Іонізуюча радіація уражає тканини по-різному, в залежності від дози опромінення, інтенсивності опромінення, типу випромінювання та частини тіла, що опромінюється. Симптоми можуть бути місцевими (наприклад, опіки) або системними (наприклад, гостра променева хвороба). Діагноз виставляється за даними анамнезу щодо впливу радіації, симптомів та ознак, а іноді за допомогою обладнання для виявлення випромінювання з метою локалізації та виявлення забруднення радіонуклідами. Ведення таких пацієнтів зосереджено на супутніх травматичних ушкодженнях, деконтамінації, підтримуючих заходах та мінімізації опромінення медичних працівників. Пацієнтам з важкою гострою променевою хворобою призначають режим зворотної ізоляції, протимікробні та протизапальні засоби, а також підтримку функції кісткового мозку. Пацієнти із внутрішньою контамінацією певними специфічними радіонуклідами, можуть отримувати інгібітори поглинання або хелатуючі агенти.
Джерелами іонізуючого випромінювання є радіоактивні елементи та обладнання, таке як апарати рентгенологічної діагностики та променевої терапії.
Види випромінювання
Радіація включає
Частинки (альфа-частинки, бета-частинки, нейтрони)
Високоенергетичні електромагнітні хвилі (рентгенівські промені, гамма-промені)
Альфа-частинки являють собою енергетичні ядра гелію, що випромінюються деякими радіонуклідами з високими атомними номерами (наприклад, плутоній, радій, уран). Вони можуть проникати в шкіру лише на невелику глибину (< 0,1 мм).
Бета-частинки являють собою високоенергетичні електрони, які випромінюються з ядер нестабільних атомів (наприклад, цезій-137, йод-131). Ці частинки можуть проникати в шкіру глибше (від 1 до 2 см) і викликати як епітеліальні, так і субепітеліальні пошкодження.
Нейтрони являють собою частинки з нейтральним електричним зарядом, що випромінюються кількома радіонуклідами (наприклад, каліфорній-252) і утворюються в ядерних реакціях поділу (наприклад, в ядерних реакторах). Глибина їх проникнення в тканини коливається від декількох міліметрів до кількох десятків сантиметрів залежно від їхньої енергії. Вони зіштовхуються з ядрами стабільних атомів, що призводить до випромінювання енергетичних протонів, альфа- і бета-частинок, а також гамма-випромінювання.
Гама-випромінювання та рентгенівське випромінювання — це електромагнітне випромінювання (тобто, фотони) дуже короткої довжини хвилі, яке може глибоко проникати в тканини (багато сантиметрів). Деякі фотони віддають усю свою енергію в організмі, тоді як інші фотони такої самої енергії можуть віддавати лише частину своєї енергії, а інші можуть повністю проходити через тіло без взаємодії.
Завдяки цим характеристикам альфа- і бета-частки спричиняють найбільше пошкодження, коли радіоактивні атоми, що випромінюють їх, знаходяться всередині тіла (внутрішнє забруднення), або, у випадку бета-випромінювання, безпосередньо на тілі. Уражається лише тканина, розташована у безпосередній близькості до радіонукліду. Гамма-промені та рентгенівські промені можуть спричиняти шкоду, віддалену від їх джерела і, як правило, відповідають за гострі променеві синдроми. Гостра променева хвороба може бути викликана достатньою дозою деяких накопичених в організмі радіонуклідів, які широко розподіляються в тканинах і органах і мають високу специфічну активність. Наприклад, полоній-210 (Po-210) має специфічну активність 166 терабеккерелів на грам (ТБк/г), при цьому доза опромінення всього тіла від 1 мкг (розмір приблизно як у кристалу солі) Po-210 становить 50 Зв (приблизно у 20 разів вище медіанної летальної дози).
Одиниці вимірювання дози радіації
Звичайні одиниці вимірювання включають в себе рентген, рад і бер.
Рентген (Р) — це одиниця експозиції, яка вимірює іонізуючу здатність рентгенівського або гамма-випромінювання в повітрі.
Поглинена доза радіації (рад) — це та кількість енергії випромінювання, яка поглинається одиницею маси.
Біологічний еквівалент рентгена (бер) використовується через те, що біологічне пошкодження в одиницях «рад» відрізняється залежно від типу випромінювання (наприклад, для нейтронів воно вище, ніж для рентгенівського або гамма-випромінювання). Доза в радах коригується з урахуванням коефіцієнту якості, а отримана еквівалентна доза є біологічним еквівалентом рентгена (бер).
За межами Сполучених Штатів Америки та в науковій літературі використовуються одиниці СІ (міжнародна система), в яких «рад» замінюється «греєм» (Гр), а «бер» — «зівертом» (Зв). 1 Гр = 100 рад, а 1 Зв = 100 бер. При описі рентгенівського, гамма- або бета-випромінювання рад і бер (а тому й Гр і Зв) по суті дорівнюють один одному (тобто коефіцієнт якості дорівнює 1).
Величина (кількість) радіоактивності виражається у кількості ядерних розпадів (перетворень) за секунду. Беккерель (Бк) — це одиниця радіоактивності за СІ; один Бк — це 1 розпад за секунду. У Сполучених Штатах Америки іноді й досі використовується традиційна одиниця — кюрі (Кі), при цьому один кюрі становить 37 мільярдів Бк. Це еквівалентно 37 000 мегабекерелів (МБк) або 37 гігабекерелів (ГБк).
Види опромінення
Радіаційне опромінення може бути результатом
Забруднення
Опромінення
Радіоактивне забруднення — це ненавмисний контакт з радіоактивним матеріалом та його затримання, зазвичай, у вигляді пилу або рідини. Забруднення може бути
Зовнішнім
Внутрішнім
Зовнішнє забруднення — радіоактивний матеріал на шкірі або на одязі, частина якого може відпадати чи стиратися, забруднюючи інших людей або предмети.
Внутрішнє забруднення — це ненавмисне потрапляння радіоактивного матеріалу всередину тіла шляхом проковтування, вдихання або через розриви у шкірі. Коли радіоактивний матеріал потрапляє в організм, він може переноситися у різні ділянки (наприклад, у кістковий мозок), де він і далі продовжує випромінювати, поки його не видалять чи він не розпадеться. Внутрішнє забруднення видаляти важче.
Незважаючи на можливість внутрішнього забруднення будь-яким радіонуклідом, у минулому більшість випадків, при яких контамінація наражала пацієнта на значущий ризик, відбувалися за участю відносно малої кількості радіонуклідів, таких як фосфор-32, кобальт-60, стронцій-90, цезій-137, йод-131, йод-125, радій-226, уран-235, уран-238, плутоній-238, плутоній-239, полоній-210 й америцій-241.
Опромінення — це вплив іонізуючого випромінювання, але без участі радіоактивного матеріалу (тобто без забруднення).
Радіаційне опромінення може відбуватися без контакту джерела випромінювання (наприклад, радіоактивного матеріалу, рентгенівського апарату) з людиною. Коли джерело випромінювання вилучається або вимикається, опромінення припиняється.
Опромінюватися може все тіло або невелика ділянка тіла (наприклад, під час променевої терапії). Якщо доза є достатньо високою, опромінення всього тіла може призвести до системних симптомів і променевої хвороби. Опромінення невеликої ділянки тіла може призвести до місцевих ефектів. Променева терапія також може спричиняти пошкодження нормальних тканин біля цільової тканини.
Після опромінення люди не випромінюють радіацію (тобто не стають радіоактивними).
Джерела випромінювання
Джерела випромінювання можуть бути природними або штучними (див. таблицю Середньорічна доза радіаційного опромінення у Сполучених Штатах Америки).
Люди постійно піддаються низькому рівню природного радіації, що називається фоновим випромінюванням. Джерелом фонового випромінювання є космічне випромінювання та радіоактивні елементи у повітрі, воді та землі. Космічне випромінювання концентрується на полюсах магнітним полем Землі та ослаблюється атмосферою. Таким чином, його вплив на людей, які живуть на високих широтах, на великій висоті над рівнем моря (чи там і там), або під час авіаперельотів, є більш вираженим.
Земні джерела зовнішнього радіаційного випромінювання головним чином зумовлені наявністю радіоактивних елементів із періодами напіврозпаду, які порівнюються з віком Землі (~4,5 мільярда років). Зокрема, уран-238 і торій-232 разом з кількома десятками їхніх радіоактивних похідних і радіоактивний ізотоп калію (K-40) присутні в багатьох породах і мінералах.
