Ионизирующее излучение (см. также Воздействие радиационного облучения и загрязнение [Radiation Exposure and Contamination]) включает
Высокоэнергетические электромагнитные волны (рентгеновские лучи, гамма-лучи)
Частицы (альфа-частицы, бета-частицы, нейтроны)
Источниками ионизирующей радиация служат радиоактивные элементы и такое специфическое оборудование, как рентгеновская трубка и оборудование для лучевой терапии.
Большинство диагностических исследований, которые используют ионизирующее излучение (например, рентгеновские лучи, КT, радионуклидное сканирование), подвергают пациентов относительно низким дозам радиации, которые, как правило, считаются безопасными. Однако все виды ионизирующего излучения потенциально вредны, и отсутствует порог, ниже которого никакого вредного воздействия не происходит, поэтому делается все возможное, чтобы свести к минимуму лучевую экспозицию.
Существуют различные способы подсчета количества радиации:
Поглощенная доза представляет собой величину радиации, поглощенной на единицу массы. Это выражается в специальных единицах –грэях (Гр) и миллигрэях (мГр.) Ранее она было выражена как поглощенная доза излучения (рад); 1 мГр = 0,1 рад.
Эквивалентная доза – это поглощенная доза, умноженная на весовой коэффициент излучения, который регулирует воздействия на ткани, основанные на типе поглощенного излучения (например, рентгеновские лучи, гамма-лучи, электроны). Она выражается в зивертах (Зв) и миллизивертах (мЗв). Ранее выражалась в биологических эквивалентах рентгена (бэрах; 1 мЗв = 0,1 бэр). Для рентгеновских снимков, в том числе КТ, весовой коэффициент излучения равен 1.
Эффективная доза является мерой, используемой для оценки тканевых реакций (или стохастических эффектов) воздействия ионизирующего излучения; она корректирует эквивалентную дозу в зависимости от восприимчивости ткани, подвергшейся облучению (например, наиболее чувствительны гонады). Это выражается в зивертах и мЗв. Эффективная доза выше у молодых людей. Эффективная доза помогает врачам оценить и сравнить риски для здоровья, связанные с различными процедурами медицинского облучения, а также может быть сопоставлена с установленной профессиональной дозой облучения в рамках стандартов радиационной защиты.
Медицинская визуализация является лишь одним источником воздействия ионизирующего излучения (см. таблицу Типичные дозы облучения). Другим источником является фоновая экспозиция окружающей среды (от космической радиации и природных изотопов), которые могут быть существенными, особенно на больших высотах; полеты на самолетах приводят к увеличению экспозиции излучения окружающей среды следующим образом:
От одного пролета самолета от побережья до побережья: от 0,01 до 0,03 мЗв
От среднегодовой экспозиции радиационного фона в США: около 3 миллизиверт (мЗв)
От годовой экспозиции при жизни на больших высотах (например, Нью-Мексико, штат Колорадо): дополнительно около 1,5 мЗв к фону
Типичные дозы облучения **
Диагностическое исследование | Средняя эффективная доза облучения (мЗв) |
|---|---|
Рентгенограмма грудного отдела (передняя задняя проекция) | 0,02 |
Рентгенограмма грудного отдела (2 проекции: заднепередняя и боковая) | 0,1 |
Рентгенограмма поясничного отдела позвоночника (1 проекция сбоку) | 1,5 |
Рентгенография, конечности (1 вид: кисть, стопа и т.д.) | 0,001 |
Рентгенограмма брюшной полости (1 проекция) | 0,7 |
Рентгенография, бариевая клизма (исследование нижних отделов желудочно-кишечного тракта) | 6 |
Рентгенография верхних отделов желудочно-кишечного тракта с барием | 6 |
Скрининговая цифровая маммография | 0,21 |
КТ головы | 2 |
КТ, грудная клетка | 6,1 |
КТ органов брюшной полости и таза | 7,7 |
Коронарография | 7 |
Коронарография с интервенциями | 15 |
Перфузионная сцинтиграфия легких | 2 |
Сканирование при ПЭТ (без КТ всего тела) | 7 |
Остеосцинтиграфия | 6,3 |
Гепатобилиарное сканирование | 2,1–3,1 |
Сканирование сердца с контрастным веществом (технетрил 99mTc) | 9,4–12,8 |
* Доза может изменяться. | |
Данные получены из Mettler FA, Huda W, Yoshizumi TT, Mahesh M: Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: A catalog. Radiology 248:254-263, 2008. American College of Radiology(ACR): Radiation Dose to Adults From Common Imaging Examinations | |
Радиация может быть вредной, если общая накопленная доза для человека высока, как, например, при производстве нескольких КТ сканирований, потому что КТ сканирования требуют более высокой дозы, чем подавляющее большинство других процедур, связанных с визуализацией.
