Ионизирующая радиация повреждает ткани в зависимости от дозы радиации, степени и вида внешнего воздействия, области тела человека, подвергшейся облучению. Симптомы могут быть локальными (например, ожоги) или системными (например, острая лучевая болезнь). Диагноз ставится на основе данных анамнеза о воздействии облучения, характерных симптомов и признаков, иногда с помощью счетчиков радиации для определения локализации и идентификации загрязнения радионуклидами. Лечение направлено на сочетанные травмы, дезактивацию, поддерживающие мероприятия и минимизацию внешнего воздействия радиации на здоровых. Больных с острой лучевой болезнью изолируют и назначают противомикробные и противовоспалительные средства, а также терапию, поддерживающую костный мозг. Больные с внутренним облучением определенными специфическими радионуклидами могут получать поглощающие ингибиторы или хелатообразующие средства.
Источниками ионизирующей радиация служат радиоактивные элементы и такое специфическое оборудование, как рентгеновская трубка и оборудование для лучевой терапии.
Типы радиации
Радиация включает:
Частицы (альфа-частицы, бета-частицы, нейтроны)
Высокоэнергетические электромагнитные волны (рентгеновские лучи, гамма-лучи)
Альфа-частицы представляют собой ядра гелия, излучаемые различными радионуклидами с высоким атомным числом (например, плутоний, радий, уран); они не проникают в кожу глубже (< 0,1 мм).
Бета-частицы представляют собой высокоэнергетические электроны, которые испускаются ядрами нестабильных атомов (например, цезием-137, йодом-131). Эти частицы могут проникать в кожу на большую глубину (1–2 см) и вызывать повреждения эпителия и субэпителиального слоя.
Нейтроны являются электрически нейтральными частицами, испускаемыми ядрами некоторых радионуклидов (таких, как калифорний-252) и образующимися в результате ядерных реакций (например, в ядерных реакторах); глубина их проникновения в ткани варьирует от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, в зависимости от их энергии. Они сталкиваются с ядрами стабильных атомов, приводя к эмиссии протонов высокой энергии, альфа- и бета-частиц и гамма-излучения.
Гамма- и рентгеновское излучение представляет высокоэнергетическую электромагнитную радиацию (фотоны) в сверхкоротковолновом диапазоне, которая может проникать в ткани на много сантиметров. В то время как некоторые фотоны отдают всю свою энергию в тело пострадавшего, другие фотоны с той же самой энергией могут отдать только часть энергии, а другая часть может пройти полностью через тело без взаимодействия.
В связи с этими характеристиками альфа- и бета-частицы вызывают основное повреждающее действие, когда радиоактивные атомы, излучающие их, находятся внутри тела (внутреннее облучение) или, в случае бета-излучения непосредственно на поверхности тела; повреждаются только ткани, находящиеся в непосредственной близости к радионуклидам. Гамма- и рентгеновские лучи могут вызывать повреждения на расстоянии от их источника и служат типичной причиной острых радиационных синдромов. Острый радиационный синдром может быть вызван соответствующей дозой некоторых внутренних депонированных радионуклидов, которые широко распространены в тканях и органах и обладают высокой удельной активностью. Например, полоний-210 (Po-210) имеет удельную активность 166 терабеккерелей на грамм (TБ к/г) и 1 мкг (примерно размером с крупицу соли) Po-210 обеспечивает радиационную дозу всего тела в 50 Зв (примерно в 20 раз превышающую среднюю смертельную дозу).
Измерение радиации
Принятые единицы измерения включают рентген, рад и рем.
Рентген (R) – это единица экспозиционной дозы радиоактивного облучения рентгеновским или гамма-излучением, определенная в сухом атмосферном воздухе.
Доза поглощенной радиации (рад) – это количество радиационной энергии, поглощенной на единицу массы.
Биологический эквивалент рентгена (бэр) используется потому, что биологическое повреждение на рад варьируется в зависимости от типа излучения (например, оно выше для нейтронов, чем для рентгеновского или гамма-излучения). Доза в радах учитывается с поправкой на коэффициент качества типа излучения; полученная единица эквивалентной дозы –бэр.
За пределами США и в научной литературе используют Международную систему единиц СИ, в которой рад заменен на грей (Гр), а рем – на зиверт (Зв); 1 Гр = 100 рад и 1 Зв = 100 рем. Рад и рем (соответственно, грей и зиверт) существенно равны (т.е., коэффициент качества равен 1) при описании рентгеновского, или гамма-, или бета-излучения.
Количественная (объемная) радиоактивность выражается числом распадов ядер (преобразований) в секунду. Беккерель (Бк) – единица СИ радиоактивности; один Бк равен 1 распаду в секунду (dps). Условная единица Кюри (Ки) иногда до сих пор используется в США, где один кюри равен 37 миллиардам Бк. Это эквивалентно 37 000 мегабеккерелей (МБк) или 37 гигабеккерелей (ГБк).
Типы воздействия
Радиационное облучение может быть результатом
Загрязнение
Облучение
Радиоактивное загрязнение подразумевает непреднамеренный контакт и сохранение радиоактивного материала, обычно в пыли или жидкости. Загрязнение может быть
Внешнее
Внутреннее
Внешнее загрязнение – это загрязнение на коже или одежде, с которой оно может упасть или просто стереться, загрязняя других людей или объекты.
Внутреннее загрязнение — это непреднамеренное попадание радиоактивного материала внутрь организма, которое может произойти при проглатывании, вдыхании или через повреждения на коже. Попав внутрь, радиоактивный материал может транспортироваться в различные ткани (например, в костный мозг), где он продолжает излучать радиацию до тех пор, пока не будет удален или не распадется. Внутреннее загрязнение удалить сложнее.
Несмотря на то, что любой вид радионуклидов может привести к внутреннему загрязнению, большинство случаев, при которых загрязнение представляет значительный риск для пациента, связано с относительно небольшим числом радионуклидов, таких как фосфор-32, кобальт-60, стронций-90, цезий-137, йод-131, йод-125, радий-226, уран-235, уран-238, плутоний-238, плутоний-239, полоний-210 и америций-241.
Облучение – это воздействие проникающего излучения, но не радиоактивного вещества (т.е., нет загрязнения).
Радиационное воздействие может происходить без непосредственного контакта человека с источником радиации (например, радиоактивным материалом, рентгеновским аппаратом). Когда источник радиации удален или выключен, воздействие прекращается.
Облучение может затрагивать все тело или небольшую часть тела (например, при лучевой терапии). Если доза достаточно высока, облучение всего тела может привести к системным симптомам и радиационным синдромам. Облучение небольшой части тела может привести к местным последствиям. Радиационная терапия может также вызывать повреждение здоровых тканей, прилежащих к области облучения.
После облучения люди не выделяют радиацию.
Источники облучения
Источники радиационного облучения могут быть природными или искусственными (см. таблицу ).
Люди постоянно подвергаются воздействию естественной радиации, называемой радиационным фоном. Радиационный фон исходит от космической радиации и от радиоактивных элементов воздуха, воды и почвы. Космическая радиация концентрируется на полюсах магнитного поля Земли и ослабевает в атмосфере. Таким образом, более высоким дозам облучения подвергаются люди, живущих в высоких широтах, в высокогорьях или летящие в самолете.
Наземными источниками внешнего радиационного облучения прежде всего являются радиоактивные элементы с периодом полураспада, сравнимым с возрастом Земли (~ 4,5 млрд лет). В частности, уран-238 и торий-232, совместно с несколькими десятками своих радиоактивных производных, и радиоактивный изотоп калия (К-40) присутствуют во многих горных породах и минералах.
Небольшие количества этих радионуклидов содержатся в пище, воде и воздухе, тем самым способствуя внутреннему облучению; по этой причине такие радионуклиды неизменно являются составной частью организма человека. Большая часть дозы от внутренне инкорпорированных радионуклидов приходится на радиоизотопы углерода (С-14) и калия (К-40), и поскольку эти и другие элементы (стабильные и радиоактивные формы) постоянно поступают в организм пероральным и ингаляционным путем; каждую секунду в организме происходит радиоактивный распад примерно 7000 атомов.