Невелика кількість цих радіонуклідів міститься в їжі, воді та повітрі, і, таким чином, вносить свій внесок до внутрішнього опромінення, оскільки ці радіонукліди незмінно вбудовуються в організм. Більша частина дози вбудованих в організм радіонуклідів походить із радіоізотопів вуглецю (C-14) та калію (K-40). Оскільки ці та інші елементи (стабільні та радіоактивні форми) постійно поповнюються в організмі шляхом проковтування та вдихання, щосекунди в організмі радіоактивному розпаду піддаються приблизно 7000 атомів.
У Сполучених Штатах Америки на долю внутрішнього опромінення внаслідок вдихання радіоактивних ізотопів благородного газу радону (Rn-222 і Rn-220) припадає найбільша частка середньої природної дози радіації. Рідше джерелами радіаційного опромінення є космічне випромінювання, радіоактивні елементи в організмі та зовнішні земні джерела радіації (1, 2). Із природних джерел люди отримують середню ефективну дозу приблизно 3 мілізіверта (мЗв)/рік (діапазон ~0,5–20 мЗв/рік). Однак у деяких частинах світу люди отримують дозу > 50 мЗв/рік. Дози природного фонового опромінення надто низькі, щоб викликати променеві ураження.
У Сполучених Штатах Америки люди отримують в середньому близько 3 мЗв/рік з техногенних джерел, більшість з яких включає медичну візуалізацію. Якщо брати розрахунок на душу населення, то внесок у дозу опромінення від медичної візуалізації є найбільшим від КТ та ядерних кардіологічних процедур. Однак медичні діагностичні процедури рідко є джерелом доз, достатніх щоб викликати променеве ураження. До винятків можуть відноситися певні довготривалі флюороскопічно керовані інтервенційні процедури (наприклад, ендоваскулярна реконструкція, емболізація судин, радіочастотна абляція серця та пухлини), які призводили до ушкодження шкіри та підлеглих тканин. Існує невелике теоретичне підвищення ризику розвитку раку внаслідок достатнього опромінення від медичної візуалізації.
© Springer Science+Business Media
Дуже невелика частина середньої дози опромінення у розрізі суспільства виникає внаслідок радіаційних аварій і опадів після випробувань ядерної зброї. Аварії можуть відбуватися на промислових опромінювачах, джерелах промислової радіографії та ядерних реакторах. Ці аварії часто виникають внаслідок недотримання процедур безпеки (наприклад, обхід блокування).
Променеві ушкодження також спричинялися втраченими або викраденими медичними або промисловими джерелами, що містять велику кількість радіонукліду. Люди, які звертаються за медичною допомогою з приводу таких ушкоджень, можуть не здогадуватися про те, що вони піддавалися впливу радіації.
Ненавмисні викиди радіоактивних матеріалів виникали в тому числі на АЕС «Три-Майл-Айленд», штат Пенсильванія, у 1979 році, на Чорнобильському реакторі в Україні у 1986 році та на атомній електростанції «Фукусіма-Даїчі» в Японії у 2011 році (3, 4, 5).
Опромінення внаслідок аварії на «Три-Майл-Айленд» була мінімальним, оскільки не було порушення оболонки сховища, як це було в Чорнобилі, і не було вибуху водню, як це було на «Фукусімі». Люди, які проживали у межах 1,6 км від «Три-Майл-Айленд», отримали лише приблизно 0,08 мЗв (частина дози, яку отримує людина з природних джерел за місяць).
Однак 115 000 людей, які зрештою були евакуйовані із зони навколо Чорнобильської АЕС, отримали середню ефективну дозу приблизно 30 мЗв і середню дозу опромінення щитовидної залози близько 490 мГр. Люди, які працювали на Чорнобильській АЕС на момент аварії, отримали значно вищі дози. Понад 30 працівників АЕС та аварійно-рятувальних служб померли протягом декількох місяців після аварії, а у набагато більшої кількості людей була гостра променева хвороба. Низький рівень зараження від цієї аварії був виявлений в інших частинах Європі, Азії та навіть (у ще меншій мірі) у Північній Америці. Середня сумарна доза опромінення населення в різних постраждалих регіонах Білорусі, Росії та України протягом 20-річного періоду після аварії становила приблизно 9 мЗв.
Землетрус і цунамі в Японії в 2011 році призвели до викиду радіоактивного матеріалу у навколишнє середовище з декількох реакторів на атомній електростанції Фукусіма-Даїчі. Серйозних радіаційних уражень у працівників на об’єкті не було. Серед майже 400 000 жителів префектури Фукусіма розрахункова ефективна доза (за даними інтерв'ю та реконструктивного моделювання дози) становила < 2 мЗв у 95 % людей і < 5 мЗв у 99,8 % людей. Оцінки Всесвітньої організації охорони здоров’я були дещо вищими через навмисно більш консервативні припущення щодо експозиції. За оцінками, ефективна доза у префектурах, які безпосередньо не прилягають до префектури Фукусіма, становила від 0,1 до 1 мЗв, а доза у населення за межами Японії була вкрай незначною (< 0,01 мЗв).
Найбільш значущий вплив радіації на населення мав місце після детонації двох атомних бомб у Японії в серпні 1945 року, що призвело до близько 110 000 смертей від прямого ураження вибуховою та термічною хвилями. Значно менша кількість (< 1000) додаткових смертей внаслідок променево-індукованого раку була зареєстрована впродовж наступних років. Постійний контроль стану здоров’я тих, хто вижив, залишається одним із найважливіших джерел оцінок ризику виникнення променево-індукованого раку.
Хоча повідомлялося про декілька кримінальних випадків навмисного зараження осіб, радіаційного опромінення населення в результаті терористичної діяльності не відбулося, але занепокоєння щодо такої можливості залишається (див. також Радіологічна зброя). Можливий сценарій передбачає використання пристрою для зараження ділянки шляхом розпилення радіоактивної речовини (наприклад, цезію-137 або кобальту-60 із списаного радіотерапевтичного або промислового джерела). Радіологічний розсіюючий пристрій (РРП), який використовує звичайні вибухові речовини, називається брудною бомбою. До інших терористичних сценаріїв належать використання прихованого джерела випромінювання для опромінення нічого не підозрюючих людей великими дозами випромінювання, напад на ядерний реактор або зону для зберігання радіоактивних матеріалів, а також підрив ядерної зброї (наприклад, імпровізованого ядерного пристрою [ІЯП], викраденої зброї).
Середньорічна доза радіаційного опромінення у США*
Джерело | Ефективна доза (мілізіверти) |
|---|---|
Природні джерела випромінювання | |
Газ радон | 2,3 |
Інші земні джерела | 0,2 |
Сонячна та космічна радіація | 0,3 |
Природні внутрішні радіоактивні елементи | 0,3 |
Проміжний підсумок | 3,1 |
Техногенні джерела випромінювання (середня доза опромінення на одну людину) | |
Діагностична рентгенографія та ядерна медицина | 3,0 |
Споживчі товари | 0,1 |
Опади після випробувань зброї | < 0,01 |
Ядерна промисловість | < 0,01 |
Проміжний підсумок | 3,1 |
Загальна щорічна доза опромінення | 6,2 |
Інші джерела радіаційного випромінювання (середнє значення за дозою опромінення або процедурою) | |
Авіапереліт† | 0,001–0,014/годину польоту |
Стоматологічні рентгенограми | 0,005 |
Рентгенологічне дослідження органів грудної клітки (у передньо-задній проекції) | 0,02 |
Рентгенологічне дослідження органів грудної клітки (2 проекції: передньо-задня та бокова) | 0,1 |
Мамографія | 0,4 |
КТ голови | 2 |
КТ, тулуб (грудна клітка, живіт, таз) | 6–8 |
Барієва клізма | 8 |
Ядерна медицина (наприклад, остеосцинтиграфія) | 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. | |
† Рентгенівські пристрої для перевірки пасажирів не використовуються в США з 2014 року, але можуть використовуватися в інших країнах. У Сполучених Штатах Америки пристрої скринінгу пасажирів використовують міліметрові хвилі (ммВт), які є одним із видів неіонізуючого випромінювання. Ці ж частоти використовуються в бездротових телекомунікаційних установах 5G. | |
Довідкові матеріали
1. United States Environmental Protection Agency (EPA). Radiation Sources and Doses. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
2. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Radiation Emergencies: Radiation Thermometer. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
3. United States Nuclear Regulatory Commission. Backgrounder on the Three Mile Island Accident. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
4. International Atomic Energy Agency. The 1986 Chornobyl nuclear power plant accident. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
5. World Nuclear Association. Fukushima Daiichi Accident. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
Патофізіологія радіаційного опромінення та забруднення
Іонізуюче випромінювання може безпосередньо пошкоджувати ДНК, РНК і білки. Однак найчастіше пошкодження цих молекул є непрямим, викликаним високореактивними вільними радикалами, які утворюються внаслідок взаємодії випромінювання з внутрішньоклітинними молекулами води.
