Лучевые реакции организма
Лучевые реакции организма подразделяются на общие, которые складываются из поражения кроветворной системы, органов пищеварительного тракта и центральной нервной системы, и местные– в зоне облучения. В свою очередь общие и местные реакции делятся на лёгкие и тяжелые, а по времени провления на острые, которые наблюдаются в течение нескольких дней или недель после облучения сравнительно большими дозами, и отдалённые, которые возникают или могут возникнуть через годы после облучения значительно меньшими дозами.. Выделяют четыре типа лучевых реакций организма:
- собственные лучевые поражения,
- отдаленные соматические эффекты,
- генетические эффекты,
- тератогенные эффекты.
К лёгким общим реакциям относятся синдром лучевого похмелья и сокращение сроков жизни, к тяжелым общим относится острая лучевая болезнь (поглощённая доза > 1 Гр (100 р), хроническая лучевая болезнь (длительное облучение дозами выше ПДД - предельно допустимая доза), лейкемия.
Острые эффекты при общем облучении организма возникают после общего облучения человека дозой более 0,25 Гр (25 р) и заключаются в падении числа лимфоцитов, тромбоцитов и эритроцитов в периферической крови Если полученная доза облучения не превышает 1 Гр (100 р),то пациент обычно начинает выздоравливать, и количество лимфоцитов в крови через несколько дней начинает повышаться, хотя полное выздоровление может затянуться на несколько месяцев. Количество лейкоцитов – полезный критерий оценки полученной субъектом дозы облучения всего тела в диапазоне 0,25-4 Гр. При дозах выше 4 Гр тщательный подсчет позволяет обнаружить лишь единичные выжившие клетки. Тромбоциты и эритроциты снижаются не в такой степени, как лимфоциты, также с последующим их восстановлением, и поэтому контроль количества красных и белых клеток крови позволяет получить информацию о тяжести поражения или признаках выздоровления после облучения человеческого организма. В связи с этим исследования крови широко используют для контроля за состоянием здоровья людей, которые по своей профессии подвергаются риску лучевого повреждения, или пациентов, получающих лучевую терапию (хотя здесь речь идет о местном облучении, разовые и суммарные дозы здесь могут достигать больших величин).
К лёгким местным реакциям относят эритему , сухой дераматит, мокнущмй дерматит, лучевой пневмосклероз, лучевую катаракту и др.
Лёгкие кожные реакции не требуют специального лечения и подвергаются обратному развитию самостоятельно. Эритема – стойкое покраснение, умеренная отечность и болезненность кожи. Развивается в зависимости от энергии рентгеновских лучей в дозе 500-900 р, исчезает самостоятельно, оставляя пигментацию кожи, которая держится длительное время. Сухой эпидермит характеризуется теми же клиническими симптомами, что и эритема, но выраженными в большей степени, и сопровождается выраженным шелушением кожи. Мокнущий эпидермит характеризуется появлением на коже на фоне отека и гиперемии пузырьков, наполненных серозной жидкостью. Пузырьки вскрываются, обнажая мокнущую ярко-розовую поверхность. После эпителизации развивается атрофия и депигментация кожи.
К тяжёлым местным реакциям (их называют еще лучевыми повреждениями) относят лучевую язву, лучевой рак, стерильность организм и др.
Местные лучевые повреждения возникают при облучении массивными дозами излучений, чаще всего как осложнения лучевой терапии злокачественных опухолей при нарушении методики и техники облучения. Типичным лучевым повреждением является лучевая язва, которая может развиться спустя 1-3 недели после облучения (острый лучевой некроз), 1-6 мес. после облучения (ранний лучевой некроз) и через много месяцев или лет (поздний лучевой некроз). По шкале оценки RTOG/EORTC выделяют пять степений поздних местных лучевых повреждений.
В отличие от лучевых реакций, лучевые повреждения самостоятельно не проходят. Как правило, они требуют длительного лечения.
