Файл: Учебное пособие Рекомендовано методической комиссией отделения ядерной физики физического факультета мгу москва 2019.pdf

24
Библиотека медицинского физика
1-3 года, при остром облучении в дозе 2,5-6 Гр развивается стойкое бесплодие.
Желудочно-кишечный тракт — наиболее радиочувствителен тонкий кишечник, далее по снижению радиочувствитель- ности следуют: полость рта, язык, слюнные железы, пище- вод, желудок, прямая и ободочная кишки, поджелудочная железа, печень.
Сердечно-сосудистая система. Наиболее радиочувстви- телен в сосудах наружный слой сосудистой стенки (из-за высокого содержания в нем коллагена). Сердце является радиорезистентным органом, однако при локальном об- лучении в дозах 5-10 Гр обнаруживается изменения ми- окарда, при дозе 20 Гр отмечается поражение эндокарда.
Органы дыхания. Легкие у взрослого человека — это стабильный орган с низкой пролиферативной активно- стью, поэтому последствия облучения проявляются не сразу. При локальном облучении может развиться ради- ационный пневмонит с гибелью эпителиальных клеток, воспалением дыхательных путей и легочных альвеол и фиброзом, часто ограничивающим проведение лучевой терапии.
Мочевыделительная система. Почки достаточно радио- резистентны, поэтому влияние на них облучения, кроме высоких доз, проявляется поздно. Облучение в дозах бо- лее 30 Гр за 5 недель может вызвать хронический нефрит, что может оказаться ограничивающим фактором при проведении лучевой терапии опухолей органов брюшной полости.
Органы зрения. Для них возможны два типа поражения: воспалительные процессы в конъюнктиве и склере (при дозах облучения 3–8 Гр и лучевая катаракта (при дозах об- лучения 3–10 Гр), для развития катаркты наиболее опасным является бета-облучение.

25
Радиационная безопасность
Нервная система. Нервная ткань яввляется высоко специ- ализированной и радиорезистентной, поэтому гибель нерв- ных клеток наблюдается при дозах облучения свыше 100 Гр.
Эндокринная система. Эндокринные железы обладают низкой скоростью обновления клеток и у взрослых являются относительно радиорезистентными, у детей эндокринные железы более радиочувствительны.
Костно-мышечная система. У взрослых костная, хрящевая и мышечная ткани достаточно радиорезистентны, однако в детском возрасте или при заживлении переломов радиочув- ствительность этих тканей повышается. Наибольшая радио- чувствительность скелетной ткани характерна для эмбрио- нального периода на 38-85 сутки эмбрионального развития.
На популяционном уровне радиочувствительность за- висит от следующих факторов:
• от особенностей генотипа — в человеческой популяции
10–12% отличаются повышенной радиочувствительностью, что связано с наследственно-сниженной способностью к ликвидации разрывов ДНК либо со сниженной точностью процесса репарации.
• от физиологического состояния организма (сон, бодрость, усталость, беременность) или патофизиологического состо- яния организма (хронические заболевания, ожоги, механи- ческие травмы)
• от пола — мужчины обладают большей радиочувстви- тельностью.
• возраста — наименее радиочувствительны люди зре- лого возраста.
Радиочувствительность проявляется и на эволюционном уровне — чем более высокоорганизованным является орга- низм, тем он более радиочувствителен (наиболее радиоре- зистентны бактерии, наименее радиорезистентны собаки, овцы, обезьяны, человек).

26
Библиотека медицинского физика
Причиной гибели организма обычно является поражение какого-либо одного органа, критического в данной ситуации.
В диапазоне доз 3–9 Гр критической является кровеносная система. Гибель облученного организма наблюдается на 7–15 сутки после лучевого воздействия. Поражение кроветворения проявляется и при не смертельных лучевых поражениях.
При этом снижается количество тромбоцитов, что является одной из причин кровоточивости. При лучевом поражении снижается также количество лейкоцитов. И в сочетании все эти факторы способствует развитию инфекционных осложнений.
При увеличении дозы радиации до 10–100 Гр, организмы погибают на 3–5 сутки, когда «костномозговой синдром» еще не успел развиться. Это происходит по причине поражения другого критического органа — кишечника. Он поражается и при меньших дозах, в диапазоне, когда гибель происхо- дит из-за угнетения кроветворения, но при этом «синдром кишечника» не определяет исхода лучевой болезни, хотя и усугубляет ее тяжесть.
При еще больших дозах радиации (200–1000 Гр), непо- средственной причиной гибели облученного организма является массовое разрушение клеток центральной нервной системы.
Таким образом биологические эффекты воздействия радиации на человека могут быть сгруппированы в два типа: детерминированные эффекты (тканевые реакции) и стохастические эффекты (рак и наследственные эффекты).
3.1. Детерминированные эффекты
Если эффект имеет место только в результате гибели многих клеток в органе или ткани, он будет клинически

27
Радиационная безопасность
наблюдаться только при дозах излучения выше некото- рого порога. Величина этого порога зависит от мощности дозы (т. е. дозы в единицу времени) и линейной передачи энергии излучения, облучаемого органа или ткани, объема облучаемой части органа или ткани, и рассматриваемого клинического эффекта.
С увеличением дозы выше порога вероятность возник- новения эффекта резко возрастает до 100% (т. е. эффект будет наблюдаться у каждого человека, подвергшегося облучению), а тяжесть эффекта будет тоже возрастать с до- зой. Такие эффекты называются «детерминированными»
(тканевыми реакциями) и могут возникнуть при примене- нии ионизирующего излучения в лучевой терапии, и при интервенционных процедурах, особенно когда интервен- ционные процедуры под рентгеноскопическим контролем сложны и требуют длительного времени рентгеноскопии или получения многочисленных изображений.