В Соединенных Штатах внутреннее облучение от вдыхания радиоактивных изотопов благородного газа радона (Rn-222 и Rn-220) составляет наибольшую часть средней дозы естественной радиации на душу населения. Космическое излучение, радиоактивные элементы в организме и внешнее земное излучение являются менее частыми источниками радиационного воздействия (1, 2). Люди получают среднюю эффективную дозу примерно 3 миллизиверта (мЗв) в год от естественных источников (в диапазоне ~0,5–20 мЗв/год). Однако в некоторых частях мира население получает дозу облучения > 50 мЗв/год. Дозы природной фоновой радиации намного ниже того уровня, который вызывает радиационные поражения.
В США население получает в среднем около 3 мЗв/год от промышленных источников, из которых наибольшее количество радиации излучает медицинская аппаратура для визуализации. В пересчете на душу населения, влияние облучения, полученного при процедурах клинической визуализации, является наивысшим при проведении КТ и процедур ядерной кардиологии. Однако дозы воздействия при медицинских диагностических процедурах редко вызывают радиационное поражение. Исключение могут составлять определенные длительные вмешательства под контролем флуороскопа (например, эндоваскулярная реконструкция, сосудистая эмболизация, радиочастотная абляция проводящих путей сердца и новообразований), от которых возникали поражения кожи и подлежащих тканей. Существует небольшое теоретическое увеличение риска развития рака в результате достаточного воздействия медицинской визуализации.
Хронический лучевой дерматит на месте мастэктомии вследствие послеоперационной лучевой терапией. Обратите внимание на связанные с облучением гиперкератозные бляшки, покрывающие участок кожи, на котором наблюдаются гипопигментация, гиперпигментация, телеангиэктазии и атрофия (состояние, известное как пойкилодермия).
© Springer Science+Business Media
Очень малую среднюю дозу радиационного облучения население получает в результате аварий и осадков при испытании ядерного оружия. Катастрофы могут затрагивать промышленные излучатели, промышленные радиографические источники и ядерные реакторы. Эти катастрофы обычно являются результатом нарушения техники безопасности (например, пренебрежение блокировкой).
Радиационные поражения могут быть также обусловлены потерей или кражей медицинских или промышленных источников, содержащих большие количества радионуклидов. Население, обращающееся за медицинской помощью по поводу таких повреждений, может не знать о том, что облучение произошло.
Иногда происходят непредвиденные выбросы радиоактивного материала, в том числе от АЭС Три-Майл-Айленд (Three Mile Island plant), штат Пенсильвания, США в 1979 г., Чернобыльского реактора в Украине в 1986 г. и АЭС Дайити Фукусима в Японии в 2011 г. (3, 4, 5).
Воздействие от аварии на АЭС Три-Майл Айленд было минимальным, поскольку не произошло разрушение защитной оболочки реактора, как это случилось в Чернобыле, и не наблюдался взрыв водорода, как это произошло на АЭС Фукусима. Люди, проживающие на расстоянии 1,6 км от АЭС Three Mile Island, получили облучение в количестве не более 0,08 мЗв (часть этой дозы была получена из природных источников за месяц).
Напротив, 115 000 человек, которые в конечном итоге были эвакуированы из района вокруг Чернобыльской АЭС, получили среднюю эффективную дозу около 30 мЗв и среднюю дозу облучения щитовидной железы около 490 мГр. Люди, работающие на Чернобыльской АЭС, во время аварии получили значительно более высокие дозы. Более 30 работников и представителей аварийно-спасательных служб умерли в течение нескольких месяцев после аварии, и гораздо большее количество людей получило острую лучевую болезнь. Низкоуровневое радиационное загрязнение от этой аварии было обнаружено на значительном расстоянии в других частях Европы, Азии и даже (в меньшей степени) в Северной Америке. Средний кумулятивный уровень радиации для населения в различных подверженных воздействию радиации регионах Республики Беларусь, России и Украины, по прошествии более 20 лет после катастрофы оценивался примерно на уровне 9 мЗв.
Землетрясение и цунами в Японии в 2011 г. привело к выбросам радиоактивных материалов в окружающую среду от нескольких реакторов на АЭС Дайити Фукусима. В этом случае не наблюдалось случаев серьезных радиационных поражений работников АЭС. Среди почти 400 000 жителей префектуры Фукусима, оценочная эффективная доза (на основании интервью и реконструктивного моделирования дозы) составляла < 2 мЗв для 95% населения, и < 5 мЗв для 99,8%. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, радиационное воздействие было несколько более высоким по причине намеренно более консервативных предположений относительно такого воздействия. Эффективная доза в префектурах, несколько отдаленных от Фукусимы, оценивалась в диапазоне от 0,1 до 1 мЗв, а доза для населения за пределами Японии была незначительной (< 0,01 мЗв).
Наибольшее радиационное воздействие на население оказал взрыв двух атомных бомб над Японией в августе 1945 г., который привел к гибели 110 000 человек непосредственно по причине взрыва и теплового излучения. В течение последующих лет наблюдались гораздо более низкие показатели (< 1000) избыточной смертности в результате радиационно-индуцированных онкологических заболеваний. Текущее наблюдение за состоянием здоровья выживших пациентов остается одним из самых важных источников оценки риска радиационно-индуцированных онкологических заболеваний.
Несмотря на сообщения о нескольких криминальных случаях преднамеренного заражения отдельных лиц, радиационное воздействие на население в результате террористической деятельности не происходило, но остается предметом беспокойства (см. также Радиологическое оружие). Возможные сценарии террористических актов связывают с использованием устройств для загрязнения территории путем рассеивания радиоактивного материала (например, отходов лучевой терапии или индустриальных источников цезия-137 или кобальта-60). Устройство для распределения радиации (RDD), в котором используются обычные взрывчатые вещества, называется грязной бомбой. Другие террористические сценарии включают использование скрытого источника радиации для облучения ничего не подозревающих людей большими дозами радиации, а также возможность атаки на ядерный реактор или хранилище радиоактивных материалов и детонацию ядерного оружия (например, самодельное взрывное устройство [СВУ] с ядерным зарядом, украденное оружие).
Средняя доза ионизирующего излучения в год в США*
Источник | Воздействующая доза (миллизиверт) |
|---|---|
Естественные источники радиации | |
Газ радон | 2,3 |
Другие наземные источники | 0,2 |
Солнечное и космическое излучение | 0,3 |
Естественные внутренние радиоактивные элементы | 0,3 |
Промежуточный итог | 3,1 |
Техногенные источники излучения (средний уровень воздействия на человека) | |
Диагностическое рентгеновское излучение и радиоизотопная медицина | 3,0 |
Потребительские товары | 0,1 |
Осадки от испытаний ядерного оружия | < 0,01 |
Ядерная промышленность | < 0,01 |
Промежуточный итог | 3,1 |
Общее ежегодное воздействие излучения | 6,2 |
Другие источники воздействия излучения (среднее по воздействию или процедуре) | |
Авиаперелет† | 0,001–0,014/часов полета |
Стоматологические рентгенограммы | 0,005 |
Рентгенография органов грудной клетки (задне-передняя проекция) | 0,02 |
Рентгенография органов грудной клетки (2 проекции: задне-передняя и боковая) | 0,1 |
Маммография | 0,4 |
КТ головы | 2 |
КТ тела (грудь, живот, таз) | 6–8 |
Ирригография с барием | 8 |
Медицинская радиология (например, сканирование кости) | 4,2 |
* National Council on Radiation Protection and Measurements. Ionizing radiation exposure of the population of the United States. NCRP Report No. 160 National Council on Radiation Protection and Measurements, Bethesda, MD, 2009. | |
† Рентгеновские устройства для досмотра пассажиров не используются в США с 2014 года, но они могут использоваться в других странах. В США в устройствах для досмотра пассажиров используются миллиметровые волны (ммВт), которые являются одним из видов неионизирующего излучения. Эти же частоты используются в беспроводных телекоммуникационных устройствах 5G. | |
References
1. United States Environmental Protection Agency (EPA). Radiation Sources and Doses. Accessed January 2, 2025.
2, Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Radiation Emergencies: Radiation Thermometer. Accessed January 2, 2025.
3. United States Nuclear Regulatory Commission. Backgrounder on the Three Mile Island Accident. Accessed January 2, 2025.
4. International Atomic Energy Agency. The 1986 Chornobyl nuclear power plant accident. Accessed January 2, 2025.
5. World Nuclear Association. Fukushima Daiichi Accident. Accessed January 2, 2025.
Патофизиология радиационного облучения и контаминации
Ионизирующее излучение может непосредственно повреждать ДНК, РНК и белки. Однако повреждение этих молекул чаще всего является косвенным, вызванным высокореактивными свободными радикалами, образующимися в результате взаимодействия излучения с внутриклеточными молекулами воды.
