CC BY
171
Радиационные риски медицинского облучения
Иванов В.К., Цыб А.Ф., Метлер Ф.А.1, Меняйло А.Н., Кащеев В.В.
ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России, Обнинск;
1 Отдел радиологии и ядерной медицины, Служба здравоохранения Нью-Мексико, США
В связи с широким практическим использованием современных рентгенорадиологических исследований большое значение приобретает вопрос об оценке возможных отдаленных неблагоприятных радиологических эффектов (возможных дополнительных онкологических заболеваний). Поскольку окончательное решение о пользе этих процедур принимает лечащий врач, крайне важно обеспечить его объективной информацией о возможных радиационных рисках для конкретного пациента. В представленной работе на основе современных моделей (МКРЗ, Публикация 103) разработаны универсальные эпидемиологические таблицы для оценки радиационного риска с учетом индивидуальных характеристик пациента. Приводится пример расчёта радиационных рисков при планировании процедуры компьютерной томографии.
Ключевые слова: радиационный риск, медицинское облучение, радиологические
эффекты, универсальные эпидемиологические таблицы, компьютерная томография.
В Публикации 103 МКРЗ отмечается (п. 328): «...вся ответственность за медицинское облучение пациента лежит на враче, поэтому он должен быть проинформирован о рисках и пользе тех процедур, которые он назначает» [12]. В принятых в России в 2010 г. «Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010)» подчеркивается (п. 4.17), что «.рентгенорадиологические диагностические или лечебные процедуры, связанные с облучением пациентов, проводятся только по назначению лечащего врача и с согласия пациента, которому предварительно разъясняют пользу от предложенной процедуры и связанный с ней риск для здоровья. Окончательное решение о проведении соответствующей процедуры принимает врач» [1].
Таким образом, в ведущих международных и национальных современных документах обозначен выраженный подход в области применения на практике рентгенорадиологических лечебно-диагностических процедур в терминах «польза-риск». Окончательное решение этого сложного вопроса находится в компетенции лечащего врача.
Если вопрос о пользе рентгенорадиологических процедур лежит, главным образом, в плоскости клинической радиологии и социально-экономических проблем, то вопрос об оценке риска возможных отдаленных неблагоприятных медицинских последствий (в частности, онкологических заболеваний) должен быть отнесен к современным возможностям радиационной эпидемиологии.
Иванов В.К.* - Председатель РНКРЗ, зам. директора по научн. работе, член-корр. РАМН; Цыб А.Ф. - директор, академик РАМН; Меняйло А.Н. - аспирант; Кащеев В.В. - ст. научн. сотр., к.б.н. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России. Метлер Ф.А. - доктор медицины, отдел радиологии и ядерной медицины, Служба здравоохранения Нью-Мексико, США.
* Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел.: (495) 956-94-12, (48439) 9-33-90; e-mail: nrer@obninsk.com.
Модель радиационного риска
Действительно, за последние 2D-3D лет выполнен большой объем научных исследований, ориентированных на оценку рисков стохастических эффектов после радиационного воздействия при разных дозах облучения [8, 12, 13].
В Публикации 1D3 МКРЗ (п. А4. - Риски радиационно-индуцированного рака) даны итоговые значения номинальных рисков, усредненных по полу и возрасту. Эти данные основаны на результатах многолетних эпидемиологических исследований в Хиросиме и Нагасаки [10]. Наряду с этим, учитывались и важные эпидемиологические данные о медицинских последствиях аварии на Чернобыльской АЭС [6].
Поэтому целью настоящей работы была оценка радиационных рисков с учетом индивидуальных характеристик (пол, возраст, локализация рака, доза облучения и т.д.) и применение этой технологии для оптимизации радиационной защиты при медицинском облучении.
Основным неблагоприятным фактором воздействия радиации на здоровье человека является, как известно, увеличение вероятности или риска возникновения онкологического заболевания. В отсутствие облучения основным показателем риска является показатель фоновой или спонтанной онкологической смертности или заболеваемости Я0 (число онкологической смертности или заболеваемости в год, обычно приведённое на 1DD тыс. человек). Воздействие радиации приводит к увеличению Я0 на некоторую дополнительную величину 8Я. Таким образом, полный показатель смертности или заболеваемости раком Я будет суммой фонового и ра-диационно обусловленного показателей:
Я = Я0 + 8Я.
