Опромінення

Опромінення - вплив випромінюваннями. Опромінення може здійснюватися від джерел інфрачервоного, ультрафіолетового та іонізуючого випромінювань (див. іонізуючі Випромінювання, Інфрачервоне випромінювання, Ультрафіолетове випромінювання). Людина піддається постійному опромінення від природних джерел радіації (див. Космічне випромінювання, Радіоактивність). Значна частина населення періодично піддається опроміненню при медичних обстеженнях (див. Радіоізотопна діагностика, Рентгенологічне дослідження) або лікувальних процедурах (див. Променева терапія). Невеликий контингент людей пов'язаний з періодичним опроміненням в професійних умовах при роботі з джерелами випромінювання. Джерела випромінювання можуть перебувати поза опромінюваної об'єкта і таким чином здійснювати зовнішнє (зовнішнє) опромінення організму. Деякі джерела α-, β - і γ-випромінювань (див. Альфа-випромінювання, Бета-випромінювання, Гамма-випромінювання, Ізотопи) при введенні безпосередньо в кров, а також при попаданні через рот або дихальні шляхи в організм зумовлюють і його внутрішнє опромінення. Джерела, які розподіляються з током крові по всьому тілу (наприклад, Na²⁴), створюють практично рівномірний О., при якому величини поглинутих доз (див. Дози іонізуючих випромінювань) у всіх точках тіла однакові. При виборчому накопичення радіоактивних джерел випромінювання в будь-яких органах або тканинах створюється переважна їх опромінення. Наприклад, радіоактивні ізотопи стронцію (див.), фосфору (див.), як і стабільні ізотопи цих елементів, зосереджуються головним чином в кістках, радіоактивні ізотопи йоду (див.) - в щитовидній залозі, цезію (див.) - у м'язах. Для променевої терапії головним чином злоякісних пухлин використовують одностороннє, двостороннє чи багатостороннє О. з декількох джерел проникаючого випромінювання або одного такого джерела, що пересувається навколо тіла. Найбільш часто в цих цілях застосовують високоенергетичне γ-випромінювання (наприклад, З⁶⁰) або рентгенівське випромінювання (див. Кобальт, радіоактивний, Рентгенівське випромінювання). Ультрафіолетове, інфрачервоне, а також α-випромінювання поглинаються лише поверхневими шарами шкіри, β-випромінювання різних ізотопів проникають в середньому на глибину декількох міліметрів. Область їх застосування - лікування запальних процесах, шкірних, нервових захворювань. В протилежність загального (тотального) опромінення всього тіла, що застосовується дуже рідко в лікувальній практиці, парціальні опромінення захоплюють лише велику його частину (наприклад, таз, кінцівки), а локальні (місцеві) опромінення - невелику ділянку тіла, уражене патологічним процесом. Тотальне опромінення завжди чинить на організм більш сильну дію, ніж будь-який варіант парціального і локального опромінення. Наприклад, рентгенівське γ-опромінення руки в дозі 600 р викликає менш серйозні зміни, ніж загальне опромінення організму в тій же дозі.
Випромінювання може розподілятися рівномірно по всій глибині тканин, так і нерівномірно. При рівних дозах рівномірне О. надає більш сильний вплив, ніж нерівномірне опромінення.
Біологічний ефект залежить не тільки від просторового розподілу випромінювання в тілі, але й від так званого фактора часу опромінення. Під фактором часу розуміють залежність біологічного ефекту від часового розподілу випромінювання, тобто від кратності і ритму опромінення та потужності дози іонізуючого випромінювання. Опромінення може проводитися одноразово за короткий проміжок часу (одноразове короткочасне опромінення). Якщо при такому опроміненні організм піддається впливу у великій дозі, говорять про гострому опроміненні. Гостре опромінення людини може бути в умовах військового часу в разі застосування атомної зброї, а також у мирний час, при аваріях на виробництвах, пов'язаних з використанням джерел іонізуючих випромінювань. Гострі опромінення організму призводять до розвитку гострої променевої хвороби (див.).