Великі дози радіації можуть спричиняти загибель клітин, а нижчі дози можуть впливати на ендогенні системи молекулярного відновлення, гомеостаз та проліферацію клітин. Пошкодження цих та інших клітинних компонентів може призводити до прогресуючої гіпоплазії тканини, атрофії та, врешті-решт, фіброзу. Проте знищення клітин, як таке, не може пояснити багато тканинних реакцій, оскільки ці реакції також залежать від складних подій, зокрема запальних, хронічних окислювальних та імунних реакцій, а також пошкодження судинної системи та позаклітинного матриксу.
Загалом, ранні реакції, такі як реакції з боку шкіри та шлунково-кишкового тракту, включають знищення стовбурових клітин / ранніх клітин-попередників, які підтримують зрілі функціональні клітини в тканині, а також запальні реакції.
Пізні реакції (наприклад, в легенях, нирках та головному мозку) включають складні та динамічні взаємодії між багатьма типами клітин в тканинах та органах і включають інфільтрацію імунними клітинами, вироблення цитокінів і факторів росту, часто в стійких, циклічних каскадах, а також хронічний окислювальний стрес.
Фактори, що впливають на відповідь
Біологічна відповідь на опромінення залежить від наступних факторів
Радіочутливість тканини
Доза опромінення
Швидкість отримання дози опромінення
Тривалість впливу
Ступінь запальної реакції
Вік
Супутні захворювання
Наявність хвороб, зумовлених генетичним дефектом репарації ДНК (наприклад, атаксія-телангіектазія, синдром Блума, анемія Фанконі)
Клітини та тканини відрізняються за радіочутливістю. В цілому, недиференційовані клітини та клітини з високою мітотичною активністю (наприклад, стовбурові клітини, ракові клітини) особливо вразливі до випромінювання. Оскільки випромінювання переважно знищує стовбурові клітини, які швидко діляться, а не стійкі зрілі клітини, зазвичай між радіаційним опроміненням та явним променевим ураженням є латентний період. Ураження не проявляється доти, доки значна частина зрілих клітин не відмирає в результаті природного старіння та, через втрату стовбурових клітин, не замінюється.
Чутливість клітин у приблизному порядку зменшення від найбільш до найменш чутливих
Лімфоїдні клітини
Статеві клітини
Проліферуючі клітини кісткового мозку
Епітеліальні клітини кишечника
Стовбурові клітини епідерміса
Печінкові клітини
Епітелій легеневих альвеол і жовчних ходів
Епітеліальні клітини нирок
Ендотеліальні клітини (плевра та очеревина)
Клітини сполучної тканини
Кісткові клітини
Клітини м'язів, головного та спинного мозку
Тяжкість променевого ураження залежить від дози та тривалості часу, протягом якого вона отримується. Висока, одноразова, швидка отримана доза є більш шкідливою, ніж та сама доза, що отримується протягом тижнів або місяців. Реакція на опромінення також залежить від площі ураженої частини тіла. Безсумнівним є значуще захворювання, а смерть є можливою після того, як увесь організм зазнав дії опромінення у дозі > 4,5 Гр протягом короткого проміжку часу (від кількох хвилин до кількох годин) (1). Однак організм може добре переносити дозу в десятки Гр, якщо вона отримується протягом тривалого періоду часу на малу ділянку тканини (наприклад, для лікування раку).
Чутливість до променевого ураження можуть підвищувати інші фактори. Діти більш чутливі до променевого ураження, тому що в них більша швидкість проліферації клітин. У дітей деякі органи та тканини, такі як мозок, кришталик ока та щитоподібна залоза, більш чутливі до опромінення, ніж у дорослих. У людей, які є гомозиготами за геном атаксії та телеангіектазії, спостерігається суттєво підвищена чутливість до променевого ураження. Чутливість до променевого ураження можуть підвищувати такі розлади, як системні ревматичні захворювання та діабет. Деякі лікарські препарати та хіміотерапевтичні засоби (наприклад, дактиноміцин, доксорубіцин, блеоміцин, 5-фторурацил, метотрексат) також можуть підвищувати чутливість до променевого ураження. Деякі хіміотерапевтичні препарати (наприклад, доксорубіцин, етопозид, паклітаксел, епірубіцин), антибіотики (наприклад, цефотетан), статини (наприклад, симвастатин) та рослинні препарати (наприклад, звіробій) можуть викликати запальну реакцію шкіри в місці попереднього опромінення (анамнестичний радіаційний феномен) від тижнів до років після опромінення в тому самому місці (2).
Канцерогенна, тератогенна та спадкова дія
Пошкодження генетичного матеріалу соматичних клітин радіацією може призводити до злоякісної трансформації. Внутрішньоутробне опромінення може призводити до тератогенних ефектів, а пошкодження статевих клітин підвищує теоретичну можливість виникнення спадкових генетичних дефектів.
Вважається, що тривале опромінення всього організму підвищує середній ризик смерті від раку протягом життя дорослого (3).
Ймовірність розвитку раку внаслідок звичайного контакту з випромінюванням (тобто фоновим випромінюванням та поширеними методами діагностичної візуалізації [див. Ризики іонізуючого випромінювання]) є значно меншою та може бути нульовою.
Оцінки підвищення ризику виникнення радіаційно-індукованих онкозахворювань в результаті типового низькодозового впливу на населення, що живе в безпосередній близькості від місця аварії реактора АЕС, такого як «Фукусіма», проводилися шляхом екстраполяції з введенням знижувального коефіцієнта для відомих ефектів набагато більших доз. Дуже малий результуючий теоретичний ефект був помножений на велику кількість населення для того, щоби побачити, чи може з'являтися насторожуюча кількість випадків додаткових смертей від онкологічних захворювань. Валідність таких екстраполяцій не може бути підтверджена, оскільки гіпотетичне збільшення ризику є занадто малим для виявлення в епідеміологічних дослідженнях, і не можна виключити того, що підвищений ризик розвитку раку внаслідок цього опромінення відсутній.
Діти є більш сприйнятливими до ризику розвитку променево-індукованого раку, оскільки в них в майбутньому відбуватиметься більша кількість клітинних поділів і матиме місце більш тривалий термін життя, протягом якого може проявлятися онкологічне захворювання. КТ органів черевної порожнини, виконана 1-річній дитині, оцінюється як збільшення розрахункового абсолютного ризику розвитку раку протягом життя приблизно на 0,1–0,2% (4).
Радіонукліди, які включені в певні тканини, потенційно є канцерогенними в цих ділянках (наприклад, аварія на Чорнобильському реакторі призвела до поглинання значної кількості радіоактивного йоду внаслідок споживання забрудненого молока із наступним збільшенням кількості випадків раку щитоподібної залози серед опромінених дітей).
Особливо чутливим до високодозового променевого ураження є плід. Однак при дозах < 100 мГр тератогенний вплив малоймовірний. Ризик для плода внаслідок опромінення при дозах, типових для візуалізуючих досліджень, які можуть проходити вагітні жінки, є дуже малим порівняно із загальним ризиком розвитку вроджених вад (від 2 до 6%, що спостерігаються при народженні) та потенційною діагностичною користю від такого обстеження. Підвищений ризик розвитку раку внаслідок впливу радіації в період внутрішньоутробного розвитку приблизно такий самий, як при радіаційному опроміненні дітей, ризик для яких приблизно у 2–3 рази вищий за ризик для дорослих, який становить 5%/Зв (5).
У плода опромінення понад 300 мГр протягом 8–15 тижнів після зачаття може спричинити зниження інтелекту (6).
Потенційні ризики від радіаційного опромінення вимагають ретельного зважування необхідності (або альтернативи) використання методів діагностичної візуалізації, що передбачають опромінення, з метою оптимізації дози випромінювання з урахуванням тілобудови та поставленого клінічного запитання, а також уважного ставлення до використання належних процедур радіаційного захисту, особливо у дітей та вагітних жінок.
Було показано, що пошкодження репродуктивних клітин спричиняє вроджені аномалії у потомства тварин, що отримали високу дозу опромінення. Однак спадковий вплив не було виявлено у дітей, чиї батьки піддавалися опроміненню, включаючи дітей, чиї батьки вижили після атомного бомбардування Японії, або дітей, чиї батьки отримували променеву терапію з приводу раку та вижили.