Фоновые показатели смертности и заболеваемости раком локализации I в общем случае зависят от возраста a, пола s и календарного времени t: т.е. Л0 = Л0 (a,I,s,t), а радиационная добавка - от дозы облучения D, текущего возраста a, локализации I, пола s и возраста на момент облучения g: 8Я = 8Я(g, a,I,s,D). Поэтому:
Я(g, a, I, s, D,t) = Я) (a, I, s, t) + SA(g, a, I, s, D).
Эта радиационная добавка 8Я представляет собой избыточный абсолютный риск EAR (Excess Absolute Risk) на возраст a при облучении в возрасте g радиацией в дозе D.
Зная избыточный абсолютный риск, можно оценить пожизненный атрибутивный риск LAR(g,I,s,D) (Lifetime Attributable Risk) возникновения рака локализации I после однократного облучения в возрасте g дозой D. Он рассчитывается суммированием значений избыточного абсолютного риска по возрасту дожития. Но необходимо также учесть так называемую функцию дожития, т.е. вероятность дожить в необлучённой популяции от возраста g до возраста a, не заболев при этом раком рассматриваемой локализации I. Поэтому можно записать:
1 amax
LAR(g, I, s, D) = DDREF X S(s, I, g, a) ■ EAR(g, a, I, s, D).
a=g
Здесь S(s,l,g,a) - функция здорового дожития, DDREF- коэффициент эффективности дозы и мощности дозы, учитывающий уменьшение риска в случае хронического облучения или облучения в малой дозе. В МКРЗ в Публикации 103 рекомендуется значение DDREF брать равное 2 ([12], A132).
Помимо пожизненного атрибутивного риска заболеваемости или смертности можно рассматривать коэффициент этиологической доли заболеваемости или смертности ARF (Attributable Risk Fraction). Под коэффициентом этиологической доли понимается отношение пожизненного атрибутивного риска к общему пожизненному риску заболеваемости или смертности. Т.е. можно записать:
ARF (g,l,s,t,D ) =---- LAR{g,l,s,D)--------- _ о%.
, , , > LAR(g,l,s,D)+ BR(g,l,s,t)
Здесь BR(g,l,s,t) - пожизненный фоновый риск заболеваемости или смертности от рака определённой локализации, рассчитанный от возраста при облучении g. Он вычисляется в случае заболеваемости суммированием показателей фоновой заболеваемости с учётом вероятности здорового дожития, а в случае смертности - суммированием показателей фоновой смертности с учётом вероятности дожития. Т.е. в общем случае будет:
amax
BR(g, l,s,t) = £ Л0 (a, l, s, t) • S(s, l, g, a).
a=g
Здесь S(s,l,g,a) - вероятность здорового дожития необлучённой популяции от возраста g до возраста a, если расчёт проводится для заболеваемости или просто вероятность дожития необлучённой популяции от возраста g до возраста a, если расчёт проводится для смертности.
Рассмотренный коэффициент этиологической доли показывает долю (или %) радиацион-но обусловленной заболеваемости или смертности от рака локализации l после облучения мужчин или женщин в возрасте g дозой радиации D.
Универсальные эпидемиологические таблицы
Для расчёта пожизненных атрибутивных рисков по модели МКРЗ была разработана специальная компьютерная программа RRME (Radiation Risk Medical Exposure). При помощи этой программы были получены таблицы 1-4, в которых указаны пожизненные атрибутивные риски заболеваемости и смертности для мужчин и женщин различных возрастов при облучении дозой 1 мГр. В расчёте использовались фоновые показатели заболеваемости и смертности усреднённой европейско-американской и азиатской популяций. Так как в МКРЗ 2007 [12] используется линейная зависимость доза-эффект для риска рака, то, используя таблицы 1-4, можно без труда рассчитать пожизненный атрибутивный риск заболеваемости или смертности от рака при однократном облучении в любой необходимой дозе для усреднённой европейско-американской и азиатской популяций. Для этого необходимо умножить пожизненный атрибутивный риск из таблиц 1-4 на нужную дозу облучения, выраженную в мГр.
Чтобы иметь возможность рассчитать для указанной популяции коэффициент этиологической доли, при помощи разработанной программы также были созданы таблицы 5-8, в которых указаны пожизненные фоновые риски заболеваемости и смертности для мужчин и женщин различных возрастов при облучении. Используя эти таблицы и таблицы с пожизненными атрибутивными рисками, а также формулу для АЯЕ, можно легко рассчитать коэффициент этиологической доли заболеваемости или смертности от рака нужной локализации у мужчин или женщин при облучении дозой радиации в определённом возрасте.