28
Библиотека медицинского физика клеткам в гонадах, это может привести к наследственным эффектам.
Вероятность стохастического эффекта, обусловленного излучением, увеличивается с дозой и, вероятно, пропорци- ональна дозе при низких дозах. При более высоких дозах и мощностях дозы вероятность часто увеличивается с дозой более заметно, чем в простой пропорции. При еще более высоких дозах, близких к порогам детерминированных эффектов (тканевых реакций), вероятность увеличивается более медленно, и может начать снижаться из-за конкури- рующего эффекта гибели клеток.
Эти эффекты, как соматические, так и наследственные, называются «стохастическими». Вероятность таких эффек- тов увеличивается при использовании ионизирующего излучения в медицинских процедурах. Хотя отдельное радиологическое исследование приводит лишь к незначи- тельному увеличению вероятности индукции рака у паци- ента, в промышленно-развитых странах каждый житель проходит, в среднем, одно такое обследование каждый год, соответственно, увеличивается и совокупный риск.
Расчеты, проведенные в предположении о линейной беспороговой модели воздействия излучения, показыва- ют, что доля случаев смерти от рака в целом у населения, связанных с облучением при радиологических процедурах, может достигать уровня от одного до нескольких процентов смертности от рака.
Кроме того, риск неравномерно распределен среди населения. Некоторые группы пациентов подвергаются обследованиям гораздо чаще из-за состояния их здоровья.
Кроме того, некоторые группы показывают более высокую, чем средняя, чувствительность в отношении индукции рака
(например, эмбрионы/плоды, младенцы, дети младшего возраста, лица с генетической предрасположенностью).

29
Радиационная безопасность
Более того, рак, возникающий в раннем возрасте, приводит к более значительным потерям времени жизни, чем раковые заболевания, проявившиеся в конце жизни. Все эти обсто- ятельства указывают на то, что надлежащее обоснование использования излучения и оптимизация радиационной защиты в медицине являются неотъемлемыми принципами радиационной защиты.

Глава 4.
Нормы радиационной безопасности при нормальных условиях эксплуатации источников излучения (НРБ‑99)
Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:
• персонал (группы А и Б);
• все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.
Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:
• основные пределы доз (ПД), приведенные в табл. 1;
• допустимые уровни монофакторного воздействия
(для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления
(ПГП), допустимые среднегодовые объемные активно- сти (ДОА) и среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие;
• контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плот- ности потоков и др.). Их значения должны учитывать до- стигнутый в организации уровень радиационной безопас- ности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.

31
Радиационная безопасность
Таблица 1
Основные пределы доз
Нормируемые
величины
3
Пределы доз
персонал (группа А)
4
население
Эффективная доза
20 мЗв в год в среднем за любые последовательные
5 лет, но не более
50 мЗв в год
1 мЗв в год в среднем за любые последовательные
5 лет, но не более
5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в хрусталике глаза
5 150 мЗв
15 мЗв коже
6 500 мЗв
50 мЗв кистях и стопах
500 мЗв
50 мЗв
Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. Исключение
3
Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам.
4
Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б равны 1/4 значений для персонала группы А. Далее в тексте все нормативные значения для категории персонал приводятся только для группы А.
5
Относится к дозе на глубине 300 мг/см
2 6
Относится к среднему по площади в 1 см
2
значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см
2
под покровным слоем толщиной 5 мг/см
2
. На ладонях толщина покровного слоя 40 мг/см
2
. Указанным пределом допускается облучение всей кожи человека при условии, что в пределах усредненного облучения любого 1 см
2
площади кожи этот предел не будет превышен.
Предел дозы при облучении кожи лица обеспечивает непревышение пре- дела дозы на хрусталик от бета-частиц.

32
Библиотека медицинского физика составляют пределы доз для персонала, которые включают в себя дозы от природного облучения в производственных условиях.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) — 70 мЗв. Начало пе- риодов вводится с 1 января 2000 г.
При одновременном воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в табл. 1.
Для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источ- никами излучения, вводятся дополнительные ограничения: эквивалентная доза на поверхности нижней части области живота не должна превышать 1 мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в организм за год не должно быть более
1/20 предела годового поступления для персонала. В этих условиях эквивалентная доза облучения плода за 2 мес. невыявленной беременности не превысит 1 мЗв.
При установлении беременности женщина обязана информировать об этом администрацию и должна перево- диться на работу, не связанную с источниками излучения, на периоды беременности и грудного вскармливания ребенка.
Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих профессиональное обучение с использованием источников излучения, годовые дозы не должны превышать значений, установленных для персонала группы Б.

Глава 5.
Особенности реализации радиационной безопасности пациентов в ядерной медицине
В связи с преднамеренным облучением пациентов иони- зирующим излучением при проведении лучевой терапии, требуется совсем иной подход к их радиационной защите.
В медицине требуется управлять дозой у пациента так, чтобы она была соизмерима с лечебной целью. Цель состоит в использовании соответствующих доз для получения нуж- ного изображения или желаемого лечения.
Медицинское применение излучения для пациентов носит добровольный характер и сочетается с ожиданием индивидуальной пользы для здоровья пациента. Добро- вольное решение принимается с той или иной степенью информированного согласия, которое включает не только ожидаемую пользу, но также потенциальные риски (вклю- чая излучение). Объем информации, предоставляемой пациенту для получения его информированного согласия, меняется в зависимости от уровня облучения (например, диагностического, интервенционного, или терапевтиче- ского) и возможных медицинских условий, которые могут быть возникнуть в связи с радиационным облучением. Как правило, малоинформированное согласие получают при процедурах с низким уровнем риска (таких, как рентген