Довідкові матеріали щодо патофізіології
1. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Acute Radiation Syndrome: Information for Clinicians. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
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. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
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. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
5. National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Report No. 174 – Preconception and Prenatal Radiation Exposure: Health Effects and Protective Guidance (2013). Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
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
Симптоми та ознаки радіаційного опромінення та забруднення
Клінічні прояви залежать від того, чи радіаційному опроміненню піддається все тіло (гостра променева хвороба), чи воно обмежується невеликою частиною тіла (місцеве променеве ураження).
Гостра променева хвороба (ГПХ)
Після того як усе тіло або велика його частина отримують високу дозу проникаючого випромінювання, може розвинутися декілька різних синдромів:
Цереброваскулярний синдром
Шлунково-кишковий (ШК) синдром
Гемопоетичний синдром
Перебіг цих синдромів ділиться на 3 різні фази:
Продромальна фаза (від декількох хвилин до 2 днів після опромінення): можлива загальмованість та симптоми з боку шлунково-кишкового тракту (нудота, анорексія, блювання, діарея).
Латентна безсимптомна фаза (від декількох годин до 21 дня після експозиції)
Фаза явного системного захворювання (від декількох годин до > 60 днів після опромінення): хвороба класифікується за ураженням основної системи органів
Який синдром розвивається, наскільки він важкий і наскільки швидко він прогресує, залежить від дози опромінення (див. таблицю Вплив опромінення всього організму від зовнішніх джерел радіації або внутрішньої абсорбції). Симптоми та динаміка є досить послідовними для заданої дози радіації і таким чином можуть допомогти визначити величину радіаційного опромінення.
Цереброваскулярний синдром — домінуючий прояв надзвичайно високих доз опромінення всього організму (> 30 Гр), завжди закінчується смертю. Продром розвивається в межах від декількох хвилин до 1 години після опромінення. Латентна фаза є нетривалою або відсутня взагалі. У пацієнтів розвивається тремор, судоми, атаксія та набряк головного мозку, і вони помирають протягом кількох годин або 1–2 днів.
Шлунково-кишковий синдром є домінуючим проявом після опромінення всього організму дозою близько 6–30 Гр. Продромальні симптоми, часто виражені, виникають протягом приблизно 1 години та минають протягом 2 днів. Під час латентного періоду тривалістю від 4 до 5 днів відмирають клітини слизової оболонки ШКТ. Після загибелі клітин виникає невпинна нудота, блювання і діарея, які призводять до сильного зневоднення і електролітного дисбалансу, зниження об'єму плазми і судинного колапсу. Також може виникати некроз кишечника, що є сприяючим станом перфорації кишечника, бактеріємії та сепсису. Часто закінчується смертю. У пацієнтів, які отримали дозу > 10 Гр, можуть спостерігатися цереброваскулярні симптоми (що говорить про летальну дозу). В осіб, які вижили, також присутній гемопоетичний синдром.
Гемопоетичний синдром є домінуючою маніфестацією після опромінення всього організму дозою близько 1–6 Гр і складається з генералізованої панцитопенії. Незначний продром може початися через 1–6 годин та тривати від 24 до 48 годин. Кількість стовбурових клітини кісткового мозку суттєво падає, але зрілі клітини крові в кровотоці значною мірою не уражаються. Винятком є циркулюючі лімфоцити, тому протягом декількох годин або днів після опромінення може з'явитися явна лімфопенія. Оскільки клітини в кровотоці помирають від старіння, вони не заміщуються в достатній кількості, що призводить до панцитопенії. Таким чином, пацієнти залишаються безсимптомними протягом латентного періоду тривалістю до 4,5 тижнів після опромінення дозою 1 Гр, поки прогресує затримка гематопоезу. Ризик виникнення різних інфекцій підвищується внаслідок нейтропенії (найбільш вираженої через 2–4 тижні) та зменшеного вироблення антитіл. Петехії та кровотеча зі слизових оболонок виникають внаслідок тромбоцитопенії, яка розвивається протягом 3–4 тижнів і може зберігатися протягом місяців. Анемія розвивається повільно, оскільки вже наявні еритроцити мають більш тривалий термін життя, ніж лейкоцити та тромбоцити. У пацієнтів, які вижили, спостерігається підвищена частота виникнення променево-індукованого раку, включаючи лейкемію.
Вплив опромінення всього організму від зовнішніх джерел радіації або внутрішньої абсорбції
Фаза синдрому | Ознака | Діапазон дози (Гр)*, † | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
1–2 | 2–6 | 6–8 | 8–30 | > 30 | ||
Продром | Частота виникнення нудоти та блювання | 5–50% | 50–100% | 75–100% | 90–100% | 100% |
Час до появи нудоти та блювання після опромінення‡ | 2–6 годин | 1–2 години | 10–60 хвилин | < 10 хвилин | Хвилини | |
Тривалість нудоти та блювання | < 24 годин | 24–48 годин | < 48 годин | < 48 годин | Н/З (пацієнт помирає протягом < 48 годин) | |
Ступінь тяжкості й частота діареї | Немає | Від відсутності до легкого ступеня (< 10 %) | Від помірного до тяжкого ступеня (> 10 %) | Тяжкий ступінь (> 95 %) | Тяжкий ступінь (100%) | |
Час до появи діареї після опромінення | — | 3–8 годин | 1–3 години | < 1 години | < 1 години | |
Ступінь тяжкості й частота головного болю | Незначний | Легкий або помірний ступінь (50%) | Помірний ступінь (80%) | Тяжкий ступінь (80–90%) | Тяжкий ступінь (100%) | |
Час до появи головного болю після опромінення | — | 4–24 години | 3–4 години | 1–2 години | < 1 години | |
Тяжкість підвищення температури тіла | Афебрильний перебіг | Помірне підвищення | Від помірного до тяжкого підвищення | Тяжкий | Тяжкий | |
Частота підвищення температури тіла | — | 10–100% | 100% | 100% | 100% | |
Час до появи підвищення температури тіла після опромінення | — | 1–3 години | < 1 години | < 1 години | < 1 години | |
Функція центральної нервової системи | Порушення відсутні | Порушення когнітивної функції протягом 6–20 годин | Порушення когнітивної функції протягом > 24 годин | При більш високих дозах швидкий розвиток недієздатності Може бути світлий проміжок тривалістю декілька годин | Атаксія Судомні напади Тремор Загальмованість | |
Латентний період | Симптоми відсутні | 28–31 день | 7–28 днів | < 7 днів | Немає | Немає |
Розпал хвороби | Клінічні прояви | Незначна або помірна лейкопенія Втомлюваність Слабкість | Помірна або тяжка лейкопенія Пурпура Крововиливи Інфекція Втрата волосся після 3 Гр | Тяжка лейкопенія Висока температура тіла Діарея Блювання Головокружіння і дезорієнтація Гіпотензія Електролітний дисбаланс | Нудота Блювання Тяжка діарея Висока температура тіла Електролітний дисбаланс Шок | Н/З (пацієнт помирає протягом < 48 годин) |
Синдром домінуючої системи органів | Гемопоетична система | Гемопоетична система | Шлунково-кишковий тракт (клітини слизової) | Шлунково-кишковий тракт (клітини слизової) | Центральна нервова система | |
Госпіталізація | Амбулаторне спостереження | Від рекомендованої до необхідної | Термінова | Паліативне лікування (тільки симптоматичне) | Паліативне лікування (тільки симптоматичне) | |
Гостра смертність без медичної допомоги | 0–5% | 5–100% | 95–100% | 100% | 100% | |
Гостра смертність із медичною допомогою | 0–5% | 5–50% | 50–100% | 100% | 100% | |
Смерть | 6–8 тижнів | 4–6 тижнів | 2–4 тижні | 2 дні — 2 тижні | 1–2 дні | |
* 1 рад = 1 сГр; 100 рад = 1 Гр. | ||||||
† Опромінення всього організму дозою до ~1 Гр навряд чи може викликати будь-які симптоми. | ||||||
‡ Хоча час до початку блювання є швидким і недорогим методом оцінки дози опромінення, його слід використовувати з обережністю, оскільки він є неточним і має високу частоту хибно-позитивних результатів. Точність підвищує додаткова інформація, така як кількість лімфоцитів і подробиці про можливість впливу. | ||||||
За матеріалами Military Medical Operations Armed Forces Radiobiology Research Institute: Medical Management of Radiological Casualties, edition 3. June 2010. | ||||||
Променеве ураження шкіри — це ушкодження шкіри та підшкірних тканин внаслідок гострого опромінення в дозах всього 3 Гр (див. таблицю Місцеве променеве ураження). Променеве ураження шкіри може виникати поряд із гострою променевою хворобою або місцевим променевим ураженням, а ступінь його вираженості коливається від незначної транзиторної еритеми до некрозу. До відстрочених ефектів (> 6 місяців після експозиції) належать гіперпігментація та гіпопігментація, прогресуючий фіброз і дифузна телеангіектазія. Тонка атрофічна шкіра легко пошкоджується незначною механічною травмою. Опромінена шкіра наражається на підвищений ризик розвитку плоскоклітинної карциноми. Зокрема, слід враховувати можливість радіаційного опромінення у пацієнтів, у яких спостерігається болючий опік шкіри без ознак загоювання і без термічної травми в анамнезі.