Таблица 1
Пожизненный атрибутивный риск заболеваемости раком различной локализации МД™ для мужчин, приведённый на 10000 человек после облучения в дозе 1 мГр в различных возрастах
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 1,2381 2,200Е-02 0,1577 0,2082 9,843Е-02 7,782Е-02 0 9,060Е-02 4,527Е-02
5-9 1,0974 2,047Е-02 0,1398 0,1865 8,711 Е-02 8,017Е-02 0 8,348Е-02 2,991 Е-02
10-14 0,9683 1,909Е-02 0,1232 0,1662 7,667Е-02 8,234Е-02 0 7,653Е-02 1,951 Е-02
15-19 0,8523 1,793Е-02 0,1082 0,1477 6,723Е-02 8,462Е-02 0 7,010Е-02 1,260Е-02
20-24 0,7478 1,699Е-02 9,456Е-02 0,1308 5,869Е-02 8,699Е-02 0 6,423Е-02 8,058Е-03
25-29 0,6523 1,625Е-02 8,203Е-02 0,1153 5,078Е-02 8,926Е-02 0 5,874Е-02 5,115Е-03
30-34 0,5638 1,562Е-02 7,034Е-02 0,1007 4,334Е-02 9,112Е-02 0 5,346Е-02 3,197Е-03
35-39 0,4812 1,503Е-02 5,948Е-02 8,684Е-02 3,638Е-02 9,225Е-02 0 4,832Е-02 1,950Е-03
40-44 0,4032 1,440Е-02 4,942Е-02 7,354Е-02 2,991 Е-02 9,214Е-02 0 4,310Е-02 1,157Е-03
45-49 0,3285 1,365Е-02 4,003Е-02 6,051 Е-02 2,384Е-02 9,001 Е-02 0 3,763Е-02 6,749Е-04
50-54 0,2556 1,268Е-02 3,114Е-02 4,748Е-02 1,796Е-02 8,468Е-02 0 3,175Е-02 3,805Е-04
55-59 0,1861 1,146Е-02 2,286Е-02 3,493Е-02 1,258Е-02 7,490Е-02 0 2,533Е-02 2,000Е-04
60-64 0,1249 9,922Е-03 1,556Е-02 2,384Е-02 8,207Е-03 6,091 Е-02 0 1,878Е-02 9,496Е-05
65-69 7,582Е-02 8,003Е-03 9,585Е-03 1,472Е-02 4,914Е-03 4,446Е-02 0 1,264Е-02 4,067Е-05
70-74 3,983Е-02 5,668Е-03 5,089Е-03 7,756Е-03 2,552Е-03 2,763Е-02 0 7,270Е-03 1,499Е-05
75-80 1,350Е-02 2,609Е-03 1,741Е-03 2,628Е-03 8,488Е-04 1,087Е-02 0 2,734Е-03 3,564Е-06
Таблица 2
Пожизненный атрибутивный риск заболеваемости раком различной локализации ІЛЙпс для женщин, приведённый на 10000 человек после облучения
в дозе 1 мГр в различных возрастах
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 1,9224 1,502Е-02 0,2194 9,227Е-02 4,507Е-02 0,1484 0,6870 7,206Е-02 0,2781
5-9 1,7004 1,428Е-02 0,1933 8,236Е-02 4,007Е-02 0,1535 0,5384 6,699Е-02 0,1835
10-14 1,4980 1,369Е-02 0,1693 7,318Е-02 3,550Е-02 0,1584 0,4202 6,202Е-02 0,1191
15-19 1,3134 1,331 Е-02 0,1476 6,485Е-02 3,138Е-02 0,1634 0,3272 5,738Е-02 7,602Е-02
20-24 1,1434 1,316Е-02 0,1278 5,724Е-02 2,765Е-02 0,1685 0,2540 5,308Е-02 4,785Е-02
25-29 0,9851 1,326Е-02 0,1096 5,025Е-02 2,422Е-02 0,1735 0,1962 4,907Е-02 2,966Е-02
30-34 0,8370 1,357Е-02 9,290Е-02 4,374Е-02 2,106Е-02 0,1776 0,1505 4,523Е-02 1,801 Е-02
35-39 0,6993 1,407Е-02 7,780Е-02 3,764Е-02 1,816Е-02 0,1799 0,1143 4,149Е-02 1,057Е-02
40-44 0,5732 1,471 Е-02 6,429Е-02 3,186Е-02 1,545Е-02 0,1796 8,562Е-02 3,769Е-02 6,016Е-03
45-49 0,4596 1,534Е-02 5,207Е-02 2,630Е-02 1,286Е-02 0,1752 6,301 Е-02 3,372Е-02 3,369Е-03
50-54 0,3570 1,576Е-02 4,096Е-02 2,093Е-02 1,028Е-02 0,1650 4,518Е-02 2,949Е-02 1,843Е-03