Большие дозы радиации могут вызвать смерть клеток, в то время как более низкие дозы негативно влияют на эндогенные системы молекулярного восстановления, гомеостаз и пролиферацию клеток. Повреждение этих и других клеточных компонентов может привести к прогрессирующей гипоплазии тканей, атрофии и в конечном итоге к фиброзу. Однако уничтожение клеток само по себе не может объяснить многие тканевые реакции, потому что эти реакции также зависят от сложных событий, включая воспалительные, хронические окислительные и иммунные реакции, а также от повреждения сосудов и внеклеточного матрикса.
В целом, ранние реакции, например кожные или гастроинтестинальные, состоят в уничтожении стволовых клеток/ранних клеток-предшественников, из которых походят функционально зрелые клетки ткани, а также в воспалительных реакциях.
Поздние реакции (например, в легких, почках и головном мозге) включают сложные и динамические взаимодействия между разнообразными типами клеток в тканях и органах и включают инфильтрирующие иммунные клетки, продукцию цитокинов и факторов роста, часто в виде персистирующих циклических каскадов, и хронический оксидативный стресс.
Факторы, влияющие на ответную реакцию
Тканевой резистентности к радиации
Радиочувствительность ткани
Дозировка
Мощность дозы
Продолжительности радиационного воздействия
Степень воспалительной реакции
Возраст
Сопутствующие заболевания
Наличие генетических нарушений репарации ДНК (например, атаксия-телеангиэктазия, синдром Блума, анемия Фанкони)
Клетки и ткани обладают различной резистентностью к радиации. В целом, наиболее подверженными воздействию радиации являются недифференцированные клетки, обладающие высокой способностью к митозу (например, стволовые клетки, раковые клетки). Поскольку радиация преимущественно поражает быстро делящиеся стволовые клетки, но не более резистентные зрелые клетки, обычно существует латентный период между воздействием радиации и явным проявлением радиационной травмы. Травма не проявляется до тех пор, пока значительная часть зрелых клеток не погибнет от естественного старения, а обновления не происходит вследствие гибели стволовых клеток.
Чувствительность клеток в порядке убывания от наиболее до наименее чувствительных:
Лимфоидные клетки
Половые клетки
Пролифирирующие клетки костного мозга
Эпителиальные клетки кишечника
Эпидермальные стволовые клетки
Клетки печени
Эпителий легочных альвеол и желчных протоков
Эпителиальные клетки почек
Эндотелиальные клетки (плевра и брюшина)
Клетки соединительной ткани
Костные клетки
Клетки мышц, головного и спинного мозга
Тяжесть радиационной травмы зависит от дозы и продолжительности одноразового воздействия. Высокая, быстрая, однократная доза наносит больший вред, чем такая же доза, полученная в течение недели или месяца. Реакция на дозу зависит также от площади облученного участка тела. Тяжесть заболевания бесспорна, смертельный исход возможен после облучения всего тела в дозе > 4,5 Гр, полученного в течение короткого времени (от минут до часов) (1); однако, дозы в десятки грэй можно перенести хорошо, если они воздействуют в течение длительного периода на небольшие участки ткани (например, при лечении рака).
Чувствительность к радиационной травме могут увеличивать и другие факторы. Дети более восприимчивы к лучевому поражению, поскольку у них более высокая скорость пролиферации клеток. У детей некоторые органы и ткани, такие как мозг, хрусталик глаза и щитовидная железа, более чувствительны к радиации, чем у взрослых. Повышенную восприимчивость к лучевому поражению имеют гомозиготные носители гена атаксии-телеангиэктазии. Такие заболевания, как системные ревматические расстройства и диабет, могут повышать чувствительность к радиационному повреждению. Некоторые лекарственные средства и химиотерапевтические агенты (например, дактиномицин, доксорубицин, блеомицин, 5-фторурацил, метотрексат) также могут повышать чувствительность к радиационному повреждению. Некоторые химиотерапевтические агенты (например, доксорубицин, этопозид, паклитаксел, эпирубицин), антибиотики (например, цефотетан), статины (например, симвастатин) и растительные препараты (например, зверобой) могут вызывать воспалительную кожную реакцию в месте предыдущего облучения (радиационный рецидив) через недели или годы после воздействия в том же месте (2).
Канцерогенные, тератогенные и наследственные эффекты
Генетическое повреждение соматических клеток, вызванное радиацией, может привести к злокачественной трансформации. Внутриутробное облучение может привести к тератогенным эффектам, а повреждение половых клеток повышает теоретическую вероятность передачи генетических дефектов.
Считается, что длительное облучение всего тела повышает риск смертности от рака на протяжении всей жизни у среднестатистического взрослого человека (3).
Риск развития онкологических заболеваний вследствие воздействия наиболее часто встречающихся доз (т.е., фоновой радиации и стандартных визуализирующих исследований [см. Риски ионизирующего излучения]) является намного меньшим и может отсутствовать вовсе.
Оценки повышения риска возникновения радиационно-индуцированных онкозаболеваний в результате типичного низкодозового воздействия на население, живущее в непосредственной близости от места аварии реактора АЭС, такого как Фукусима, проводились путем экстраполяции с введением понижающего коэффициента для известных эффектов гораздо более высоких доз. Очень малый результирующий теоретической эффект был умножен на большое число населения для того, чтобы доказать, что могут происходить настораживающие случаи дополнительных смертей от онкологических заболеваний. Обоснованность таких экстраполяций подтвердить невозможно, поскольку гипотетическое увеличение риска слишком мало для его обнаружения в эпидемиологических исследованиях; не следует исключать возможность того, что не существует повышенного риска рака от подобного воздействия.
Дети более восприимчивы к риску возникновения рака, вызванного радиацией, поскольку у них имеется более высокое число будущих делений клеток и более длительная продолжительность жизни, в течение которой может проявиться онкозаболевание. КТ брюшной полости, выполненная у годовалого ребенка, по оценкам, увеличивает предполагаемый абсолютный риск развития рака в течение жизни у этого ребенка примерно на 0,1-0,2% (4).
Радионуклиды, инкорпорированные в определенные ткани, несут канцерогенный потенциал в местах своей локализации (например, авария на Чернобыльском реакторе привела к существенному накоплению радиоактивного йода по причине потребления загрязненного молока и последующему возрастанию случаев рака щитовидной железы у пораженных детей).
Плод исключительно восприимчив к высоким дозам радиации. Тем не менее, при влиянии доз < 100 мГр тератогенные эффекты маловероятны. Фетальный риск от радиации в дозах, характерных для проведения исследований визуализации, которые часто назначают беременным женщинам, очень мал, по сравнению с общим риском возникновения врожденных дефектов (от 2 до 6% случаев, наблюдаемых при рождении) и потенциальной выгодой применения этих исследований для диагностики. Повышенный риск развития рака в результате воздействия радиации в период внутриутробного развития примерно такой же, как при радиационном облучении детей, риск для которых в 2-3 раза выше риска для взрослых при значении 5%/Зв (5).
У плода облучение свыше 300 мГр, в период с 8 по 15 неделю после зачатия, может вызвать снижение интеллекта (6).
Потенциальные риски, связанные с радиационным облучением, требуют тщательной оценки необходимости (или альтернативы) проведения визуализирующих исследований, связанных с излучением, оптимизации радиационного облучения в зависимости от телосложения пациента и поставленного клинического вопроса, а также внимания к использованию надлежащих процедур радиационной защиты, особенно у детей и беременных женщин.
Показано, что повреждения репродуктивных клеток вызывают аномалии у новорожденного потомства животных, получавших высокодозовое облучение. Однако наследственный эффект не был обнаружен у детей, родители которых испытали радиоактивное облучение, в том числе у детей японцев, переживших атомные бомбардировки, или детей выживших пациентов с онкологическими заболеваниями, пролеченных с использованием лучевой терапии.
Справочные материалы по патофизиологии
1. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Acute Radiation Syndrome: Information for Clinicians. Accessed January 2, 2025.
2. Balter S, Hopewell JW, Miller DL, et al. Fluoroscopically guided interventional procedures: A review of radiation effects on patients' skin and hair. Radiology. 254(2):326-341, 2010. doi:10.1148/radiol.2542082312
3. National Research Council of the National Academies, Committee to Assess Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation. Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation: BEIR VII, Phase 2. Accessed January 2, 2025.
4. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. Scientific Annex B: Effects of radiation exposure of children. Accessed January 2, 2025.
