综述:人工智能在职业健康辐射暴露中的作用:文献范围综述

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Environmental Health 5.4

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  这篇综述系统评价了人工智能(AI)在职业辐射暴露管理中的应用,涵盖评估、监测、控制及防护领域。通过PRISMA指南筛选59篇文献,发现AI技术(如机器学习ML、深度学习DL)能显著提升辐射风险评估精度,但需解决数据质量、算法可解释性等挑战。研究强调跨学科合作对实现AI在辐射安全中潜力的重要性。

  

引言

人工智能(AI)凭借其模拟人类认知的能力,正深刻变革职业辐射安全管理领域。辐射作为穿透性极强的能量形式,对医疗、核工业等从业人员构成潜在威胁,可能引发癌症、生殖障碍等健康风险。传统防护依赖人工监测,而AI通过分析海量数据、识别模式并预测风险,为动态防护提供新范式。

材料与方法

研究遵循PRISMA框架,检索Web of Science、Scopus和PubMed截至2024年4月的文献。基于PICO原则设计检索策略,关键词涵盖AI、职业辐射暴露等。纳入标准聚焦AI在辐射评估、监测及防护的应用,采用混合方法评价工具(MMAT)评估文献质量。最终59篇文献入选,其中76%为高质量研究。

结果与讨论

监督与评估

16项研究开发了智能剂量管理系统。例如,Tan(1989)构建专家系统辅助新加坡卫生部辐射许可决策;Saifullah(2022)设计物联网(IoT)监测系统,通过声光警报引导人员避险。神经网络在剂量率地图插值(Mól 2011)和个人等效剂量估算(Pathan 2024)中表现优异,误差率低于传统方法。

检测与监测

32项研究突出AI的实时响应能力。Latner(2002)的γ射线远程监测系统可追踪移动车辆辐射;Durbin(2021)利用K近邻算法区分有机闪烁体中的γ射线和中子,识别准确率达92%。深度学习模型(Hwang 2022)能预测塑料闪烁体探测器的能谱-剂量关系,为核电站应急响应提供支持。

防护与控制

10项研究探索AI在防护装备优化中的应用。Chen(2020)通过DL检测福岛核电站工作人员防护服穿戴合规性;Zhu(2022)设计频率选择表面(FSS)逆推算法,定制电磁辐射屏蔽材料。机器人手套箱(Tokatli 2021)则通过AI减少人工操作时的辐射接触。

挑战与展望

尽管AI展现出巨大潜力,仍需突破四大瓶颈:

  1. 数据壁垒:高质量辐射暴露数据集稀缺,需建立行业共享数据库;
  2. 算法黑箱:复杂神经网络(如CNN)的决策过程需增强可解释性;
  3. 标准融合:AI输出需符合国际放射防护委员会(ICRP)限值标准;
  4. 人才缺口:亟需既懂辐射物理又精通AI的复合型人才。

结论

AI正重塑职业辐射防护体系,从静态监测转向智能预测。未来需通过跨学科协作攻克技术瓶颈,同时建立伦理框架确保AI决策透明可靠。随着量子计算等新技术融合,下一代智能防护系统或将实现“零接触”辐射管理愿景。

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