55-59 0,2649 1,582Е-02 3,091 Е-02 1,590Е-02 7,676Е-03 0,1472 3,118Е-02 2,493Е-02 9,666Е-04
60-64 0,1844 1,521 Е-02 2,195Е-02 1,130Е-02 5,304Е-03 0,1215 2,036Е-02 2,000Е-02 4,727Е-04
65-69 0,1169 1,354Е-02 1,423Е-02 7,247Е-03 3,347Е-03 8,960Е-02 1,221 Е-02 1,480Е-02 2,072Е-04
70-74 6,347Е-02 1,043Е-02 7,869Е-03 3,953Е-03 1,789Е-03 5,611 Е-02 6,276Е-03 9,458Е-03 7,885Е-05
75-80 2,178Е-02 5,087Е-03 2,717Е-03 1,355Е-03 5,907Е-04 2,217Е-02 2,036Е-03 3,767Е-03 1,943Е-05
Таблица 3
Пожизненный атрибутивный риск смертности от рака различной локализации ІЛЙтог1 для мужчин, приведённый на 10000 человек после облучения
в дозе 1 мГр в различных возрастах
Возраст Локализация рака
все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 0,6555 1,964Е-02 8,162Е-02 0,1118 8,634Е-02 6,849Е-02 0 3,452Е-02 9,053Е-03
5-9 0,5809 1,828Е-02 7,235Е-02 0,1002 7,642Е-02 7,056Е-02 0 3,180Е-02 5,981 Е-03
10-14 0,5126 1,704Е-02 6,374Е-02 8,925Е-02 6,725Е-02 7,247Е-02 0 2,916Е-02 3,903Е-03
15-19 0,4512 1,601 Е-02 5,597Е-02 7,933Е-02 5,897Е-02 7,448Е-02 0 2,671 Е-02 2,520Е-03
20-24 0,3959 1,517Е-02 4,893Е-02 7,027Е-02 5,148Е-02 7,657Е-02 0 2,447Е-02 1,612Е-03
25-29 0,3453 1,451 Е-02 4,245Е-02 6,190Е-02 4,454Е-02 7,856Е-02 0 2,238Е-02 1,023Е-03
30-34 0,2985 1,395Е-02 3,640Е-02 5,409Е-02 3,802Е-02 8,020Е-02 0 2,037Е-02 6,393Е-04
35-39 0,2547 1,342Е-02 3,078Е-02 4,664Е-02 3,191 Е-02 8,119Е-02 0 1,841 Е-02 3,899Е-04
40-44 0,2135 1,286Е-02 2,557Е-02 3,949Е-02 2,624Е-02 8,110Е-02 0 1,642Е-02 2,315Е-04
45-49 0,1739 1,219Е-02 2,071Е-02 3,250Е-02 2,091 Е-02 7,922Е-02 0 1,434Е-02 1,350Е-04
50-54 0,1353 1,133Е-02 1,611 Е-02 2,550Е-02 1,576Е-02 7,453Е-02 0 1,210Е-02 7,611Е-05
55-59 9,851 Е-02 1,023Е-02 1,183Е-02 1,876Е-02 1,103Е-02 6,592Е-02 0 9,649Е-03 4,000Е-05
60-64 6,610Е-02 8,859Е-03 8,054Е-03 1,280Е-02 7,199Е-03 5,361 Е-02 0 7,154Е-03 1,899Е-05
65-69 4,014Е-02 7,146Е-03 4,960Е-03 7,906Е-03 4,310Е-03 3,913Е-02 0 4,816Е-03 8,134Е-06
70-74 2,108Е-02 5,061 Е-03 2,633Е-03 4,165Е-03 2,238Е-03 2,432Е-02 0 2,769Е-03 2,998Е-06
75-80 7,148Е-03 2,330Е-03 9,011Е-04 1,411 Е-03 7,446Е-04 9,564Е-03 0 1,042Е-03 7,127Е-07
Таблица 4
Пожизненный атрибутивный риск смертности от рака различной локализации ІЛЯтог* для женщин, приведённый на 10000 человек после облучения
в дозе 1 мГр в различных возрастах
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 0,8681 1,462Е-02 0,1519 4,650Е-02 4,165Е-02 0,1457 0,3092 2,030Е-02 5,562Е-02
5-9 0,7679 1,389Е-02 0,1338 4,151 Е-02 3,703Е-02 0,1507 0,2423 1,887Е-02 3,670Е-02
10-14 0,6765 1,332Е-02 0,1172 3,688Е-02 3,281 Е-02 0,1555 0,1891 1,748Е-02 2,381 Е-02
15-19 0,5931 1,295Е-02 0,1022 3,268Е-02 2,900Е-02 0,1604 0,1473 1,617Е-02 1,520Е-02
20-24 0,5164 1,280Е-02 8,846Е-02 2,885Е-02 2,555Е-02 0,1655 0,1143 1,496Е-02 9,569Е-03
25-29 0,4449 1,290Е-02 7,585Е-02 2,532Е-02 2,238Е-02 0,1703 8,831 Е-02 1,383Е-02 5,931 Е-03