5. National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Report No. 174 – Preconception and Prenatal Radiation Exposure: Health Effects and Protective Guidance (2013). Accessed January 2, 2025.
6. Moon EK, Wang W, Newman JS, Bayona-Molano Mdel P. Challenges in interventional radiology: the pregnant patient. Semin Intervent Radiol. 2013;30(4):394-402. doi:10.1055/s-0033-1359734
Симптомы и признаки радиационного облучения и контаминации
Клинические проявления зависят от того, действует ли ионизирующее излучение на весь организм (острый лучевой синдром) или на ограниченный отдельный участок тела (очаговое лучевое повреждение).
Острые лучевые синдромы
После воздействия большой дозы проникающей радиации на весь организм или на большой участок тела могут развиться некоторые характерные синдромы:
Цереброваскулярный синдром
Гастро-интестициальный (ГИ) синдром
Гемопоэтический синдром
Эти синдромы имеют 3 различные фазы:
Продромальная фаза (от нескольких минут до 2 суток после облучения): возможно развитие заторможенности и симптоматики желудочно-кишечного тракта (тошнота, анорексия, рвота, диарея).
Латентная бессимптомная фаза (от нескольких часов до 21 суток после облучения)
Фаза манифестации системного заболевания (от нескольких часов до > 60 дней после облучения): заболевание классифицируется в соответствии с основными пораженными системами органов
Какой синдром развивается, какова его тяжесть и как быстро он прогрессирует, зависит от дозы облучения (см. таблицу ). Симптомы и их динамика соответствуют дозе радиации и поэтому могут помочь в определении дозы облучения.
Цереброваскулярный синдром, доминирующее проявление воздействия на весь организм чрезвычайно высокой дозой радиации (> 30 Гр) всегда приводит к смерти пострадавшего. Продромальный период длится от нескольких минут до 1 часа после облучения. Латентная фаза либо короткая, либо отсутствует. У пациентов развиваются тремор, судорожные припадки, атаксия, отек мозга, наступает смерть в период от нескольких часов до 1–2 дней.
Гастро-интестициальный синдром является доминирующим проявлением после облучения всего организма дозами от 6 до 30 Гр. Продромальные симптомы, часто выраженные, развиваются в пределах от 1 часа до 2 дней. Во время латентного периода, который продолжается 4–5 дней, погибают клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. После гибели клеток отмечаются некупируемые тошнота, рвота и диарея, которые приводят к тяжелой дегидратации и нарушению электролитного баланса организма, снижению объема плазмы крови и сосудистому коллапсу. Также может развиться некроз кишечника, что является предрасполагающим фактором возникновения перфорации кишечника, бактериемии и сепсиса. Смертельные исходы наблюдаются часто. У пациентов, получивших > 10 Гр, могут развиться цереброваскулярные симптомы (предполагающие получение летальной дозы облучения). У выживших больных также определяется гемопоэтический синдром.
Гемопоэтический синдром является доминирующим проявлением после облучения всего организма дозой 1–6 Гр и заключается в генерализованной панцитопении. Умеренный продром начинается через 1–6 часов и длится 24–48 часов. Наблюдается значительное истощение стволовых клеток костного мозга, но зрелые эритроциты, циркулирующие в крови, в основном остаются ненарушенными. Исключением являются лимфоциты, циркулирующие в крови; лимфопения может развиваться от нескольких часов до нескольких дней после поражения. Поскольку циркулирующие клетки погибают в результате старения, то клеточный состав периферической крови не восполняется, что приводит к панцитопении. Такие пациенты остаются бессимптомными в течение латентного периода, который может длиться до 4,5 недель после получения дозы облучения 1 Гр, время, пока прогрессирует снижение функции кроветворения. Увеличивается риск развития инфекции в результате нейтропении (наиболее выраженной на 2–4-й неделе) и снижения продукции антител. Петехии и крово-течения из слизистых оболочек из-за тромбоцитопении, которая появляется в течение 3-4 недель, могут сохраняться в течение месяца. Анемия развивается медленно, поскольку эритроциты имеют более длинный период жизни, чем лейкоциты и тромбоциты. У выживших пациентов повышена частота развития рака, включая лейкемию.
Воздействие облучения всего организма от наружных источников радиации или внутренней абсорбции
Фаза синдрома | Характеристика | Диапазон дозы (Гр)*, † | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
1–2 | 2–6 | 6–8 | 8–30 | > 30 | ||
Продром | Частоты приступов тошноты и рвоты | 5–50% | 50–100% | 75–100% | 90–100% | 100% |
Время появления тошноты и рвоты после облучения‡ | 2–6 часов | 1–2 часа | 10-60 минут | < 10 минут | Минуты | |
Длительность тошноты и рвоты | < 24 часов | 24-48 часов | < 48 часов | < 48 часов | Н/д (пациент умирает в течении < 48 часов) | |
Тяжесть и частота диарреи | Нет | Отсутствует до слабой (< 10%) | От умеренной до сильной (> 10%) | Сильная (> 95%) | Сильная (100%) | |
Время начала диареи после облучения | — | 3–8 часов | 1–3 часа | < 1 часа | < 1 часа | |
Тяжесть и частота головной боли | Легкая | Слабая до умеренной (50%) | Умеренная (80%) | Сильная (80-90%) | Сильная (100%) | |
Время начала головной боли после облучения | — | 4-24 часа | 3–4 часа | 1–2 часа | < 1 часа | |
Тяжесть повышения температуры тела | Без повышения | Умеренное повышение | От среднетяжелого до тяжелого | Тяжелая | Тяжелую | |
Частота повышения температуры | — | 10–100% | 100% | 100% | 100% | |
Время начала лихорадки после облучения | — | 1–3 часа | < 1 часа | < 1 часа | < 1 часа | |
Функция центральной нервной системы | Не изменено | Когнитивные нарушения в течение 6-20 часов | Когнитивные нарушения в течение > 24 часов | При более высоких дозах быстрая недееспособность Может быть период просветления в течение нескольких часов | Атаксия Судороги Тремор Летаргия | |
Латентный период | Отсутствие симптомов | 28-31 день | 7-28 дней | < 7 дн. | Нет | Нет |
Разгар болезни | Клиническая картина | Лейкопения легкая до умеренной Усталость Слабость | Лейкопения умеренная до тяжелой Пурпура Кровоизлияние Инфекции Эпиляция после 3 Гр | Тяжелая лейкопения Высокая температура Диарея Рвота Головокружение и потеря ориентации Гипотензия Нарушение электролитного баланса | Тошнота Рвота Тяжелая диарея Высокая температура Нарушение электролитного баланса Шок | Н/д (пациент умирает в течении < 48 часов) |
Основной системный синдром | Гемопоэтический | Гемопоэтический | Желудочно-кишечный тракт (клетки слизистой оболочки) | Желудочно-кишечный тракт (клетки слизистой оболочки) | Центральная нервная система | |
Госпитализация | Амбулаторное наблюдение | От рекомендованного до необходимого | Срочное | Паллиативное лечение (только симптоматическое) | Паллиативное лечение (только симптоматическое) | |
Высокая смертность без медицинского лечения | 0–5% | 5–100% | 95–100% | 100% | 100% | |
Высокая смертность без медицинского лечения | 0–5% | 5–50% | 50–100% | 100% | 100% | |
Смерть | 6-8 недель | 4-6 недель | 2-4 недель | 2 дня–2 недели | 1–2 дня | |
* 1 рад=1 сГр; 100 рад=1 Гр. | ||||||
† Облучение всего организма в дозе ~1 Гр с малой вероятностью вызовет какие-либо симптомы. | ||||||
‡ Хотя время появления рвоты является быстрым и дешевым методом для определения дозы радиации, использовать его надо с осторожностью, поскольку он не точный и дает много ложно положительных результатов. Дополнительная информация, такая как подсчет лимфоцитов и подробные сведения о возможности облучения повышает точность оценки. | ||||||
Adapted from Military Medical Operations Armed Forces Radiobiology Research Institute: Medical Management of Radiological Casualties, edition 3. June 2010. | ||||||
Радиационное поражение кожи – это поражение кожи и подлежащих тканей в результате острого радиационного воздействия в дозах всего 3 Грей (Gy) (см. таблицу ). Радиационное поражение кожи может наблюдаться при остром радиационном синдроме или очаговом радиационном облучении и варьирует от легкой транзиторной эритемы до некроза. Отсроченные проявления (> 6 месяцев после облучения) включают гипер- и гипопигментацию, прогрессирующий фиброз и диффузные телеангиэктазии. Тонкая атрофичная кожа может легко повреждаться при минимальной механической травме. Облученная кожа имеет повышенный риск развития плоскоклеточного рака. В частности, следует рассматривать возможность радиационного облучения, когда у больного есть болезненный незаживающий ожог кожи, не подтвержденный сведениями о термической травме.