Місцеве променеве ураження
Опромінення майже будь-якого органу може мати як гострі, так і хронічні побічні ефекти (див. таблицю Місцеве променеве ураження). У більшості пацієнтів ці побічні ефекти виникають внаслідок променевої терапії. До інших поширених джерел опромінення належать ненавмисний контакт з неекранованими харчовими опромінювачами, обладнанням для променевої терапії, обладнанням для рентгеноструктурного аналізу та іншими промисловими або медичними джерелами випромінювання, здатними створювати високі його потужності. Крім того, тривалий вплив рентгенівського випромінювання під час деяких інтервенційних процедур, які проводяться під контролем флюороскопії, може призвести до променевого ураження шкіри. Променевим ранам або виразкам для повного розвитку може знадобитися кілька місяців або років. У пацієнтів із тяжким променевим ураженням шкіри спостерігається сильний біль і часто вони вимагають хірургічного втручання.
Місцеве променеве ураження*
Опромінена тканина | Побічні ефекти |
|---|---|
Головний мозок | |
Серце та кровоносні судини | Біль у грудях, променевий перикардит, променевий міокардит |
Шкіра | Доза 2–4 Гр: транзиторна еритема Доза 4–5 Гр: транзиторна еритема, тимчасове випадіння волосся (в межах 2–3 тижнів після опромінення дозою > ~4 Гр) Доза 5–10 Гр: тривала еритема, можливо незворотна втрата волосся, суха десквамація (при опроміненні у дозі ближче до верхньої межі діапазону) Доза 10–15 Гр: суха десквамація (протягом 2–8 тижнів після опромінення) Доза 15–20 Гр: волога десквамація (протягом 2–4 тижнів після опромінення) Доза 15–25 Гр: утворення пухирів (протягом 2–3 тижнів після опромінення) Доза > 20 Гр: утворення виразок (протягом 2–3 тижнів після опромінення) Доза > 25 Гр: некроз (> 3 тижнів після опромінення) |
Статеві органи | Пригнічений сперматогенез, аменорея, зниження лібідо Порогова доза (~1% випадків) для стерильності:
|
Голова та шия | Мукозит, болюче ковтання, карцинома щитоподібної залози |
М'язова та кісткова тканина | Міопатія, неопластичні зміни, остеосаркома |
Очі | Доза > ~0,5 Гр: катаракта (через ~20-річний латентний період; чим вище доза та молодший вік при опроміненні, тим коротший латентний період) |
Легені | Гострий пневмоніт Фракційне опромінення у дозах > 30 Гр: інколи летальне (LD-50 > 10 Гр при одноразовому високодозовому опроміненні) Легеневий фіброз |
Нирки | Зниження ШКФ, зниження функції ниркових канальців Високі дози (після латентного періоду тривалістю 6 місяців — 1 рік): протеїнурія, ниркова недостатність, анемія, гіпертензія Кумулятивна доза > 20 Гр протягом < 5 тижнів: променевий фіброз, олігурична ниркова недостатність |
Спинний мозок | Доза > 50 Гр: мієлопатія |
Плід | Обмеження росту, вроджені вади розвитку, вроджені порушення метаболізму, смерть плода Доза < 0,1 Гр: відсутність значного впливу Ризик розвитку раку в майбутньому приблизно такий самий, як і ризик для дитини: ~10–15% на Гр |
Автори від імені ICRP, Stewart FA, Akleyev AV, et al. Публікація ICRP 118: Заява ICRP щодо тканинних реакцій та ранніх і пізніх ефектів радіації в нормальних тканинах і органах — порогові дози для тканинних реакцій у контексті радіаційного захисту. Ann ICRP. 2012;41(1-2):1-322. doi:10.1016/j.icrp.2012.02.001 ШКФ — швидкість клубочкової фільтрації; Гр — грей; LD-50 — доза, за очікуваннями летальна для 50 % пацієнтів. | |
* Зазвичай внаслідок променевої терапії. | |
Діагностика радіаційного опромінення та забруднення
Симптоми, ступінь тяжкості та затримка виникнення симптомів
Серійна абсолютна кількість лімфоцитів і рівень амілази в сироватці
Діагноз визначається за даними анамнезу щодо опромінення, симптомами та ознаками, а також результатами лабораторних досліджень. Дебют, динаміка перебігу та тяжкість симптомів можуть допомогти визначити дозу опромінення і, таким чином, допомогти відсортувати пацієнтів за ймовірними наслідками. Однак деякі продромальні симптоми (наприклад, нудота, блювання, діарея, тремор) не є специфічними, і слід враховувати інші причини, крім опромінення. У багатьох пацієнтів, які не отримали достатньої дози випромінювання для розвитку гострої променевої хвороби, можуть бути подібні неспецифічні симптоми, особливо після терористичного акту або аварії на реакторі, коли рівень тривожності високий.
Після гострого опромінення виконується загальний аналіз крові (ЗАК) з підрахунком лейкоцитарної формули та розрахунком абсолютної кількості лімфоцитів. Він повторюється через 24, 48 та 72 години після опромінення з метою визначення початкової дози опромінення та прогнозу (див. таблицю Зв'язок між абсолютною кількістю лімфоцитів, дозою опромінення та прогнозом). Співвідношення між дозою та кількістю лімфоцитів може бути порушене наявністю фізичної травми, яка може призводити до міграції лімфоцитів з інтерстиціальних просторів у судинну систему, збільшуючи тим самим кількість лімфоцитів (1, 2). Таке стресове збільшення є тимчасовим і зазвичай минає протягом 24–48 годин після фізичної травми. Це тимчасове підвищення кількості лімфоцитів може свідчити про хибно оптимістичний прогноз, поки кількість лімфоцитів не знизиться. Загальний аналіз крові повторюється щотижня для моніторингу активності кісткового мозку та, за необхідності, спираючись на клінічний перебіг хвороби. Рівень амілази в сироватці зростає залежно від дози, починаючи через 24 години після значного опромінення, тому його вимірюють на вихідному рівні та щодня після цього. Інші лабораторні дослідження проводяться за умови їх доцільності:
Рівень С-реактивного білка (СРБ): рівень СРБ збільшується з дозою опромінення, за його допомогою можливо розрізняти пацієнтів з мінімальним та тяжким опроміненням.
Рівень цитруліну в крові: зниження рівня цитруліну свідчить про пошкодження шлунково-кишкового тракту.
Рівні fms-подібної тирозинкінази-3 (FLT-3) у крові: FLT-3 є маркером пошкодження системи кровотворення.
Інтерлейкін-6 (ІЛ-6): цей маркер запалення збільшується при вищих дозах радіації.
Кількісне визначення гранулоцитарного колонієстимулюючого фактора (Г-КСФ): рівні підвищуються при вищих дозах радіації.
Цитогенетичні дослідження з коефіцієнтом надмірної дисперсії: ці дослідження використовуються для оцінки часткового опромінення організму.