30-34 0,3780 1,320Е-02 6,430Е-02 2,204Е-02 1,946Е-02 0,1743 6,772Е-02 1,274Е-02 3,603Е-03
35-39 0,3158 1,369Е-02 5,385Е-02 1,897Е-02 1,678Е-02 0,1766 5,142Е-02 1,169Е-02 2,115Е-03
40-44 0,2589 1,432Е-02 4,449Е-02 1,606Е-02 1,427Е-02 0,1763 3,853Е-02 1,062Е-02 1,203Е-03
45-49 0,2075 1,493Е-02 3,604Е-02 1,325Е-02 1,189Е-02 0,1720 2,836Е-02 9,501 Е-03 6,739Е-04
50-54 0,1612 1,533Е-02 2,835Е-02 1,055Е-02 9,502Е-03 0,1620 2,033Е-02 8,310Е-03 3,685Е-04
55-59 0,1196 1,539Е-02 2,139Е-02 8,015Е-03 7,094Е-03 0,1445 1,403Е-02 7,024Е-03 1,933Е-04
60-64 8,330Е-02 1,480Е-02 1,519Е-02 5,693Е-03 4,901 Е-03 0,1193 9,164Е-03 5,637Е-03 9,454Е-05
65-69 5,278Е-02 1,318Е-02 9,850Е-03 3,652Е-03 3,093Е-03 8,796Е-02 5,493Е-03 4,169Е-03 4,145Е-05
70-74 2,866Е-02 1,015Е-02 5,446Е-03 1,992Е-03 1,653Е-03 5,508Е-02 2,825Е-03 2,665Е-03 1,577Е-05
75-80 9,836Е-03 4,949Е-03 1,880Е-03 6,831 Е-04 5,459Е-04 2,176Е-02 9,161 Е-04 1,061 Е-03 3,886Е-06
Таблица 5
Пожизненный фоновый риск заболеваемости раком различной локализации БЙП° для мужчин, приведённый на 10000 человек
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 3574,54 116,90 491,78 376,96 247,97 724,34 0 247,59 17,09
5-9 3587,62 117,47 494,15 378,79 248,94 727,84 0 248,77 17,17
10-14 3589,02 117,62 494,75 379,25 249,16 728,73 0 249,07 17,14
15-19 3591,65 117,82 495,55 379,86 249,50 729,94 0 249,48 17,01
20-24 3597,35 118,16 496,87 380,87 250,12 732,01 0 250,12 16,76
25-29 3603,30 118,58 498,35 381,99 250,74 734,58 0 250,85 16,34
30-34 3607,58 119,05 499,61 382,90 251,16 737,39 0 251,58 15,77
35-39 3609,47 119,54 500,04 383,52 250,79 740,39 0 252,28 15,12
40-44 3605,76 119,81 498,60 383,52 248,66 742,88 0 252,76 14,29
45-49 3590,67 119,38 494,70 381,73 244,14 743,72 0 252,71 13,21
50-54 3552,78 117,41 487,14 376,74 236,50 740,11 0 251,07 11,93
55-59 3472,52 112,96 473,25 365,81 223,38 727,12 0 246,59 10,66
60-64 3318,85 105,08 448,95 345,29 199,34 696,95 0 237,85 9,33
65-69 3058,09 93,70 410,66 313,91 165,17 636,07 0 221,70 7,78
70-74 2682,70 78,48 358,37 274,08 130,08 540,32 0 196,93 6,07
75-80 2186,80 58,54 291,77 224,28 97,33 415,47 0 161,99 4,40
Таблица 6
Пожизненный фоновый риск заболеваемости раком различной локализации БЙП° для женщин, приведённый на 10000 человек
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 2895,76 50,63 260,92 324,19 117,35 356,39 717,97 81,64 53,01
5-9 2903,18 50,83 261,95 325,47 117,68 357,79 720,81 81,92 53,19
10-14 2902,87 50,88 262,17 325,74 117,74 358,10 721,44 81,99 53,08
15-19 2902,01 50,92 262,37 325,96 117,80 358,39 722,08 82,06 52,62
20-24 2900,47 50,98 262,57 326,25 117,89 358,81 722,83 82,13 51,47
25-29 2895,26 51,05 262,56 326,45 117,99 359,22 722,68 82,18 49,56
30-34 2882,46 51,12 261,77 326,44 118,05 359,56 718,91 82,23 47,04