Очаговое радиационное поражение
Воздействие радиации практически на любой орган может привести к острым и хроническим неблагоприятным эффектам (см. таблицу ). У большинства больных эти побочные эффекты могут быть результатом лучевой терапии. Другие распространенные источники облучения включают случайный контакт с незащищенным оборудованием для обеззараживания пищевых продуктов, устройствами для лучевой терапии, оборудованием для рентгеновских дифракционных исследований и другими промышленными и медицинскими источниками радиации, способными излучать высокие дозы. Кроме этого, к радиационному поражению кожи может привести длительное воздействие рентгеновского излучения в течение определенных интервенционных процедур, проводимых под флуороскопическим контролем. Обусловленные радиацией язвы могут развиться в течение месяца и даже спустя годы. У пациентов с тяжелым радиационным поражением кожи развивается сильная боль, часто требующая хирургического вмешательства.
Очаговое радиационное поражение*
Облученная ткань | Побочные действия |
|---|---|
Головной мозг | |
Сердце и кровеносные сосуды | Боль в груди, лучевой перикардит, лучевой миокардит |
Кожа | Доза 2–4 Гр: Транзиторная эритема Доза 4–5 Гр: Транзиторная эритема, временное выпадение волос (в пределах 2–3 недель после воздействия дозы > ~ 4 Гр) Доза 5–10 Гр: Длительная эритема, возможное постоянное выпадение волос, сухая десквамация (при воздействии доз верхнего предела диапазона) Доза 10–15 Гр: Сухая десквамация (в течение 2–8 недель после облучения) Доза 15–20 Гр: Влажная десквамация (в течение 2–4 недель после облучения) Доза 15-25 Гр: Образование волдырей (в течение 2-3 недель после облучения) Доза > 20 Гр: Образование язв (в течение 2–3 недель после облучения) Доза > 25 Гр: Некроз (> 3 недель после облучения) |
Половые железы | Подавление сперматогенеза, аменорея, снижение либидо Пороговая доза (~ 1% случаев) для стерильности:
|
Голова и шея | Воспаление слизистой оболочки, дисфагия, рак щитовидной железы |
Костно-мышечная система | Миопатия, неопластические изменения, остеосаркома |
Глаза | Доза > ~ 0,5 Гр: Катаракта (после ~ 20 лет латентного периода; чем выше доза и младше возраст на момент облучения, тем короче латентный период) |
Легкие | Острая пневмония Фракционированное облучение > 30 Гр: иногда со смертельным исходом (LD50 ~ > 10 Гр при однократном воздействии высоких доз) Легочный фиброз |
Почки | Сниженная скорость клубочковой фильтрации, сниженная функция почечных канальцев Высокие дозы (после 6 месяцев - 1 года латентного периода): протеинурия, почечная недостаточность, анемия, артериальная гипертония Кумулятивная доза > 20 Гр в течении < 5 недель: лучевой фиброз, олигурическая почечная недостаточность |
Спинной мозг | Доза > 50 Гр: миелопатия |
Плод | Задержка роста, врожденные пороки развития, врожденные нарушения метаболизма, смерть плода Доза < 0,1 Гр: Отсутствие значимого эффекта Риск будущего развития онкологических заболеваний примерно такой же, как при воздействии на ребенка: ~ 10–15% на 1 Гр |
Authors on behalf of ICRP, Stewart FA, Akleyev AV, et al. ICRP publication 118: ICRP statement on tissue reactions and early and late effects of radiation in normal tissues and organs--threshold doses for tissue reactions in a radiation protection context. Ann ICRP. 2012;41(1-2):1-322. doi:10.1016/j.icrp.2012.02.001 СКФ = скорость клубочковой фильтрации; Гр = грей; LD50 = доза, ожидаемая как фатальная для 50% пациентов. | |
* Обычно по причине лучевой терапии. | |
Диагностика радиационного облучения и контаминации
Симптомы, тяжесть, и симптомы латентного периода
Последовательное абсолютное содержание лимфоцитов и сывороточные уровни амилазы
Диагностика основана на данных анамнеза, симптомах и признаках, результатах лабораторного обследования. Начало, длительность течения, тяжесть симптомов могут помочь определить дозу облучения, и значит помочь в сортировке пострадавших по вероятным последствиям. Однако некоторые симптомы в период продрома (например, тошнота, рвота, диарея, тремор) являются неспецифическими, и следует рассмотреть другие причины состояния больного, кроме облучения. У многих пациентов, не получивших облучение, достаточное для развития острого лучевого синдрома, могут присутствовать подобные неспецифические симптомы, особенно после террористических атак или аварий на реакторе, в случаях,если у них возникает сильная тревожность.
После острого радиационного облучения выполняется общий анализ крови (ОАК) с подсчетом абсолютного числа лимфоцитов, который повторяется через 24, 48 и 72 часа после облучения для определения начальной дозы облучения и прогноза (см. таблицу ). Отношение между дозой и числом лимфоцитов может быть нарушено физической травмой, которая может направить лимфоциты из интерстициальных пространств в сосудистое русло, повышая их число (1, 2). Это связанное со стрессом, а увеличение является транзиторным и обычно проходит в течение 24–48 часов после физического повреждения. Такое преходящее повышение количества лимфоцитов может дать ложно оптимистичный прогноз до тех пор, пока количество лимфоцитов не снизится. Общий анализ крови повторяют еженедельно для мониторинга активности костного мозга и при необходимости, на основании клинического состояния. Сывороточные уровни амилазы повышаются в зависимости от дозы, начиная от 24 часов после значимого радиационного облучения, поэтому измеряются начальные уровни и уровни днем позже. Если это является целесообразным, проводят другие лабораторные исследования:
Уровень С-реактивного белка (СРБ): уровень СРБ возрастает с увеличением дозы облучения; уровни СРБ способны демонстрировать различие между минимально и тяжело пораженными пациентами.
Уровень цитруллина крови: снижение уровня цитруллина свидетельствует о повреждении желудочно-кишечного тракта.
Уровень лигандов fms-подобной тирозинкиназы-3 (FLT-3) в крови: FLT-3 является маркером гематопоэтического нарушения.
Интерлейкин-6 (ИЛ-6): Этот маркер воспаления увеличивается при воздействии более высоких доз радиации.
Количественный тест на гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF): Уровни увеличиваются при более высоких дозах радиации.
Цитогенетические исследования с коэффициентом избыточного рассеяния: Эти исследования используются для оценки частичного облучения тела.
Взаимосвязь между абсолютным числом лимфоцитов у взрослых через 48 часов дозой облучения*,†, и прогнозом
Самое низкое абсолютное число лимфоцитов (клетки/мл) | Доза облучения (Гр) | Прогноз |
|---|---|---|
> 1500 (норма для взрослых)‡ (> 1,5 × 109/л) | 0.0–0.4 | Благоприятный |
1000–1499 (1–1,499 × 109/Л) | 0,5–1,9 | Хорошая |
500–999 (0,5–0,999 × 109/Л) | 2,0–3,9 | Удовлетворительный |
100–499 (0,1–0,499 ×109/L) | 4,0–7,9 | Плохой |
< 100 (< 0,1 × 109/L) | ≥ 8,0 | Почти всегда летальный |
*Облучение всего организма (приблизительная доза). | ||
† Отношение абсолютного количества лимфоцитов к зависимости реакции от дозы, показанное в данной таблице, может быть нарушено сопутствующей физической травмой. Стрессовая реакция на физическую травму сопровождается общим периферическим лейкоцитозом с различными изменениями в лейкоцитарной формуле и подгруппах лимфоцитов. | ||
‡ В норме у детей число лимфоцитов выше, и оно снижается с возрастом от среднего числа 4600/мл (4,6 × 109/л) в возрасте 0-2 года, до 3100/мл (3,1 × 109/л) в возрасте 2-6 лет и до 2300\мл L (2,3 × 109/л) в возрасте 7-17 лет. | ||
Adapted from Mettler FA Jr, Voelz GL. Major radiation exposure—what to expect and how to respond. New Engl J Med.346:1554–1561, 2002. doi: 10.1056/NEJMra000365 | ||
Радиоактивное загрязнение
Когда подозревается загрязнение, все тело должно быть обследовано с помощью щупа, присоединенного к счетчику Гейгера – Мюллера для идентификации локализации и распространенности наружного загрязнения (счетчик Гейгера). Кроме того, определяют возможное внутреннее загрязнение, для чего ноздри, уши, рот, раны протирают влажными тампонами, которые затем тестируют с помощью счетчика. Мочу, кал и рвотные массы также проверяют на радиоактивность, если есть подозрение на внутреннее загрязнение.