Зв'язок між абсолютною кількістю лімфоцитів у дорослих через 48 годин, дозою опромінення*,†, і прогнозом
Найнижча абсолютна кількість лімфоцитів (клітин/мл) | Доза опромінення (Гр) | Прогноз |
|---|---|---|
>1500 (здорові дорослі)‡ (> 1,5 × 109/л) | 0,0–0,4 | Чудовий |
1000–1499 (1–1,499 × 109/л) | 0,5–1,9 | Хороший |
500–999 (0,5–0,999 × 109/л) | 2,0–3,9 | Посередній |
100–499 (0,1–0,499 × 109/л) | 4,0–7,9 | Поганий |
< 100 (< 0,1 × 109/л) | ≥ 8,0 | Майже завжди смертельний |
* Опромінення всього організму (приблизна доза). | ||
† Наведена у цій таблиці залежність «доза-відповідь» щодо абсолютної кількості лімфоцитів може бути порушена супутньої фізичною травмою. Стресова відповідь на фізичну травму супроводжується загальним лейкоцитозом у периферичній крові та різними змінами у лейкоцитарній формулі та субпопуляціях лімфоцитів. | ||
‡ У дітей зазвичай спостерігається більш висока кількість лімфоцитів, що зменшується з віком з медіаною від 4600/мл (4,6 × 109/л) у віці 0–2 років до 3100/мл (3,1 × 109/л) у віці 2–6 років і 2300/мл (2,3 × 109/л) у віці 7–17 років. | ||
За матеріалами 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 | ||
Радіоактивне забруднення
При підозрі на забруднення необхідно обстежити все тіло із використанням тонковіконного детектора Гейгера-Мюллера, під'єднаного до вимірювального пристрою (лічильника Гейгера), щоб визначити місце та ступінь зовнішнього забруднення. Крім того, для виявлення можливого внутрішнього забруднення ніздрі, вуха, рот та рани протирають вологими тампонами, які потім перевіряються лічильником. Якщо є підозра на внутрішнє забруднення, слід також провести аналіз сечі, калу та блювотних мас на радіоактивність.
Довідкові матеріали щодо діагностики
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
Лікування радіаційного опромінення та забруднення
Першочергове лікування тяжких травматичних ушкоджень або захворювань, що загрожують життю
Мінімізація радіаційного опромінення та забруднення медичних працівників
Лікування зовнішнього та внутрішнього забруднення
Іноді специфічні заходи для певних радіонуклідів
Запобіжні заходи щодо порушень імунної системи та їх лікування
Мінімізація запальної реакції
Симптоматичне лікування
Радіаційне опромінення може супроводжуватися фізичними ушкодженнями (наприклад, від опіку, вибуху, падіння). Супутня травма становить більшу безпосередню загрозу для життя, ніж радіаційне опромінення, і її слід лікувати негайно (див. Підхід до ведення пацієнта з травмою: оцінка та лікування). Травматологічна реанімація серйозно постраждалого має пріоритет перед знезараженням і не повинна затримуватися через очікування спеціального обладнання та персоналу для проведення дезактивації та деконтамінації. Стандартні універсальні запобіжні заходи, які зазвичай використовуються при лікуванні травм, забезпечують належний захист бригади інтенсивної терапії.
Цінні поради та підводні камені
|
Лікування гострої променевої хвороби (ГПХ)
Синдром | Рекомендація та її міцність* |
|---|---|
Гемопоетична система | Г-КСФ (гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор) або ГМ-КСФ (гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулюючий фактор), якщо абсолютна кількість нейтрофілів (АКН) становить < 0,5 × 109 клітин/л (↑) Еритропоетини у пацієнтів з тривалою анемією (↓) Гемопоетичні стовбурові клітини після 2–3-тижневого лікування цитокінами з метою індукування відновлення після аплазії кісткового мозку за відсутності недостатності негемопоетичних органів (↓) |
Шлунково-кишковий | Фторхінолон або подібний антибіотик через 2–4 дні після опромінення (↓) Дезінфекція кишечника та парентеральні антибіотики за наявності показань (↓) З метою профілактики антагоніст серотонінових рецепторів при підозрі на опромінення в дозі > 2 Гр (↓) Лоперамід за необхідності для контролю діареї (↓) |
Шкірний | Кортикостероїди II–III класу для місцевого застосування, антибіотики для місцевого застосування та антигістамінні препарати для місцевого застосування, які наносяться на променеві опіки, виразки або пухирі (↑) Системні кортикостероїди при променевих опіках, виразках або некрозі за відсутності конкретних показань до застосування системних кортикостероїдів (сильні докази проти застосування методики) Хірургічне висічення виразок або обмежених ділянок некрозу, які супроводжуються неконтрольованим болем, із наступною трансплантацією шкіри (↑) |
Нейроваскулярний | Підтримуюче лікування антагоністами серотонінових рецепторів, манітолом, фуросемідом та анальгетиками (↑) |
Реанімація | Замісна терапія рідинами та електролітами, а також седативні засоби у пацієнтів зі значними опіками, гіповолемією та/або шоком (↑) Штучна вентиляція зі стратегією захисту легень у пацієнтів з гострою дихальною недостатністю (↑) Селективна деконтамінація ротоглотки або селективна деконтамінація травного тракту (↓) Підтримка середнього рівня глюкози в крові від 140 до 180 мг/дл (7,8–10 ммоль/л) у більшості пацієнтів, що потребують інтенсивної терапії (↓) Блокатор H2-рецепторів або інгібітор протонної помпи (↓) |
* Сила рекомендації на користь тої чи іншої методики: ↑ — сильна; ↓ — слабка | |
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 | |
Підготовка
У рамках планів підготовки до надзвичайних ситуацій лікарні повинні мати протоколи та навчений персонал для роботи з пацієнтами, в яких має місце забруднення небезпечними матеріалами, включаючи радіоактивні матеріали. Регулюючі та акредитаційні органи (наприклад, державні департаменти охорони здоров’я або Зведена комісія в Сполучених Штатах Америки) часто зобов’язують мати такі плани.
Якщо це можливо, поверхні у зоні лікування слід накривати пластиковою плівкою, щоб полегшити дезактивацію приміщення. Ця підготовка ніколи не повинна мати перевагу над проведенням медичних процедур стабілізації. Контейнери для відходів (позначені маркуванням «Увага, радіоактивні матеріали»), контейнери для зразків та лічильники Гейгера повинні бути легкодоступними. Усе обладнання, яке контактувало з кімнатою або пацієнтом (включаючи обладнання швидкої допомоги), повинно залишатися ізольованим до підтвердження відсутності забруднення. Винятком є ситуація з масовим ураженням, під час якої незначно забруднене критичне обладнання, таке як гелікоптери, транспорт швидкої допомоги, травматологічні кабінети, а також рентгенологічні, КТ та хірургічні відділення, слід швидко деконтамінувати та відновити їх роботу.
Персонал, залучений до лікування або транспортування пацієнта, повинен дотримуватися стандартних запобіжних заходів, користуватися шапочками, масками, халатами, рукавичками та бахілами. Використане спорядження слід помістити в спеціально позначені мішки або контейнери. Для контролю радіаційного опромінення слід використовувати дозиметрові значки. З метою мінімізації опромінення персонал може працювати позмінно, а вагітні працівниці не повинні допускатися у зону лікування.
Оскільки від більшості контамінованих пацієнтів очікується лише невисокий рівень випромінювання, медичний персонал, який надає допомогу типовим пацієнтам, навряд чи отримає дози, що перевищують професійний ліміт (0,05 Зв/рік) (1). Навіть у крайньому випадку, працюючи з опроміненими під час аварії Чорнобильського ядерного реактора постраждалими у лікарні, медичний персонал отримав дозу < 0,01 Зв. Декілька авторитетних джерел дозволяють припустити, що доза до 0,5 Гр може вважатися прийнятним ризиком для рятувальної діяльності.
Ідентифікація забруднення
Виявлення радіоактивного забруднення на пацієнтах має вести до їх ізоляції у спеціально призначеному для цього місці (якщо це можливо реалізувати), знезараження та повідомлення фахівця з радіаційної безпеки лікарні, органів охорони здоров’я, груп, що працюють з небезпечними матеріалами, та правоохоронних органів у визначеному порядку для дослідження джерела радіоактивності.
Зовнішнє забруднення слід визначати шляхом сканування за допомогою дозиметра, що підходить для пацієнтів із ймовірним забрудненням радіоактивним матеріалом (наприклад, лічильник Гейгера) (2).
Зовнішня деконтамінація
Типова послідовність та пріоритети
Видалення одягу та зовнішніх забруднень
Деконтамінація ран перед деконтамінацією непошкодженої шкіри
Першочергове очищення найбільш контамінованих ділянок
Використання дозиметра для моніторингу прогресу знезараження
Деконтамінацію продовжують доти, доки забруднення не зменшиться до рівня, нижчого за 2–3-разові показники фонового випромінювання, або доки показники забруднення між спробами деконтамінації не продемонструють відсутність значущого зниження.
Одяг видаляється обережно, щоб звести до мінімуму поширення забруднення, та поміщається в марковані контейнери. Видалення одягу усуває приблизно 90 % зовнішнього забруднення. Сторонні предмети слід вважати забрудненими, поки не їх перевірять за допомогою дозиметра.