35-39 2856,30 51,21 259,56 325,97 117,95 359,65 706,66 82,23 44,00
40-44 2809,33 51,28 255,65 324,62 117,65 358,71 679,92 82,13 40,35
45-49 2734,00 51,24 250,51 321,77 117,08 355,54 634,10 81,81 35,82
50-54 2624,97 50,98 244,68 316,02 115,86 348,41 571,56 80,86 30,90
55-59 2479,03 49,96 236,75 305,39 113,21 335,06 501,63 78,84 26,34
60-64 2287,53 47,59 225,36 287,86 107,15 312,16 428,16 75,39 22,09
65-69 2041,29 43,85 208,97 263,07 95,55 276,59 352,47 70,01 18,00
70-74 1736,92 38,20 185,47 229,31 80,08 226,52 279,14 62,07 13,93
75-80 1358,34 29,75 152,94 183,36 62,16 162,20 203,82 50,83 9,79
Таблица 7
Пожизненный фоновый риск смертности от рака различной локализации БЙ”01'1 для мужчин, приведённый на 10000 человек
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 2049,67 114,69 241,01 156,14 169,37 601,07 0 67,19 0
5-9 2058,71 115,25 242,18 156,90 170,14 603,98 0 67,51 0
10-14 2060,44 115,39 242,48 157,09 170,32 604,73 0 67,59 0
15-19 2063,02 115,59 242,89 157,35 170,57 605,75 0 67,70 0
20-24 2067,87 115,92 243,56 157,76 170,98 607,49 0 67,90 0
25-29 2073,69 116,34 244,35 158,24 171,38 609,64 0 68,15 0
30-34 2079,43 116,81 245,11 158,70 171,51 612,00 0 68,44 0
35-39 2084,49 117,34 245,77 159,09 171,01 614,57 0 68,80 0
40-44 2086,89 117,77 246,11 159,34 169,18 616,97 0 69,25 0
45-49 2083,39 117,75 245,86 159,29 165,51 618,16 0 69,84 0
50-54 2068,76 116,76 244,67 158,62 159,99 615,96 0 70,47 0
55-59 2034,25 114,20 241,63 156,68 151,96 606,68 0 71,07 0
60-64 1963,99 109,22 234,68 152,44 138,79 583,45 0 71,54 0
65-69 1838,94 100,88 221,61 145,08 119,88 536,35 0 71,42 0
70-74 1650,41 88,36 200,56 133,86 98,50 461,04 0 70,02 0
75-80 1379,63 70,71 167,71 116,62 74,88 356,54 0 65,69 0
Таблица 8
Пожизненный фоновый риск смертности от рака различной локализации БЙ”01'1 для женщин, приведённый на 10000 человек
Локализация рака
Возраст все солидные раки пищевод желудок толстая кишка печень лёгкое молочная железа мочевой пузырь щитовидная железа
0-4 1452,06 46,79 128,33 143,53 81,71 294,41 194,45 26,73 0
5-9 1457,05 46,97 128,84 144,10 82,00 295,57 195,22 26,84 0
10-14 1457,64 47,01 128,95 144,23 82,06 295,83 195,39 26,86 0
15-19 1458,23 47,05 129,05 144,35 82,11 296,09 195,56 26,88 0
20-24 1459,16 47,11 129,17 144,50 82,16 296,45 195,80 26,91 0
25-29 1459,83 47,18 129,22 144,64 82,20 296,85 195,95 26,96 0
30-34 1459,08 47,26 129,06 144,71 82,18 297,24 195,58 27,00 0
35-39 1455,25 47,36 128,56 144,62 82,05 297,45 193,88 27,05 0
40-44 1445,86 47,45 127,56 144,26 81,66 297,03 189,88 27,12 0
45-49 1427,60 47,45 126,10 143,46 80,85 295,19 182,78 27,20 0
50-54 1396,53 47,24 124,28 141,88 79,49 290,56 172,18 27,26 0
55-59 1346,86 46,59 121,60 138,94 77,18 280,94 158,52 27,26 0
60-64 1271,26 45,20 117,35 133,86 73,00 263,15 143,09 27,12 0