Справочные материалы по диагностике
1. Toft P, Tønnesen E, Helbo-Hansen HS, et al. Redistribution of granulocytes in patients after major surgical stress. APMIS. 102(1):43-48, 1994. doi: 10.1111/j.1699-0463.1994.tb04843.x
2. DeRijk R, Michelson D, Karp B, et al. Exercise and circadian rhythm-induced variations in plasma cortisol differentially regulate interleukin-1 beta (IL-1 beta), IL-6, and tumor necrosis factor-alpha (TNF alpha) production in humans: high sensitivity of TNF alpha and resistance of IL-6. J Clin Endocrinol Metab. 82(7):2182-2191, 1997. doi: 10.1210/jcem.82.7.4041
Лечение радиационного облучения и контаминации
В первую очередь лечению подлежат тяжелые травматические повреждения или угрожающие жизни состояния
Минимизация вероятности облучения и загрязнения медицинского персонала
Лечение наружного и внутреннего загрязнения
Иногда специфические мероприятия в отношении особых радионуклидов
Меры предосторожности и лечение нарушенной иммунной системы
Минимизация воспалительного ответа.
Поддерживающая терапия
Радиационное воздействие может сопровождаться механическим травмированием (например, по причине ожога, взрыва, падения). Сочетанная травма на момент ее возникновения является более опасной для жизни, чем облучение, и должна быть пролечена в неотложном порядке (см. Подходы к лечению травматологических пациентов: оценка и лечение). Реанимационные мероприятия при тяжелой травме имеют приоритет по сравнению с деконтаминацией и их нельзя откладывать до прибытия служб радиационной защиты. Стандартные предосторожности, обычно используемые при оказании помощи больным с травмами, достаточны для защиты спасателей.
Здравый смысл и предостережения
|
Действия при остром лучевом синдроме (ОЛС)
Синдром | Рекомендация и её степень* |
|---|---|
Гемопоэтический | Г-КСФ (гранулоцитарно-колониестимулирующий фактор) или ГМ-КСФ (гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор) при абсолютном количестве нейтрофилов (АНК) < 0,5 × 109 клеток/л (↑) Стимуляторы эритропоэза у пациентов с хронической анемией (↓) Гемопоэтические стволовые клетки – после неэффективности лечения цитокинами в течение 2–3 недель для индукции восстановления после аплазии костного мозга в отсутствие негемопоэтической органной недостаточности (↓) |
Желудочно-кишечный | Фторхинолоны или аналогичные антибиотики через 2–4 дня после облучения (↓) Деконтаминация кишечника и парентеральные антибиотики при наличии показаний (↓) Профилактическое применение антагонистов серотониновых рецепторов при подозрении на лучевую нагрузку > 2 Гр (↓) Лоперамид, при необходимости контроля диареи (↓) |
Кожный | Местные кортикостероиды II-III классов, местные антибиотики и наружные антигистаминные препараты, применяемые при радиационных ожогах, язвах или волдырях (↑) Системные кортикостероиды при радиационных ожогах, язвах или некрозе в отсутствие специфического показания к системному применению кортикостероидов (практически не применяется) Хирургическое иссечение с последующей трансплантацией на область лучевой язвы или область локализованного некроза с хронической болью (↑) |
Нейроваскулярный | Поддерживающая терапия с антагонистами серотониновых рецепторов, маннитолом, фуросемидом и анальгетиками (↑) |
Интенсивная терапия | Восполнение потерь жидкости, электролитная заместительная терапия и седативные препараты для пациентов со значительными ожогами, гиповолемией и/или шоком (↑) Искусственная вентиляция с функцией защиты легких у пациентов с острой дыхательной недостаточностью (↑) Селективная деконтаминация ротоглотки или селективная деконтаминация пищеварительного тракта (↓) Поддержание среднего уровня глюкозы в крови 140–180 мг/дл (7,8–10 ммоль/л) для большинства пациентов интенсивной терапии (↓) H2блокаторы или ингибиторы протонной помпы (↓) |
* Степень рекомендации для применения на практике: ↑ = Сильная; ↓ = Слабая | |
Modified from Dainiak N. Medical management of acute radiation syndrome and associated infections in a high-casualty incident. J Radiat Res. 59(suppl 2):ii54-ii64, 2018. doi:10.1093/jrr/rry004 | |
Подготовка
В рамках своих планов по обеспечению готовности к чрезвычайным ситуациям больницы должны иметь протоколы и обученный персонал для работы с пациентами, зараженными опасными веществами, включая радиоактивные материалы. Регулирующие и аккредитующие организации (например, государственные департаменты здравоохранения или Объединенная комиссия в США) часто требуют наличия таких планов.
Если осуществимо, поверхность зоны терапии может быть покрыта пластиковой пленкой с целью способствовать проведению дезактивации. Эта процедура ни в каких случаях не должна иметь приоритет над проведением медицинских процедур стабилизации. Емкости для отходов (с надписью «Осторожно, радиация»), контейнеры для образцов, счетчики Гейгера должны быть в постоянной готовности. Все оборудование, которое было в контакте с помещением или пациентом (включая оборудование машин «скорой помощи») необходимо изолировать, пока не будет проведено исследование на степень их загрязнения. Исключение составляют массовые катастрофы, во время которых незначительно зараженное необходимое оборудование, такое как вертолеты, машины «скорой помощи», палаты, рентгеновские установки, КТ и хирургическое оборудование должны быть как можно быстрее обеззаражены для возможности дальнейшего использования.
Персонал, привлеченный к лечению и транспортировке больного, должен соблюдать стандартные меры безопасности, носить шапочки, маски, халаты, перчатки и бахилы. Использованную одежду следует помещать в специально маркированные мешки или контейнеры. Необходимо использовать индивидуальные дозиметры для контроля радиационного облучения. Чтобы минимизировать облучения персонал должны меняться. Участие беременных в лечении пациентов должно быть исключено.
У пациентов с радиоактивным загрязнением возможно наличие низкодозового излучения, поэтому медицинский персонал, задействованный в лечении таких пациентов, с малой вероятностью получит дозу радиации, превышающую профессиональный лимит 0,05 Зв/год (1). Даже в чрезвычайной ситуации при аварии ядерного реактора в Чернобыле медицинский персонал, принимавший участие в лечении пострадавших в стационаре, получил <0,01 Зв. Некоторые авторитетные источники предполагают, что доза до 0,5 Гр может рассматриваться как приемлемый риск для спасателей.
Идентификация загрязнения
При выявлении пациентов с радиоактивным загрязнением необходимо как можно скорее изолировать их в специальное помещение (если это практически выполнимо), провести деконтаминацию и сообщить о них ответственному за радиоактивную безопасность стационара, представителям органов здравоохранения, в службу по опасным материалам и правоохранительным органам для активного поиска источника радиоактивности.
Внешнее загрязнение следует определять путем сканирования с помощью прибора для радиационного обследования, подходящего для пациентов, предположительно загрязненных радиоактивными материалами (например, счетчик Гейгера) (2).
Внешняя деконтаминация
Типичной последовательностью и приоритетами являются:
Удаление одежды и наружных частиц
Деконтаминация ран до деконтаминации неповрежденных кожных покровов
Сначала очищение наиболее загрязненных областей
Использование счетчиков для контроля процесса деконтаминации
продолжение обеззараживания до тех пор, пока не будет достигнут уровень в 2–3 раза ниже основного радиационного фона, или до тех пор, пока меры по обеззараживанию не утратят свою эффективность
Одежда снимается осторожно, чтобы минимизировать распространение загрязнения, и помещается в помеченные контейнеры. С одеждой удаляется около 90% внешнего загрязнения. Инородные объекты следует рассматривать как загрязненные до проверки их уровня радиации дозиметром.