Опромінення можуть здійснюватися кількома фракціями з різними проміжками часу (фракціоноване, або дробове, опромінення). Локальні фракціоновані опромінення застосовують в клініці при променевій терапії хворих переважно злоякісними захворюваннями. При використанні в цих випадках великих доз випромінювання (кілька тисяч рентгенів) у хворих можуть спостерігатися різні реакції, характерні для променевої хвороби легкого ступеня.
Опромінення організму може бути безперервним протягом тривалого часу (безперервне, або протяжна, опромінення). Воно може зустрічатися в професійних умовах при порушенні правил техніки безпеки. Такі опромінення іноді призводять до розвитку хронічної променевої хвороби. Як гостра, так і хронічна форми променевої хвороби виникають при впливі на організм випромінюваннями з високою проникаючою здатністю. Мало проникають випромінювання при зовнішньому впливі можуть заподіяти різко виражені променеві ушкодження (див.) поверхневих тканин без розвитку променевої хвороби.
Однією з найбільш складних проблем в радіобіології є з'ясування закономірностей при опроміненні з різними потужностями доз випромінювання. В цілому встановлено, що біологічний ефект зі збільшенням потужності дози випромінювання в більшості випадків зростає. Встановлено, наприклад, що при локальному рентгенівському опроміненні з потужністю дози 500 р/хв еритема (див.) у людини виникає при 500-600 р, а при впливі з потужністю дози 0,5 р/хв та ж реакція шкіри розвивається тільки при дозі 2250 р. Виявлена закономірність враховується в онкологічній практиці.

Опромінення - природне або штучне, контрольоване людиною променеве вплив на живі і неживі об'єкти (застосування терміна «іррадіація» в цьому значенні неправильно).
У природних умовах опромінення здійснюється за допомогою видимого світла, теплових променів, ультрафіолетового випромінювання, космічної радіації, гамма-випромінювання земної кори, випромінювання радону повітря і радіоактивних елементів, розсіяних у природі і входять до складу тканин живих організмів (див. іонізуючі Випромінювання, Космічне випромінювання).
В результаті активної діяльності людини здійснюються спрямовані О. з використанням різних природних і штучно створюваних випромінювань. Для цілей О. створюють штучно ультрафіолетове випромінювання - короткохвильове (КУФ) та довгі (ДУФ), теплові промені, ультракоротковолновое випромінювання (УКХ), рентгенівське випромінювання, а також використовують альфа-, бета-, гамма-випромінювання радіоактивних речовин, електронне, протонное і нейтронне випромінювання, одержувані за допомогою прискорювачів частинок і ядерних реакторів.
Опромінення широко застосовують в гігієнічних і лікувальних цілях, у сільському господарстві і промисловості. Опромінення сонячним світлом, КУФ, ДУФ, УКХ, тепловими променями і частково іонізуючою радіацією використовуються у фізіотерапії. Мікробіологи застосовують променеву стерилізацію. Рентгенівське, бета-, гамма-, нейтронного, електронне і протонное О. мають значення в лікуванні різних захворювань, особливо злоякісних новоутворень. Ці опромінення становлять предмет променевої терапії - рентгенотерапії, телегамматерапии, електронної терапії (див. Електронне випромінювання), протонної терапії (див. Протонное випромінювання), нейтронозахватной терапії (див. Нейтронна терапія). О. за допомогою джерел іонізуючих випромінювань є також експериментально-біологічним цілям.
Можна наступним чином класифікувати опромінення, що застосовуються в медичній науці і практиці: 1) О. експериментальних об'єктів; 2) гігієнічні О.; 3) О. з метою стерилізації перев'язувальних матеріалів (бинтів, вати), бактеріальних препаратів і посуду, лікарських препаратів; 4) терапевтичні О.
