Показания и противопоказания от ионизирующего излучения
Что такое ионизирующее излучение?
Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.
Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.
Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).
Источники излучения
Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.
Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.
На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.
Воздействие ионизирующего излучения
Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.
Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.
Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.
Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.
Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).
Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.
Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.
Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.
Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.
На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.
Последствия ионизирующего излучения для здоровья
Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).
Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов.
Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей.
Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год.
Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).
Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.
Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).
Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.
Деятельность ВОЗ
ВОЗ разработала радиационную программу защиты пациентов, работников и общественности от опасности воздействия радиации на здоровье в планируемых, существующих и чрезвычайных случаях воздействия. Эта программа, которая сосредоточена на аспектах общественного здравоохранения, охватывает деятельность, связанную с оценкой риска облучения, его устранением и информированием о нем.
В соответствии с основной функцией, касающейся «установления норм и стандартов, содействия в их соблюдении и соответствующего контроля» ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в целях пересмотра и обновления международных стандартов базовой безопасности, связанной с радиацией (СББ). ВОЗ приняла новые международные СББ в 2012 году и в настоящее время проводит работу по оказанию поддержки в осуществлении СББ в своих государствах-членах.
После масштабных техногенных катастроф 20-го века опасность ионизирующего излучения стала предметом страха для многих людей. Однако и в обычной жизни мы сталкиваемся с влиянием радиации. Последствия облучения зависят от многих факторов, и, если доза достаточно высока, они могут быть очень опасны. Впрочем, современная медицина знает, как минимизировать риск для здоровья. О способах реабилитации после облучения расскажем в этой статье.
Виды облучения, которым может подвергнуться организм
Ионизирующее излучение («радиация», как говорят в быту) в норме всегда окружает нас. Его источники есть в космосе и в земной коре. Промышленная деятельность изменила природный радиационный фон — «благодаря» работе атомных электростанций, ТЭЦ, заводов по переработке ядерных отходов излучение стало выше.
Нормальный, безопасный для здоровья радиационный фон составляет 0,1-0,2 мкЗв/ч (зиверт — современная единица измерения поступившей в организм радиации). Значения до 0,6 мкЗв/ч считаются допустимым облучением. Более высокие показатели радиации несут прямую угрозу здоровью людей — при условии, что они действуют постоянно, а не в разовой дозе.
[1]
В повседневной жизни мы не можем полностью защититься от ионизирующего излучения. Оно сопровождает нас повсюду — при контакте со стройматериалами, из которых построены здания, в процессе пользования бытовым газом, во время авиаперелетов. Уровень облучения определяется разными условиями — регионом проживания, профессиональной деятельностью и другими. Например, в некоторых областях радиационный фон выше из-за того, что в земной коре находится большое количество радиоактивных веществ. Люди, живущие поблизости от атомных электростанций и прочих объектов ядерного комплекса, а особенно работающие на таких предприятиях, сильнее подвергаются облучению.
Помимо естественных источников радиации, есть еще и искусственные. Чаще всего мы сталкиваемся с ними во время медицинского вмешательства. Рентгеновские методы исследования считаются безопасными: пациент получает очень малую дозу радиации.
Гораздо более сильное облучение происходит во время лучевой терапии, которая применяется чаще всего при лечении злокачественных опухолей. Самая распространенная схема — регулярное локальное воздействие разовыми дозами в 200-250 рад (2-2,5 Зв)
[2]
. Ионизирующее излучение в таких масштабах разрушает опухолевые клетки, но затрагивает и расположенные рядом здоровые ткани. При соблюдении правил лучевой терапии эти негативные эффекты сводятся к минимуму.
В зависимости от того, где находится источник, различают два типа облучения:
-
Внешнее
, когда радиация действует на организм снаружи. Его природным источником служат, например, лучи из космоса. Внешнему облучению искусственного происхождения человек подвергается во время рентгенодиагностики и лучевой терапии; -
Внутреннее
, когда излучение исходит из источника в самом организме. Радиоактивные вещества могут проникнуть через легкие с воздухом, через ЖКТ с пищей и водой, через поврежденную кожу. Их также используют при некоторых видах медицинских процедур (радиоизотопная диагностика). Попав в организм, радионуклиды продолжают действовать до момента полного распада или выведения.
Кроме того, виды облучения классифицируются по:
- типу ионизирующих частиц (-альфа, -бета, -гамма, рентгеновские и т. д.);
- продолжительности воздействия (острое — в течение минут или часов, пролонгированное — несколько дней или месяцев, хроническое — длящееся годами, но в малых дозах);
- площади поражения тела (местное, широкопольное, общее);
- смертельным последствиям, зависящим от дозы (сублетальное, летальное, сверхлетальное).
Состояние человека после облучения и возможные последствия для здоровья
При сильном кратковременном облучении или продолжительном воздействии не столь больших (но превышающих допустимые) доз радиации у людей формируется лучевая болезнь. Ее симптомы и отдаленные последствия разнообразны. Главное, от чего они зависят, — это доза облучения, полученная за определенный период времени. С этой позиции выделяют две формы болезни: острую и хроническую.
Острая лучевая болезнь
Это угрожающее жизни состояние возникает, когда организм в течение короткого времени подвергается равномерному воздействию внешнего ионизирующего излучения в дозе более 1 Зв.
[3]
Есть несколько форм болезни. Какая именно из них разовьется, зависит от степени облучения. Мы будем говорить только о костномозговой форме, которая возникает под действием дозы 1-6 Зв и, в свою очередь, подразделяется на несколько степеней:
- легкая — 1-2 Зв;
- среднетяжелая — 2-4 Зв;
- тяжелая — 4-6 Зв;
- сверхтяжелая — более 6 Зв.
