007，20（3）：203-205.

[6] 杨昌跃，马卫东，秦斌，等.核设施及周围地区健康基线GIS的建立[J].中国辐射卫生，2011，20（1）：12-13.

[7] GS-G-2.1 2007.IAEA Safety Standards Series：arrangements for preparedness for anuclearor radiologicale mergency[S].

[8] 李玉文，秦斌，杨昌跃，等.核应急健康效应后果评价系统[J].中国辐射卫生，2011，20（1）：8-9.