Генетические эффектывозникают при мутациях лучевого происхождения, протекающих в яйцеклетках яичников женщин или в сперматозоидах мужчин. По степени прорявления мутаций выделяют доминантные - проявляются в первом поколении облученного организма, и рецессивные, проявляющиеся спустя несколько поколений после первичного облучения. Вероятно, большинство гетических повреждений приводит к эмбриональной смерти, однако некоторые из них могут быть не смертельными и возможно рождение живого ребенка, страдающего уродствами того или иного рода. По этой причине при всех медицинских исследованиях, связанных с облучением, стремятся избежать облучения гонад пациентов и персонала.
Тератогенные эффекты развиваются у плода приоблучении беременной женщины, что может быть причиной серьезных повреждений развивающегося эмбриона и плода. Большое число наблюдений за детьми, родившимися у женщин, подвергавшихся облучению с диагностической или терапевтической целью во время беременности, показало, что облучение in utero может вести к серьезным аномалиям у потомства. В этих случаях наблюдались самые разнообразные дефекты, включающие в себя болезнь Дауна (монголизм), гидроцефалию, микроцефалию, пороки развития конечностей, костей лицевого черепа и др.
Наибольший риск повреждения эмбриона приходится на первые три месяца беременности и постепенно уменьшается в более поздние сроки. Риск внутриутробной смерти или серьезных пороков развития с наибольшей вероятностью происходит в течение первых 38 дней беременности, т.е. в период предимплантационной стадии (до 11-го дня) и в период органогенеза. Поэтому любое облучение беременной женщины в этих периодах должно быть исключено. В непредвиденных случаях, когда плод подвергался облучению в дозе более чем 0,2 Гр, необходимо рекомендовать прерывание беременности.
3.5. Биологическое действиеультразвуковых волн.
Хорошо известно, что только маленькая доля приложенной энергии ультразвука возвращается к датчику. Большая же часть теряется за счет поглощения. Ультразвуковые волны вызывают колебания частиц среды вокруг положения равновесия. Кинетическая энергия частиц освобождается в окружающую среду в виде тепла. Наиболее подвержена нагреванию костная ткань, обладающая наибольшим акустическим сопротивлением. Наибольшее повышение температуры происходит на границе входа ультразвука в ткани, в фокусной зоне и в пробном объеме. Таким образом, ультразвук обладает рядом биологических эффектов. К ним относятся кавитация и термальный эффект.
Кавитация представляет собой процесс формирования газовых пузырей из растворенных в жидкости газов, возникающий при определенном отрицательном давлении. Этот переход носит изотермальный характер, то-есть не связан с изменением температуры. При разрушении такого газового пузыря вся освобожденная энергия взывает местное разрушение окружающих тканей.
В современных диагностических аппаратах выходная акустическая мощность в В-режиме увеличиласт в 6 раз за последние 5 лет, и имеет тенденцию к дальнейшему росту.
На экране УЗИ-аппарата должны указываться величины теплового (термического) - ТI и механического МI индексов. ТI– тепловой – или термический – индекс предупреждает пользователя о потенциальном нагревании тканей во время исследования при использовании определенных параметров настройки прибора. Тепловой индекс, хотя и определен преднамеренно без каких-либо единиц, математически определяется как отношение реально испускаемой мощности ультразвукового поля к теоретической, требуемой для нагрева участка ткани на 10. Принято считать, что в «худшем варианте нагревания» ТIболее 1 указывает на появление потенциального риска. Механический индекс или МIпредложен для оценки нетермических процессов, в частности, кавитации. МI указывает на величину амплитуды ультразвуковых импульсов, воздействующих в данный момент на ткани. Увеличение этой амплитуды приводит к пропорциональному увеличению индекса.
Следует отметить, что даже после повсеместного внедрения этих индексов в широкую практику остается определенное количество нерешенных проблем. Многие факторы, такие как время экспозиции, толщина передней стенки, глубина исследуемого объекта, степень перфузии исследуемых органов и тканей и некоторые другие до сих пор остаются неучтенными.