За характером променевого впливу розрізняють зовнішнє О. - з зовнішніх природних або штучних джерел і внутрішнє О., здійснюване в результаті радіоактивного розпаду безпосередньо в опромінюваної середовищі, наприклад в тканинах і рідинах організму. Прикладом внутрішнього О. служить променеве вплив, який чиниться при розпаді радіоактивних елементів, що містяться в тканинах живих організмів. Внутрішнє опромінення може відбуватися в результаті включення в біологічний ланцюг (грунт - рослини - тварини - людина) радіоактивних ізотопів (головним чином Sr90) - продуктів атомного розпаду, що випадають на грунт після випробувань або застосування атомної зброї. Внутрішнім О. з терапевтичними цілями користуються при допомоги вводяться per os або парэнтерально радіоактивних ізотопів фосфору, йоду та ін В терапевтичній практиці застосовують також внутрішньопорожнинне і внутрішньотканинне О., вводячи в порожнини і тканини відкриті і закриті препарати - джерела бета - і гамма-випромінювання (див. Променева терапія).
В природних умовах, професійній практиці, в клінічної та експериментальної радіології може мати різне місце в просторовому відношенні О. Променеве вплив на весь об'єкт носить назву тотального (або загального) О., вплив на його частина - парціального опромінення. Опромінення частин тіла, довільно обраними межами, називають локальними. Прикладом локального О. служать променеві впливу на патологічний осередок в променевої терапії за допомогою обмежених пучків зовнішнього випромінювання, внутрішньотканинного або внутрішньопорожнинного введення радіоактивних препаратів. Прикладом суворо локальних О. може служити вплив в експериментальних цілях на клітинні структури найтоншими пучками протонів. Внутрішнє О. в залежності від характеру розподілу радіоактивного ізотопу в тканинах може бути тотальним (наприклад, при введенні Na24) або локалізованим в результаті виборчого накопичення в органі (наприклад, J¹³¹ у щитоподібній залозі, Sr90 в кістках). Рівномірність О. визначається особливостями взаємодії випромінювання з речовиною (див. Випромінювання іонізуючі).
У кількісному відношенні О. характеризують за експозиційній дозі випромінювання. Розрізняють О. в малих, помірних і великих дозах. Ці кількісні визначення, яке б не стосувалось не мають значення. Не існує певних діапазонів малих, середніх і великих доз щодо всіх біологічних наслідків О. Це пояснюється насамперед різної радіовідчутності біологічних об'єктів. Крім того, ефекти опромінення залежать не тільки від дози випромінювання, але і від відносної біологічної ефективності (ВБЕ) даного виду випромінювання і часового розподілу випромінювання (див. Радіобіологія).
При оцінці значущості О. для населення його характеризують по дозі порівняно з рівнем дози природного випромінювання (див. Дози іонізуючих випромінювань), середній рівень якого приймається за 100 миллибэр в рік.
Діапазони доз, прийняті для груп населення, що мають професійне ставлення до О., оцінюються відповідно з гранично допустимими дозами (ПДР) випромінювання. Рівень О. в професійній практиці визначається по наступній залежності: 5(N-18), де 5 - ПДР за рік (у бэрах), а різниця, укладена в дужки,- число років, опрацьованих в умовах О. Для даного віку N - це максимальна величина, оскільки особам, які не досягли 18 років, робота в умовах О. заборонена.
У практиці променевої терапії оцінюють вплив на вогнище ураження (О. в необхідній і достатній дозі), а також ступінь О. здорових тканин. Тому враховують дозу в осередку ураження, інтегральну дозу, поглинену всім тілом, і особливо - дозу, отриману тканинами, що оточують вогнище ураження. У практиці протизапальної променевої терапії застосовують разові дози в діапазоні від кількох до 100-150 рад при обмеженому числі опромінення. При деяких непухлинних захворювань разові дози зростають до 150-200 радий, а сумарні - до 2000-3000 радий. Лікування злоякісних новоутворень вимагає застосування разових доз в 200-250 радий, нерідко в 2-4 рази великих добових доз, а сумарна доза за курс лікування (6-8 тижнів) може досягати 6000-8000 радий і більше. Дані про максимальний О. тканин в умовах променевої терапії наведені в табл.