Загрязненные раны обеззараживаются прежде, чем неповрежденные кожные покровы; они промываются физиологическим раствором и бережно очищаются хирургической губкой. Может быть выполнена минимальная обработка краев ран, если сохраняются остатки загрязнения после многочисленных попыток их очищения. Санация за пределами раны не требуется. Однако внедренные радиоактивные осколки могут иметь очень высокую степень облучения и, следовательно, должны быть удалены с использованием длинных щипцов или аналогичного устройства и помещены в освинцованный контейнер.
Загрязненную кожу и волосы промывают теплой водой и слабыми детергентами до тех пор, пока уровень радиации при измерении дозиметром не покажет уровень в 2–3 раза ниже нормального радиационного фона, или до тех пор, пока повторные меры по обеззараживанию станут неэффективными. Во время мытья все раны необходимо закрыть, чтобы предотвратить попадание в них радиационных веществ. Приспособления для очистки кожи должны быть твердыми, но не следует соскабливать кожу. Особое внимание следует уделять ногтям и кожным складкам. Волосы, остающиеся зараженными, состригаются ножницами; бритья избегают. Стимуляция потоотделение (например, помещение резиновой перчатки на зараженную кисть) может помочь удалить остатки загрязнения с кожи.
Ожоги следует осторожно промывать, а не тереть, поскольку грубая очистка может увеличить тяжесть травмы. Последующие перевязки способствуют удалению остаточного загрязнения.
Деконтаминация не проводится больным, которые получили облучение от наружных источников и не загрязнены.
Внутренняя деконтаминация
Если заражение произошло недавно, проглоченные радиоактивные материалы следует быстро удалить вызвав рвоту или с помощью лаважа. При загрязнении полости рта ее промывают физиологическим раствором или разбавленной перекисью водорода. Загрязнение глаз дезактивируют направленной струей воды или физиологического раствора в латеральном направлении и в сторону от носа, чтобы избежать загрязнения носослезного канала.
Срочность и важность использования более специфических лечебных мероприятий зависит от типа и количества радионуклида, его химической формы и метаболических характеристик (например, растворимость, нацеленность на определенные органы), пути загрязнения (например, вдыхание, проглатывание, загрязненные раны) и эффективности лечебного мероприятия. Решение о лечении внутреннего заражения требует знания о потенциальных рисках; рекомендуется консультация со специалистом (например, ЦКЗ (Centers for Disease and Control and Prevention (CDC)): "Радиационные аварийные ситуации: клиническое руководство и ресурсы для профессионалов", Центр помощи при радиационных авариях/Учебный центр [REAC/TS] (Radiation Emergency Assistance Center/Training Site [REAC/TS]) в Соединенных Штатах, Международное агентство по атомной энергии: "Центр инцидентов и чрезвычайных ситуаций" (International Atomic Energy Agency: Incident and Emergency Centre).
Cовременные методы удаления радиоактивных загрязнений (3) из организма (декорпорация) включают следующие:
Насыщение целевого органа (например, йодидом калия [KI] для изотопов йода) (см. Министерство здравоохранения США и Управление медицинскими аспектами радиационных чрезвычайных ситуаций в сфере социальных услуг: "Руководство по диагностике и лечению для медицинских работников")
Хелация на месте поступления или в жидкостях организма с последующей быстрой экскрецией (например, диэтилентриамин-пента-ацетат кальция или цинка [ДТПА] для америция, калифорния, плутония и иттрия).
Ускорение метаболического цикла радионуклидов посредством их растворения изотопами (например, вода для водорода-3)
Осаждение радионуклидов в кишечнике с последующей экскрецией с фекалиями (например, пероральный прием растворов кальция или фосфата алюминия для стронция-90);
Ионный обмен в желудочно-кишечном тракте (например, берлинская лазурь для цезия-137, рубидия-82, таллия-201)
Поскольку серьезные аварии на ядерных электростанциях сопровождаются выбросом в окружающую среду продуктов распада, которые могут поражать радиоактивным йодом большие группы населения, декорпорация с пероральным приемом калия йодида является детально изученной (4). Йодид калия насыщает йодом рецепторы щитовидной железы. Включение в организм перорального йодида калия предотвращает поглощение железой радиоактивного йода, что является основной причиной заболеваемости. Эффективность калия йодида составляет > 95%, если препарат принимают в оптимальное время (спустя 1 час после облучения). Однако эффективность со временем значимо снижается (~80% эффективности через 2 часа после облучения, и применение более чем через 24 часа после облучения не обеспечит защиты). Калия йодид может назначаться либо в виде таблеток, либо в виде супернасыщенного раствора (дозировка: взрослые и дети > 68 кг – 130 мг, дети в возрасте 3–18 лет [< 68 кг] – 65 мг, дети в возрасте 1–36 месяцев – 32 мг, в возрасте < 1 месяца – 16 мг). Это соединение эффективно только при внутренней контаминации радиоактивным йодом, оно не эффективно при внутренней контаминации любыми другими радиоактивными элементами. Большинство других препаратов, применяющихся для декорпорации, являются менее эффективными и снижают дозу только до 25–75%. Противопоказания к применению иодида калия включают аллергические реакции на йод и некоторые кожные заболевания, связанные с чувствительностью к йоду (например, герпетиформный дерматит, уртикарный васкулит).
Специфическое лечение
Поддерживающая терапия оказывается по мере необходимости и включает в себя лечение шока и гипоксии, а также облегчение боли и тревоги. Часто требуются бензодиазепины (например, лоразепам) для снятия судорог, противорвотные средства (например, метоклопрамид, прохлорперазин, ондансетрон) для купирования рвоты и пероральные противодиарейные средства (например, каолин/пектин, лоперамид) для устранения диареи.
Специфического лечения цереброваскулярного синдрома нет. Летальный исход неизбежен; уход должен заключаться в создании комфортных условий для больного.
При гастроинтестинальном синдроме проводится агрессивное восполнение жидкости и электролитов. Парентеральное питание позволяет разгрузить кишечник. Если пациента лихорадит, немедленно назначаются антибиотики широкого спектра действия (например, фторхинолоны). Септический шок остается наиболее вероятной причиной смерти.
Лечение гемопоэтического синдрома подобно тому, которое проводится при гипоплазии костного мозга и панцитопении. Переливание препаратов крови следует проводить для лечения анемии и тромбоцитопении, а также гемопоэтических факторов роста (гранулоцитарного колониестимулирующего фактора и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора) при абсолютном количестве нейтрофилов < 0,5 × 109 клеток/л (< 500 клеток/мм3)). Антибиотики широкого спектра действия следует назначать для лечения нейтропении и нейтропенической лихорадки (см. Лечение нейтропении и лимфоцитопении) (5). Пациентов с нейтропенией следует изолировать. При облучении всего тела дозой радиации >4 Гр, вероятность восстановления костного мозга низкая и гемопоэтические факторы роста следует назначать как можно скорее. Филграстим могут использовать для лечения миелосупрессии, вызванной облучением. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток имеет ограниченный успех, но ее следует рассмотреть при облучении > 7–10 Гр.
Может быть полезным прием цитокинов (5). Рекомендуемыми препаратами и дозировками являются следующие:
Филграстим (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор [Г-КСФ]) подкожно, вводится как можно скорее после предполагаемого или подтвержденного воздействия доз облучения, превышающих 2 Гр
Сарграмостим (гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор [ГМКСФ]) подкожно.
Пэгфилграстим (пегилированный Г-КСФ) подкожно
При вызванных радиацией и долго незаживающих язвах, можно использовать кожную пластику или другие хирургические методы лечения.
Кроме регулярного мониторинга симптомов болезни (например, осмотр глаз для выявления катаракты, исследование функции щитовидной железы на наличие ее дисфункции), никаких специфических методов мониторинга, скрининга или лечения для специфических повреждений органов или рака не существует.
Справочные материалы по лечению
1. Mettler FA, Upton A.C, Hendee W. 2008. Medical Effects of Ionizing Radiation: 3rd Edition. United States. https://doi.org/10.1118/1.3021455
2. US Department of Health and Human Services. Radiation Emergency Medical Management: Guidance on Diagnosis and Treatment for Healthcare Providers. Accessed January 2, 2025.
3. US Department of Health and Human Services. Managing Internal Radiation Contamination. Accessed January 2, 2025.
4. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Radiation Emergencies; Potassium Iodide (KI). Accessed January 2, 2025.
5. Armed Forces Radiobiology Research Institute (AFRRI). Medical Management of Radiological Casualties Handbook. 5th ed. Bethesda, MD: AFRRI; 2023. Accessed January 2, 2025.