Забруднені рани знезаражують перед інтактною шкірою. Їх промивають фізіологічним розчином і обережно очищують хірургічною губкою. За наявності залишкового забруднення після декількох спроб очищення може бути здійснена мінімальна санація країв рани. Санацію за межами рани проводити не потрібно. Однак наявні радіоактивні уламки можуть мати дуже високі показники радіаційного випромінювання, тому їх слід видалити за допомогою довгого затискача або подібного пристрою та помістити в свинцевий контейнер.
Забруднену шкіру та волосся промивають теплою водою з м'яким миючим засобом, доки дозиметр не покаже рівні, нижчі за 2–3-разові показники звичайного фонового випромінювання, або доки послідовні промивання не продемонструють відсутність значущого зниження рівнів забруднення. Усі рани під час миття накривають, щоб запобігти потраплянню в них радіоактивного матеріалу. Обробка може бути інтенсивною, але не повинна ушкоджувати шкіру. На нігті і шкірні складки зазвичай потрібно звертати особливу увагу. Волосся, на якому залишається забруднення, зрізають ножицями або електричними машинками для стрижки. Гоління слід уникати. Стимуляція виділення поту (наприклад, вдягання гумової рукавиці на забруднену руку) може допомогти видалити залишкове забруднення шкіри.
Опіки промивають лагідно, а не труть, оскільки тертя може посилити ушкодження. Подальші зміни пов'язки допомагають усунути залишкове забруднення.
Деконтамінація не потрібна пацієнтам, які зазнали опромінення зовнішнім джерелом та не були забруднені.
Внутрішня деконтамінація
Радіоактивний матеріал, який потрапив у шлунково-кишковий тракт, необхідно негайно видалити шляхом стимулювання блювоти або промивання, якщо експозиція відбулася недавно. При пероральному забрудненні показане часте промивання ротової порожнини фізіологічним розчином або розведеним перекисом водню. Деконтамінацію забруднених очей слід виконувати, спрямовуючи струмінь води або фізіологічного розчину назовні в напрямку від носа, щоб запобігти забрудненню носослізної протоки.
Терміновість і важливість використання більш специфічних заходів лікування залежить від типу та кількості радіонукліду, його хімічної форми та метаболічних характеристик (наприклад, розчинності, спорідненості до певних органів-мішеней), шляху забруднення (наприклад, вдихання, заковтування, контамінація ран), а також ефективності терапевтичного методу. Рішення щодо лікування внутрішнього забруднення вимагає знання потенційних ризиків. Рекомендується консультація зі спеціалістом (наприклад, Центри з контролю та профілактики захворювань [CDC]: надзвичайні ситуації зумовлені радіацією: клінічні рекомендації та ресурси для спеціалістів, Центр надання невідкладної допомоги / навчальний центр з надзвичайних ситуацій, викликаних впливом радіації [REAC/TS] у Сполучених Штатах Америки, Міжнародне агентство з атомної енергії: центр інцидентів та надзвичайних ситуацій).
Методи видалення радіоактивних забруднень (3) з організму (декорпорація) включають наступне
Насичення органу-мішені (наприклад, калію йодидом [KI] для ізотопів йоду) (див. Медична допомога при надзвичайних ситуаціях, викликаних впливом радіації від Міністерства охорони здоров'я та соціального забезпечення США: керівництво з діагностики та лікування для медичних працівників)
Хелатування в місці потрапляння або в рідинах організму з подальшим швидким виведенням (наприклад, диетиленетриамінпентаоцтова кислота [ДТПК] кальцію або цинку для америцію, каліфорнію, плутонію та ітрію)
Прискорення метаболічного циклу радіонукліда шляхом ізотопного розведення (наприклад, вода для водню-3)
Преципітація радіонукліда у просвіті кишечника з подальшою екскрецією калу (наприклад, розчини кальцію або алюмінію фосфату для стронцію-90)
Іонообмін у шлунково-кишковому тракті (наприклад, берлінська лазур для цезію-137, рубідію-82, талію-201)
Оскільки серйозна аварія на ядерному реакторі, при якій відбувається викид продуктів розпаду в навколишнє середовище, може піддавати великі групи людей впливу радіоактивного йоду, декорпорація з використанням калію йодиду для перорального застосування вивчалася дуже ретельно (4). Калію йодид насичує йодні рецептори щитовидної залози. Декорпорація пероральним калію йодидом запобігає поглинанню залозою радіоактивного йоду, який є основною причиною захворюваності. Калію йодид ефективний у > 95 % випадків при застосуванні в оптимальний час (за 1 годину до експозиції). Однак ефективність значно знижується з часом (ефективність ~80% через 2 години після експозиції, а прийом більше ніж через 24 години після експозиції не забезпечує захисту). Калію йодид можна приймати у вигляді таблеток або у вигляді перенасиченого розчину (доза: дорослі та діти з масою тіла > 68 кг — 130 мг; вік 3–18 років [< 68 кг] — 65 мг; вік 1–36 місяців — 32 мг; вік < 1 місяця — 16 мг). Ця сполука ефективна лише у щодо внутрішнього зараження радіоактивними ізотопами йодиду і не має переваг при внутрішньому забрудненні будь-якими іншими радіоактивними елементами. Більшість інших лікарських препаратів, які використовуються для декорпорації, є значно менш ефективними та знижують отриману пацієнтом дозу опромінення лише на 25–75 %. Протипоказаннями до застосування калію йодиду є алергії на йод і певні ураження шкіри, пов’язані з чутливістю до йоду (наприклад, герпетиформний дерматит, уртикарний васкуліт).
Специфічне лікування
За необхідності надається підтримуюча терапія, яка включає лікування шоку та гіпоксії, а також полегшення болю та тривоги. Для контролю судом часто необхідні бензодіазепіни (наприклад, лоразепам), для контролю блювання — протиблювотні засоби (наприклад, метоклопрамід, прохлорперазин, ондансетрон), а для лікування діареї — пероральні протидіарейні засоби (наприклад, каолін/пектин, лоперамід).
Специфічного лікування цереброваскулярного синдрому немає. Він є абсолютно смертельним, допомога повинна бути спрямована на забезпеченні пацієнту комфорту.
Шлунково-кишковий синдром лікується агресивною інфузійною реанімацією та відновленням електролітів. Щоби забезпечити спокій кишечнику слід розпочати парентеральне харчування. Пацієнтам із підвищенням температури тіла слід негайно розпочати терапію антибіотиками широкого спектру дії (наприклад, фторхінолонами). Найбільш ймовірною причиною смерті залишається септичний шок внаслідок генералізованої інфекції.
Лікування гемопоетичного синдрому подібне до лікування гіпоплазії і панцитопенії кісткового мозку з будь-якої причини. Для лікування анемії та тромбоцитопенії слід проводити трансфузії препаратів крові, а гемопоетичні фактори росту (гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор і гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулюючий фактор) застосовують при абсолютній кількості нейтрофілів < 0,5 × 109клітин/л (< 500 клітин/мм3). Для лікування нейтропенії та нейтропенічної лихоманки слід призначати антибіотики широкого спектру дії (див. Лікування нейтропенії та лімфопенії) (5). Пацієнти з нейтропенією також повинні знаходитися у зворотній ізоляції. При опроміненні всього організму в дозі > 4 Гр вірогідність відновлення кісткового мозку низька, і слід якомога швидше ввести гемопоетичні фактори росту. Для лікування мієлосупресії, викликаної опроміненням, можна використовувати філграстим. Трансплантація кровотворних клітин має обмежений успіх, але при дозі опромінення від > 7 і до 10 Гр слід розглянути її доцільність.
Корисним може бути застосування цитокінів (5). Рекомендованими лікарськими препаратами та дозами є:
Філграстим (гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор [Г-КСФ]) підшкірно вводиться якомога швидше після підозрюваного або підтвердженого опромінення у дозах більше 2 Гр
Сарграмостим (гранулоцитарний макрофагальний колонієстимулюючий фактор [ГМ-КСФ]) підшкірно
Пегфілграстим (пегільований Г-КСФ) підшкірно
Променеві рани або виразки, які не загоюються задовільно, можна відновити шляхом трансплантації шкіри або інших хірургічних процедур.
Окрім регулярного контролю для виявлення ознак певних захворювань (наприклад, офтальмологічне обстеження на предмет катаракти, дослідження функції щитоподібної залози на предмет захворювань щитоподібної залози), ніякого спеціального моніторингу, скринінгу або лікування з приводу ушкодження конкретного органу або для виявлення раку немає.