Уражаюча дія О. характеризується мінімальною смертельною дозою (МСД), половинною дозою виживаності (СД50) і мінімальної абсолютно смертельною дозою (МАСД). Для людини МСД - 200 рад, СД50-400 радий, МАСД-600 радий (при одноразовому тотальному опроміненні) (див. Дози іонізуючих випромінювань).
Дозові залежності біологічної дії випромінювання справедливі при обліку ОБЕ даного виду випромінювання. Тому прийнято характеризувати О. через експозиційну дозу біологічних еквівалентах рентгена (бер). Щоб висловити дозу бэрах, множать величину дози в рентгенах на коефіцієнт ВБЕ. Дозовая залежність може характеризувати опромінення при обліку його часових параметрів. В цьому відношенні слід розрізняти насамперед одноразове (разове) і дробове (фракціоноване) О. Кожне дане О. може відбуватися з різною потужністю дози Р. У залежності від величини Р опромінення - протяжна (терміни «протрагированный», «протрагирование» не рекомендується) або інтенсивне. Тривалі малоінтенсивні О. отримали назву хронічних. Інтенсивні опромінення здійснюються з Р порядка десятків р/хв і вище, протяжні - одиниць або часток одиниці р/хв. О. переривчасте, що відбувається з чергуванням імпульсів випромінювання і пауз між ними, характеризують як імпульсне, або ультрафракционированное. Такий характер мають, наприклад, гальмівне та електронне випромінювання, одержувані за допомогою бетатрона або лінійного прискорювача.
О. характеризуються фізичними, а штучно створювані випромінювання - також і технічними параметрами. Основною фізичною характеристикою є величина енергії використовуваного випромінювання (енергії квантів або часток), обчислена зазвичай у килоэлектронвольтах (кев) або мегаэлектронвольтах (Мев). Рентгенівське випромінювання, застосовуване в терапії та діагностиці, характеризують за генерування енергії. Для терапевтичних опромінень використовують рентгенівське випромінювання з енергіями генерування: 7-9 кв (буккі-терапія), 30-60 кв, іноді і більше (близкофокусная рентгенотерапія), 60-120 кв (поверхнева рентгенотерапія), 150 кв (полуглубокая рентгенотерапія), 180-250 кв (глибока рентгенотерапія). Оскільки спектральний склад рентгенівського випромінювання залежить не тільки від генерування енергії, але і від форми кривої напруги, створюваного цим апаратом, від матеріалу анода трубки, матеріалу і товщини фільтрів, прийнято характеризувати рентгенівське опромінення по шару половинного ослаблення (Д), вираженого в мм алюмінію або міді. При характеристиці рентгенівського О. вказують також величину струму, що проходить через трубку (ма), що разом з величиною енергії і фокусною відстанню орієнтує щодо інтенсивності О. В діагностичній практиці використовують рентгенівське випромінювання з енергіями генерування від 30 до 110 кв.
Як при лікувальному, так і при діагностичному застосування випромінювань мають велике значення облік і оцінка невикористовуваної радіації. Заходи протипроменевий захисту дозволяють обмежити променева дія у відповідності з нормами ПДР, прийнятими для професійних умов. Особливе значення має обмеження О. при рентгенологічних дослідженнях (головним чином контингентів людей, які перебувають у відтворювальному періоді життя). Що відбувається в рентгенодиагностической практиці опромінення може зумовити додаткове до природного променеве вплив у розмірах, що досягають 0,2 природного фону радіації. Ця величина завдяки різним організаційним, технічним і методичним заходів має тенденцію до зниження.