65-69 1161,89 42,65 110,72 126,11 66,18 233,85 126,47 26,64 0
70-74 1012,67 38,31 100,31 114,75 56,54 192,32 108,71 25,42 0
75-80 810,33 31,15 83,67 97,27 43,46 139,30 88,42 22,90 0
Оценка радиологических рисков при компьютерной томографии
Рассмотрим решение задачи оценки радиологических рисков компьютерной томографии (КТ) с использованием описанной в статье технологии и эпидемиологических таблиц 1-8.
В последние 20 лет отмечается быстрый рост количества медицинских радиологических процедур, которые являются основным источником воздействия ионизирующего излучения на человека. Так, за жизнь одного поколения в США средняя эффективная доза медицинского облучения увеличилась на 600 % и в 2006 г. составила 3,0 мЗв, эта величина сравнима с эффективной дозой, которую ежегодно получает человек от естественного излучения [11]. Приблизительно половину средней эффективной дозы от всех видов медицинских радиологических процедур больные получают при проведении КТ [2, 3, 9].
Благодаря техническим достижениям в области медицинской радиологии, в частности, повышению качества диагностического изображения и снижению времени проведения обследования, количество проводимых КТ-процедур в мире постоянно увеличивается. Однако в связи с ежегодным ростом числа сканирований, выполняемых во всем мире, вклад КТ в общую среднюю дозу также увеличивается.
При компьютерной томографии одной из самых уязвимых групп являются дети. В ранних исследованиях было обнаружено, что дети более, чем взрослые, чувствительны к онкогенному действию ионизирующего излучения, которое повышает риск развития острой лейкемии и солидного рака [14]. Поскольку размер тела и масса ребенка меньше, эффективные дозы облучения у детей почти на 50 % выше доз у взрослых [4]. У детей также выше пожизненный риск развития радиационно-индуцированных онкологических заболеваний. В связи с этим очень важно, чтобы принятие решения о проведении компьютерной томографии было обоснованным.
Несмотря на несомненную диагностическую пользу и информативность медицинских радиологических процедур, в том числе компьютерной томографии [7], при их проведении больной подвергается радиационному воздействию, которое может привести к риску возникновения онкологических или наследственных заболеваний [5]. В связи с вышесказанным очень важно оценить величину радиационного риска и решить вопрос - превышает ли польза получаемой информации возможный риск, связанный с радиационным воздействием.
Рассмотрим пример расчёта радиационного риска при планируемой КТ грудной клетки девочки в возрасте 12 лет. Будем считать, что радиационному воздействию подвергаются 5 органов: лёгкие, молочная железа, пищевод, желудок, печень. Планируемые дозы облучения на эти органы также считаются известными (табл. 9).