Довідкові матеріали щодо лікування
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. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
3. US Department of Health and Human Services. Managing Internal Radiation Contamination. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
4. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Radiation Emergencies; Potassium Iodide (KI). Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
5. Armed Forces Radiobiology Research Institute (AFRRI). Medical Management of Radiological Casualties Handbook. 5th ed. Bethesda, MD: AFRRI; 2023 Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
Прогноз при радіаційному опроміненні та забрудненні
Без медичної допомоги LD-50/60 (доза, за очікуваннями летальна для 50 % пацієнтів протягом 60 днів) для опромінення всього організму становить приблизно 3 Гр. Опромінення дозою > 6 Гр майже завжди є смертельним. Час до смерті зменшується з підвищенням дози. Смерть у пацієнтів із цереброваскулярним синдромом може виникати протягом періоду від кількох годин до кількох днів, а у пацієнтів із шлунково-кишковим синдромом — зазвичай від 2 днів до кількох тижнів. У пацієнтів з гемопоетичним синдромом смерть може статися протягом 4–8 тижнів через вторинну інфекцію або масивну кровотечу.
Коли доза опромінення становить < 6 Гр, виживання можливе і зворотно пропорційне загальній дозі. Пацієнти, які отримали опромінення всього організму в дозах < 2 Гр, мають повністю одужати протягом 1 місяця, хоча можливі віддалені наслідки (наприклад, рак).
За умови надання медичної допомоги LD-50/60 становить 6 Гр. Окремі пацієнти виживають після опромінення в дозах аж до 10 Гр. Значущі супутні захворювання, ушкодження та опіки погіршують прогноз.
Профілактика радіаційного опромінення та забруднення
Захист від радіаційного опромінення забезпечується наступними заходами:
Уникнення забруднення радіоактивним матеріалом
Мінімізація тривалості впливу
Максимізація відстані від джерела випромінювання
Екранування джерела
Ці принципи можуть бути застосовані до радіаційного опромінення в медицині, а також до аварій на виробництві та терористичних актів з радіаційним опроміненням.
Профілактика радіаційного опромінення та забруднення в пацієнтів
Під час променевої терапії, наскільки це можливо, слід захищати свинцевим екраном частини тіла, які знаходяться поблизу, але не є мішенню терапевтичної процедури. Проте екранування статевих органів під час діагностичної рентгенографії або комп’ютерної томографії більше не рекомендовано (1, 2). Було визначено, що екранування може заважати діагностичній візуалізації, потенційно закриваючи критичні ділянки тіла, призводячи до повторних обстежень, що ненавмисно може ставати причиною більш високої дози опромінення, отриманої під час візуалізуючого дослідження. Крім того, основним джерело опромінення органів, прилеглих до поля візуалізації, є внутрішнє розсіювання рентгенівських променів із тканин у полі візуалізації (1, 3–5).
Профілактика радіаційного опромінення та забруднення в медичного персоналу
Медичний персонал, який регулярно піддається впливу джерел випромінювання, повинен дотримуватися процедур, щоб мінімізувати тривалість впливу, максимізувати відстань від джерела випромінювання та носити відповідне екранування.
Хоча екранування персоналу свинцевими фартухами або комерційно доступними прозорими екранами ефективно зменшує вплив низькоенергетичних розсіяних рентгенівських променів під час діагностичних та інтервенційних візуалізуючих досліджень, ці фартухи та екрани практично неефективні щодо зменшення впливу високоенергетичних гамма-променів, джерелом яких є радіонукліди, що, ймовірно, будуть використані при терористичному акті або будуть викинуті в оточуюче середовище в разі аварії на ядерній електростанції. У таких випадках заходи, які можуть звести до мінімуму дозу опромінення, включають використання стандартних запобіжних заходів, проведення деконтамінації та дотриманням дистанції від контамінованих пацієнтів тоді, коли їм активно не надається допомога.
Увесь персонал, який працює навколо джерел випромінювання, має носити індивідуальні дозиметри, якщо вони піддаються ризику отримати дозу опромінення > 10 % від максимально допустимої дози на робочому місці (0,05 Зв) (6). Індивідуальні електронні дозиметри допомагають контролювати сумарну дозу, отриману під час інциденту.
Реагування громадськості
Після широкомасштабного високорадіоактивного забруднення навколишнього середовища внаслідок аварії на ядерній електростанції або навмисного викиду радіоактивного матеріалу доза опромінення може бути зменшена будь яким із наступних шляхів
Використання сховища на місці
Евакуація із забрудненої зони
Якої рекомендації дотримуватися, залежить від багатьох змінних, що стосуються конкретної події, зокрема:
Час, який минув після первинного викиду радіоактивного матеріалу
Чи викиди зупинилися або продовжуються
Погодні умови
Наявність та тип сховища
Умови евакуації (наприклад, дорожній рух, наявність транспорту)
Послідовні та стислі повідомлення від органів охорони громадського здоров’я можуть допомогти зменшити кількість непотрібних панічних візитів до відділення невідкладної допомоги від людей з низьким рівнем ризику, тим самим запобігаючи перевантаженню відділень невідкладної допомоги. Такий план доведення інформації повинен бути розроблений до виникнення будь-якої події. Рекомендується створити план зниження попиту на ресурси відділення невідкладної допомоги, запропонувавши альтернативне місце для надання першої допомоги, деконтамінації та консультування людей без невідкладних медичних проблем.
Посадові особи органів охорони здоров'я мають рекомендувати громадськості дотримуватись порад місцевих посадових осіб органів охорони здоров'я, що передаються через системи сповіщення про надзвичайні ситуації. Якщо людина має сумніви, то найкращим варіантом є використання сховища на місці, поки не з’явиться додаткова інформація. Якщо рекомендується скористатися сховищем, краще використовувати центр бетонної або металевої споруди вище або нижче поверхні землі (наприклад, у підвалі). Якщо подією є вибух ядерної зброї, слід сховатися на місці настільки швидко, наскільки можливо знайти надійне сховище на перші декілька годин після вибуху, а потім дотримуватися поряд працівників місцевої аварійно-рятувальної служби.
Профілактичні лікарські препарати
Люди, які живуть у межах 16 км (10 миль) від ядерної електростанції, повинні мати доступ до таблеток калію йодиду у випадку, якщо на електростанції має місце викид радіоактивного йоду, який є побічним продуктом поділу. Йодид калію допомагає запобігти поглинанню радіоактивного йоду щитовидною залозою (7). Ці таблетки можна отримати в місцевих аптеках та деяких державних органах охорони здоров’я.
Було показано, що радіопротекторні препарати, як-от тіолові сполуки з властивостями захоплення вільних радикалів, знижують смертність при застосуванні до або під час опромінення у пацієнтів, що отримують хіміотерапію та/або променеву терапію. Щоби продемонструвати їх користь при немедичному радіаційному опроміненні (наприклад, під час аварій на атомних електростанціях) необхідні додаткові дослідження.
Аміфостин є потужним ін'єкційним радіозахисним засобом. Він застосовується в клінічних умовах для профілактики ксеростомії у пацієнтів, які отримують променеву терапію. Побічні ефекти включають нудоту та блювання, гіпотензію та зниження рівня кальцію в сироватці. Вплив цього лікарського препарату на дитину в утробі матері може викликати появу вроджених вад (8).
Паліфермін, фактор росту епітелію шкіри та слизових оболонок, є модифікованою версією природного людського білка під назвою «фактор росту кератиноцитів» (KGF), який виготовляється в лабораторії (див. Управління з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США: паліфермін). Він використовується для зниження ймовірності розвитку тяжкого мукозиту та скорочення тривалості мукозиту у пацієнтів, які отримують високі дози хіміотерапії та опромінення з подальшою консервацією стовбурових клітин. Паліфермін може взаємодіяти з гепарином, тому внутрішньовенні катетери перед введенням паліферміну та після нього слід промивати фізіологічним розчином. До побічних ефектів належать висип, панкреатит, підвищення температури тіла та периферичний набряк. Вплив цього лікарського препарату на дитину в утробі матері може викликати появу вроджених вад.
Довідкові матеріали щодо профілактики
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 Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
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 Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
3. American Association of Physicists in Medicine. Publications: Medical Physics Practice Guidelines. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
4. American College of Radiology. Patient Gonadal and Fetal Shielding Education Module. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
5. American College of Radiology. NCRP Recommends Against Routine Gonadal Shielding. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
6. United States Code of Federal Regulations Title 10. Energy § 10,20.1502 Conditions requiring individual monitoring of external and internal occupational dose. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
7. United States Code of Federal Regulations Title 10. Energy § 10,50.47 Emergency plans. Доступ здійснено 2 січня 2025 р.
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