Лучевая экспозиция также является проблемой, например, при некоторых следующих ситуациях повышенного риска:
Беременность
Младенческий возраст
Ранее детство
Юный возраст женщин, нуждающихся в маммографии
По данным Национального совета по радиационной защите и метрологии (НСРЗ) Соединенных Штатов (отчет № 184), в 2016 году на долю КТ-сканирования приходилось 63% коллективной дозы от всех процедур медицинской визуализации по сравнению с 50% в 2006 году. Хотя количество КТ-сканирований за это десятилетие увеличилось на 20%, общая доза на человека при КТ-процедурах практически не изменилась. В период с 2006 по 2016 год расчетная доза нетерапевтического медицинского облучения снизилась на 15-20%. По оценкам, средняя индивидуальная расчетная доза на человека в США составляла 2,92 мЗв в 2006 году и 2,16 мЗв в 2016 году.
Mультидетекторные компьютерные томографы, которые являются наиболее часто используемым в США типом приборов, обеспечивают примерно на 40–70% больший уровень облучения за одно сканирование, чем однодетекторные компьютерные томографы более старых моделей. Тем не менее, последние достижения (например, автоматизированный контроль экспозиции, итерационные алгоритмы реконструкции, КТ-детекторы третьего поколения), скорее всего, могут значительно снизить дозы облучения, используемые при компьютерной томографии. Американский колледж радиологии инициировал программы – Image Gently (для детей) и Image Wisely (для взрослых) – в качестве реакции на озабоченность по поводу всплеска воздействия ионизирующего излучения, используемого в медицинской визуализации. Эти программы обеспечивают предоставление ресурсов и информации о минимизации радиационного облучения радиологов, медицинских специалистов в области радиационной защиты, других специалистов-практиков, обеспечивающих визуализацию, и пациентов.
Радиация и рак
Оценка риска рака вследствие воздействия радиации при диагностической визуализации была экстраполирована из обследований людей, подвергшихся воздействию очень высоких доз облучения (например, переживших взрывы атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки). Прямые эпидемиологические данные, полученные на основании изучения разных групп человеческой популяции, показывают, что воздействие ионизирующей радиации повышает риск развития некоторых видов рака, когда дозы превышают примерно 50-100 мЗв при длительном облучении (например, в профессиональных условиях) или 10-50 мЗв при остром облучении (например, при взрыве атомной бомбы) (1).
Большему риску подвержены молодые пациентов, потому что
Они живут дольше, давая раку больше времени для развития.
Для молодых характерен более высокий уровень клеточного роста (и, следовательно, более высокая восприимчивость к повреждению ДНК).
У годовалого ребенка, которому проводят КТ брюшной полости, по оценкам, пожизненный риск развития рака увеличивается на 0,18% (2) Если эту процедуру проходит пожилой пациент, риск ниже.
Риск также зависит от типа ткани, подвергающейся облучению. Лимфоидная ткань, костный мозг, кровь и ткани семенников, яичников и кишечника считаются очень чувствительными к облучению; у взрослых ткани центральной нервной системы и опорно-двигательного аппарата являются относительно радиорезистентными.
Облучение во время беременности
Риски облучения зависят от
Дозировка
Тип исследования
Рассматриваемая площадь
Плод может подвергаться гораздо меньшему облучению, чем его мать; воздействие на плод незначительно во время рентгенографии следующих частей тела:
Голова
Шейного отдела позвоночника
Конечности
Молочных желез (маммография), при условии экранирования матки
Степень экспозиции матки зависит от внутриутробного возраста плода и, следовательно, от размера матки. Воздействие радиации зависит от возраста зародыша (время от момента зачатия).
Рекомендации
Диагностическую визуализацию с использованием ионизирующего излучения, особенно КТ, следует делать только в случае явной необходимости. Следует рассматривать альтернативные варианты. Например, у маленьких детей незначительные травмы головы можно диагностировать и лечить на основе клинических данных, а аппендицит можно диагностировать с помощью УЗИ. Однако от необходимых исследований отказываться нельзя даже при высокой дозе облучения (например, компьютерной томографии), если потенциальная польза превышает потенциальный риск.
Перед проведением диагностических исследований у женщин детородного возраста следует учитывать наличие беременности, особенно потому, что риск радиационного облучения является самым высоким в начале (1 триместре) часто нераспознанной беременности. Матка у таких женщин, по возможности, должна быть экранирована. Недавние исследования вызвали споры вокруг этой стандартной рекомендации, а именно, что экранирование может способствовать увеличению дозы облучения матки и плода.
Справочные материалы
1. Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, et al: Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A 100(24):13761-13766, 2003. doi:10.1073/pnas.2235592100
2. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W: Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol 176(2):289-296, 2001. doi:10.2214/ajr.176.2.1760289