Прогноз при радиационном облучении и контаминации
Без медицинской помощи, LD-50/60 (доза, вызывающая гибель 50% пациентов в течение 60 дней) при облучении всего тела составляет приблизительно 3 Гр; воздействие дозой до > 6 Гр почти всегда смертельно. Срок смертельного исхода снижается по мере увеличения дозы. Смертельный исход может наступить от часа до нескольких дней у пациентов с цереброваскулярным синдромом, и обычно в течение от 2 дней до нескольких недель у пациентов с гастроинтестинальным синдромом. У больных с гемопоэтическим синдромом смерть возможна в течение 4–8 недель из-за вторичной инфекции или массивного кровотечения.
Когда облучение <6 Гр, выживание возможно в пропорции, обратной суммарной дозе. Больные, получившие облучение всего тела в дозе < 2 Гр должны полностью выздороветь в течение 1 месяца, хотя у них могут возникнуть отдаленные последствия (например, рак).
При обеспечении медицинской помощи, LD50/60 составляет 6 Гр. Иногда пациенты выживали после воздействия до 10 Гр. Прогноз ухудшают серьезные сопутствующие заболевания, травмы и ожоги.
Профилактика радиационного облучения и контаминации
Защита от радиационного воздействия достигается путем
Избежания загрязнения радиоактивным материалом
Минимизация продолжительности воздействия.
Максимального увеличения расстояния от источника излучения
Экранирования источника излучения
Эти принципы могут применяться как при облучении вследствие медицинских процедур, так и при промышленных авариях и террористических актах с радиационным воздействием.
Профилактика радиационного облучения и заражения у пациентов
Во время лучевой терапии части тела, расположенные рядом с зоной воздействия, но не являющиеся целью лечебной процедуры, должны быть максимально защищены свинцом. Однако экранирование гонад при проведении диагностической рентгенографии или компьютерной томографии в рутинной практике больше не рекомендуется (1, 2). Было установлено, что экранирование может мешать диагностической визуализации, потенциально затеняя критические области тела, что приводит к повторным обследованиям, которые могут непреднамеренно привести к более высокому радиационному облучению во время визуализационного обследования. Кроме того, основным источником радиационного облучения органов, прилегающих к полю зрения, является внутреннее рассеяние рентгеновских лучей от тканей в пределах поля зрения (1, 3-5).
Профилактика радиационного облучения и заражения у медицинского персонала
Медицинский персонал, регулярно подвергающийся воздействию источников радиации, должен соблюдать процедуры для минимизации времени облучения, максимального увеличения расстояния от источника радиации и использования соответствующих средств защиты.
Несмотря на то, что экранирование персонала с помощью свинцового фартука или имеющихся в продаже экранов эффективно снижает воздействие низкоэнергетических рассеянных рентгеновских лучей при выполнении диагностических и интервенционных визуализирующих исследований, эти фартуки и экраны почти бесполезны для уменьшения воздействия высокоэнергетических гамма-лучей, продуцированных радионуклидами, которые, вероятно, будут использоваться в террористических актах или при выбросах во время аварий на атомных электростанциях. В таких случаях мероприятия, которые могут минимизировать радиационное заражение, включают использование стандартных мер предосторожности, проведение мер деконтаминации, изоляцию загрязненных пациентов, когда им не оказывается экстренная помощь.
Весь персонал, работающий вблизи источников радиации, должен носить дозиметр, если есть риск излучения > 10% максимальной разрешенной дозы (0,05 Зв) (6). Использование самопишущих электронных дозиметров полезно при мониторинге суммарной дозы, полученной в ходе инцидента.
Реакция общественности
После высокого радиактивного загрязнения окружающей среды в результате аварий на атомных электростанциях или преднамеренного выброса радиоактивного материала воздействие может быть снижено посредством следующих мер:
Экранирования на месте
Эвакуации из пораженной зоны
То, какой рекомендации следовать, зависит от множества конкретных событий, включая
Время, прошедшее с момента первоначального высвобождения
Высвобождение прекращено или продолжается
Погодные условия
Наличие и тип укрытия
Условия эвакуации (например, трафик, наличие транспорта для эвакуации)
Постоянные и четкие сообщения руководителей здравоохранения могут помочь уменьшить панику и снизить число неоправданных посещений отделения неотложной помощи и избежать его перегрузки. Такой план общения с населением следует разработать до любого происшествия. Также рекомендуется план по сокращению спроса на ресурсы отделений неотложной помощи, путем предоставления расположения альтернативных точек оказания первой помощи, дезактивации и консультирования населения с отсутствием медицинских проблем.
Должностные лица общественного здравоохранения должны советовать общественности следовать советам местных должностных лиц системы здравоохранения, согласно указаний в системах оповещения о чрезвычайных ситуациях. Если у населения имеются сомнения, наилучшим вариантом является присутствие по месту проживания до тех пор, пока не станет доступна дополнительная информация. В случае, если рекомендовано использование убежищ, наилучшим вариантом являются центральные убежища, сооруженные из бетонных или металлических конструкций, особенно над- и подземные (например, подвальные помещения). Если произошла детонация ядерного оружия, в первые несколько часов необходимо укрыться настолько быстро, насколько можно найти действующее убежище, а затем последовать совету местных чиновников по чрезвычайным ситуациям.
Профилактические препараты
Люди, живущие в радиусе 16 км от атомной электростанции, должны иметь доступ к таблеткам йодида калия на случай выброса из станции радиоактивного йода, являющегося побочным продуктом деления. Йодид калия помогает предотвратить поглощение радиоактивного йода щитовидной железой (7). Эти таблетки можно получить в местных аптеках или некоторых учреждениях здравоохранения.
Показано, что препараты, защищающие от радиации, такие как соединения тиола с радикалсвязывающими свойствами, снижают смертность, если принимаются до или во время облучения у пациентов, получающих химиотерапию и/или лучевую терапию. Необходимы дополнительные исследования, чтобы продемонстрировать пользу при немедицинском воздействии радиации (например, при авариях на атомных электростанциях).
Амифостин является мощным инъекционным радиопротекторным агентом, принадлежащим. Применяется для предотвращения сухости во рту у пациентов, перенесших лучевую терапию. Побочные эффекты включают тошноту и рвоту, гипотонию и снижение кальция в сыворотке крови. Воздействие этого препарата на нерожденного ребенка может вызвать врожденные дефекты (8).
Палифермин, слизисто-кожный эпителиальный фактор роста, является модифицированной версией человеческого белка естественного происхождения, называемого фактором роста кератиноцитов (KGF), который получают искусственным путем в лаборатории (см. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США: "Палифермин"). Он используется для уменьшения вероятности развития тяжелого мукозита и уменьшения его продолжительности у пациентов, которые получают высокие дозы химиотерапевтических препаратов и облучения с последующей аутотрансплантацией стволовых клеток. Палифермин может взаимодействовать с гепарином, поэтому внутривенные катетры следует промывать физиологическим раствором до и после введения палифермина. К побочным эффектам относятся сыпь, панкреатит, лихорадка и периферические отеки. Воздействие этого препарата на плод может вызвать врожденные дефекты.
Справочные материалы по профилактике
1. National Council on Radiation Protection and Measurements. NCRP Recommendations for Ending Routine Gonadal Shielding During Abdominal and Pelvic Radiography. NCRP Statement No. 13. January 12, 2021. Accessed January 2, 2025.
2. National Council on Radiation Protection and Measurements. NCRP Recommendations for Ending Routine Gonadal Shielding During Abdominal and Pelvic Radiography: Companion to NCRP Statement No. 13. January 12, 2021. Accessed January 2, 2025.
3. American Association of Physicists in Medicine. Publications: Medical Physics Practice Guidelines. Accessed January 2, 2025.
4. American College of Radiology. Patient Gonadal and Fetal Shielding Education Module. Accessed January 2, 2025.
5. American College of Radiology. NCRP Recommends Against Routine Gonadal Shielding. Accessed January 2, 2025.
6. United States Code of Federal Regulations Title 10. Energy § 10.20.1502 Conditions requiring individual monitoring of external and internal occupational dose. Accessed January 2, 2025.
7. United States Code of Federal Regulations Title 10. Energy § 10.50.47 Emergency plans. Accessed January 2, 2025.
8. Singh VK, Seed TM.The efficacy and safety of amifostine for the acute radiation syndrome. Expert Opin Drug Saf 18(11):1077-1090, 2019. doi: 10.1080/14740338.2019.1666104