Выделяют несколько стадий прогрессирования острой лучевой болезни. Начальный период, который длится до 5 дней от момента облучения, проявляется признаками интоксикации: рвотой, головной болью, слабостью, лихорадкой, покраснением кожи. Они выражены тем сильнее, чем тяжелее степень болезни.
Затем эти симптомы проходят, и наступает фаза затишья. Состояние после облучения на данном этапе удовлетворительное, что создает ложное впечатление о выздоровлении. Определить поражение костного мозга можно по анализам крови.
Далее болезнь вступает в фазу разгара. Симптоматика в этом периоде разнообразна. В крови больных отмечается уменьшение уровня лейкоцитов и тромбоцитов, развивается анемия. Присоединяются инфекции, возникают кровотечения, язвы на слизистой оболочке рта, атрофические изменения кожи, поражения желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Впоследствии может развиться радиационный гепатит.
Легкая и среднетяжелая формы болезни при адекватном и вовремя начатом лечении заканчиваются выздоровлением. Клетки костного мозга со временем восстанавливаются. Однако спустя месяцы или годы после облучения болезнь может напомнить о себе.
В результате воздействия радиации в дозах от 10 Зв и выше возникают другие формы острой лучевой болезни: кишечная, сосудистая, церебральная. Они во всех случаях приводят к летальному исходу, быстрота наступления которого зависит от степени облучения: от нескольких дней до нескольких часов или даже секунд.
[4]
Хроническая лучевая болезнь
Ее причина — долгое непрерывное или часто повторяющееся воздействие сравнительно невысоких доз радиации (0,1-0,5 Зв в сутки)
[5]
. Заболевание развивается постепенно, процесс длится годы. В зависимости от общей дозы облучения различают степени тяжести: легкая и среднетяжелая — 1-5 Зв, тяжелая — свыше 5 Зв. Хроническая лучевая болезнь протекает в три стадии.
Стадия формирования заболевания
, когда появляется и нарастает симптоматика. Чем тяжелее степень поражения, тем она ярче. При легкой форме изменения в крови незначительны, нарушения работы внутренних органов выражены неявно (чаще всего бывают расстройства ЖКТ). На первом плане — явления астении: головные боли, утомляемость, раздражительность, плохой сон.
Среднетяжелая форма болезни сопровождается отчетливыми симптомами. Больные жалуются на слабость, утомляемость, боли в костях. Часто возникают кровотечения, кровоизлияния в кожу. Заметны атрофические явления: кожа становится сухой, утрачивает эластичность, выпадают волосы, истончаются ногти. Нарушаются функции ЖКТ и печени. При исследовании крови выявляются анемия, уменьшение содержания лейкоцитов, тромбоцитов и другие признаки угнетения кроветворения.
При тяжелой форме все эти симптомы выражены еще резче. Развивается сильная анемия, возникают кровотечения, поражаются внутренние органы и ЦНС. Часты инфекционные осложнения.
Стадия восстановления
. Легкая степень ХЛБ при прекращении облучения имеет благоприятный прогноз, заканчивается выздоровлением через 2 месяца. Среднетяжелая форма протекает годами, периодически обостряется, завершается частичной ремиссией. При тяжелой степени нередко бывает летальный исход (из-за инфекции или кровотечения).
Стадия отдаленных последствий
. Перенесенная лучевая болезнь спустя годы может напомнить о себе развитием злокачественных опухолей, иммунных заболеваний, склероза сосудов, катаракты, нарушений работы органов пищеварения. Продолжительность жизни больных уменьшается. Отдаленные последствия облучения могут сказаться и на потомстве (генные мутации).
Терапия при лучевой болезни
Лечение после облучения ведется по нескольким направлениям. Его задачи сводятся к облегчению симптомов, нормализации психологического состояния больного, предупреждению осложнений.
Симптоматическая терапия
острой лучевой болезни начинается после оказания первой помощи. Она включает купирование рвоты, нормализацию водного баланса, детоксикацию. Назначают сосудистые средства для предотвращения коллапса и шока.
При хронической лучевой болезни применяют физиотерапию, щадящую, но полноценную диету, лечебную физкультуру (при легкой форме), средства, поддерживающие работу ЦНС, витамины. При среднетяжелом течении добавляют стимуляторы кроветворения, гормональные препараты, антибиотики. Иногда приходится прибегать к переливанию крови, в тяжелых случаях — к трансплантации костного мозга.
Психотерапия
играет большую роль в восстановлении после облучения, особенно в случае острой формы болезни. Люди часто оказываются под воздействием больших доз радиации в результате аварий, которые сами по себе являются психотравмирующим фактором.
Профилактика осложнений
— как ближайших, так и отдаленных — имеет очень большое значение. Для повышения стойкости организма к воздействию радиации назначают растительные адаптогены (элеутерококк, женьшень, лимонник), комплексы витаминов и аминокислот, нуклеозиды. Чтобы предупредить инфекционные осложнения острого лучевого поражения, больного помещают в асептические условия, вводят антибиотики.
Особой чувствительностью к радиационному воздействию отличается пищеварительная система. Нарушениями ЖКТ часто осложняются острая и хроническая формы лучевой болезни. Для поддержки работы органов пищеварения используется ферментная терапия.
С излучением мы сталкиваемся повсюду, но иногда его дозы оказываются выше допустимых. Особенно подвержены риску работники предприятий ядерного комплекса и ТЭК, люди, проживающие вблизи таких объектов, а также сотрудники медицинских и научно-исследовательских учреждений, которые вынуждены взаимодействовать с источниками радиации. При сильном или продолжительном облучении возникает лучевая болезнь, исход которой во многом зависит от своевременно начатой терапии.