В современных диагностических аппаратах выходная акустическая мощность в В-режиме значительно увеличилась и имеет отчетливую тенденцию к росту. Кроме того, вместе с допплерографией в клиническую практику так же пришли высокие мощности акустического излучения. Общая акустическая мощность представляет энергию, которая испускается датчиком в единицу времени. Единицей мощности является 1 Ватт или Джоуль/сек.
Согласно решению международной электротехнической комиссии «Требования к предоставлению акустических выходных характеристик медицинских диагностических приборов» все характеристики должны обязательно приводиться в сопроводительной документации для каждого датчики и каждого режима работы (В-, М-, Д- и проч.) в том случае, если они превышают нормативные значения выходной интенсивности излучения в луче – Iob> 20 мВт/см3, средней выходной интенсивности за импульс Ispta> 100мВт/см3, акустического давления P>1 МРа.
Становится очевидным, что современный специалист ультразвуковой диагностики должен уметь контролировать такие функции сканера как выходная мощность, знать интенсивность и давление создаваемого датчиком акустического поля, учитывать время экспозиции и научиться использовать в повседневной практике принцип ALARA (As Low As Reasonably Achievable – Так Низко Как Разумно Достижимо – т.е. использовать самую благоразумно низкую выходную мощность).
Тест-вопросы.
1. При увеличении количества кислорода в облучаемых тканях степень биологического воздействия на ткани
а) увеличивается,
б) уменьшается,
в) не меняется
2. При увеличении количества воды в облучаемых тканях степень биологического воздействия на ткани
а) увеличивается,
б) уменьшается,
в) не меняется.
3. Основной механизм биологического действия ионизирующего излучения на клетки
а) прямой,
б) непрямой,
в) оба играют одинаковую роль.
4. Самая радиочувствительная клетка организма
а) эмриональная,
б) нервная,
в) половая.
5. Самая радиопоражаемая клетка организма
а) эмбриональная,
б) нервная,
в) половая.
6. Прежде всего, в клетке от воздействия ионизирующего излучения страдает
а) защитная функция,
б) митоз,
в) обменные процессы.
7. Минимальная смертельная доза для рентгеновских лучей при однократном общем облучении составляет
а) 50-100 р,
б) 100-200 р,
в) 200-400 р.
8. Наиболее радиопоражаем ый возраст
а) детский,
б) средний,
в) старческий.
9. Радиационные мутации бывают
а) только положительные,
б) только отрицательные,
в) те и другие.
10. Наиболее сильный мутаген для человека это
а) алкоголь,
б) радиационное облучение,
в) ванилин,
11. Критический орган это орган,
а) обладающий высокой радиочувствительностью,
б) обладающий высокой радиопоражаемостью,
в) обладающий радиорезистентностью.
12. Теория полезного действия малых доз радиации называется
а) горметония,
б) гормезис,
в) гистерезис.
13.. К биологическим эффектам ультразвука относятся
а) кавитация и термический эффект,
б) только термический эффект,
в) электризация тканей.
14. Принцип ALARA призывает специалиста уменьшить
а) мощность сигнала,
б) время исследования,
в) количество используемого геля.
15. Высокие – больше 1 – значения термического индекса говорят о
а) нагревании тканей на соответственное количество градусов,
б) имеющемся высоком потенциальном риске нагревания тканей,
Литература.
1. Линденбратен Л.Д. Медицинская радиология (программированный курс). Учебник для медвузов. - М., 1969. - 400 с.
2. РАДИАЦИЯ. Дозы, эффекты, риск. Перевод с англ. - М., 1988. - 78 с.
3. РАДИАЦИЯ И ПАТОЛОГИЯ. Учебное пособие. А.Ф. Цыб, Р.С. Будагов, И.А. Замулаева и др. - М., Высшая школа, 2005. - 341 с.
4. Труфанов Г., Асатурян М.А., Жаринов Г.М. Лучевая терапия. Учебник для вузов, т. 2. - М., «ГЭОТАР-Медиа», 2007. - 192 с.
5. Холл Э.Дж. Радиация и жизнь. - М., «Медицина», 1989. - 256 с.
Глава 3.
Радиационная безопасность при рентгено-радиологических
исследованиях.
1. Дозиметрия ионизирующих излучений.