Таблица 9
Пожизненные атрибутивные риски онкозаболеваемости и онкосмертности, приведённые на 10000 человек, и коэффициенты этиологической доли онкозаболеваемости и онкосмертности после облучения девочки в возрасте 12 лет при обследовании на КТ области грудной клетки
Облучённый орган Доза облучения, мГр 1ЛЙпс ІЛЯтоп ЛЙҐпс (%) ЛЙҐтог1 (%)
Лёгкое 12 1,9008 1,8660 0,5280 0,6268
Молочная железа 10 4,2020 1,8910 0,5791 0,9585
Пищевод 12 0,1643 0,1598 0,3218 0,3389
Желудок 5 0,8465 0,5860 0,3218 0,4524
Печень 11 0,3905 0,3609 0,3306 0,4379
Сначала необходимо рассчитать риски для каждого из облучённых органов в отдельности. Начнём с лёгких. Доза радиации, полученная лёгкими, составляет 12 мГр. Из таблицы 2 получаем пожизненный атрибутивный риск заболеваемости раком лёгких в возрасте 10-14 лет
1-АН'пСпд =0,1584 на 10000 человек на 1 мГр. Умножаем теперь это значение из таблицы на
12 мГр, чтобы получить риск применительно к нашей дозе облучения лёгкого, получаем
МЯ^ =120,1584=1,9008 на 10000 человек на 12 мГр. Таким образом, пожизненный атрибутивный риск для заболеваемости раком лёгкого получен.
Рассчитаем теперь коэффициент этиологической доли заболеваемости раком лёгких. Для этого из таблицы 6 получаем пожизненный фоновый риск заболеваемости раком лёгких в возрасте 10-14 лет Вйц?пд=358,10 на 10000 человек. Подставим теперь в формулу для ДЯР пожизненный фоновый и пожизненный атрибутивный риски заболеваемости раком лёгких и получим коэффициент этиологической доли:
АПГ[писпс.=----•1°0% = —’ 1 9008-------------------------100% = 0,528%.
9 /-АП^ + ВП'^д 1,9008 + 358,10
Аналогично рассчитаем пожизненный атрибутивный риск и коэффициент этиологической
доли для смертности от рака лёгкого (ЬАЯц^д и АЯРц^д ), используя таблицы 4 и 8. Такие
же расчёты проведём и для остальных облучённых органов. В таблице 9 представлены результаты этих расчётов.
Получим теперь общий по всем облучённым органам пожизненный атрибутивный риск онкозаболеваемости и онкосмертности. Для этого просуммируем соответствующие риски по
каждому органу. В итоге получим =7,5041 на 10000 человек и /.ЛЯ^7 =4,8638 на
10000 человек. Чтобы получить общий по всем облучённым органам коэффициент этиологической доли онкозаболеваемости и онкосмертности, необходимо просуммировать соответствующие пожизненные фоновые риски по каждому органу (таблицы 5-8). Проделав это, получим
6Я/",а/=1510,33 на 10000 человек и ВЯ^°7 =749,24 на 10000 человек. Теперь, используя формулу для ДЯР, получим общий по всем облучённым органам коэффициент этиологической доли онкозаболеваемости и онкосмертности:
тп -Ю0%= ^п7;5°н1!поо -Ю0%= 04944%;
1~АЯ™1 + ВЯ™а1 ,75041 + 1510 33
=------тм**1 топ •100 % =--------’ 4 8638-----100%= 0 6450%.
10131 !.АП™%\ + ЯЯ™7 ,» 638 + 749 24
Таким образом, получены общие по всем облучённым органам пожизненные атрибутивные риски онкозаболеваемости и онкосмертности, а также коэффициенты этиологической доли онкозаболеваемости и онкосмертности. Используя эти оценки, врач-радиолог имеет важную дополнительную информацию для принятия решения о целесообразности проведения КТ конкретному больному.
Заболеваемость
• Суммарный ЕАК ОА№ 5 ' 4 >-
О с
X СИ с < 5 ш
л X О- 3 те ^ 2 О СИ : 2 < 1
О
>< и 1
0 Э 10 20 30 40 50 60 70 80 9 Возраст 0 0
Смертность
• Суммарный БАИ О АКР ; 5 : 4 ? >*
О е
X О
< ь ш
я X £2- 3 го ■-* 5 ° ОС
2 * ; 1
>* и 1 да д шхахххххзя&&у:
0 Э 10 20 30 40 50 60 70 80 9 Возраст 0 0
Рис. 1. Общий по всем облучённым органам суммарный избыточный абсолютный риск и коэффициент этиологической доли онкологической заболеваемости и смертности в зависимости от возраста дожития после облучения.
Чтобы увидеть, как в нашем примере изменяется общий по всем облучённым органам суммарный избыточный абсолютный риск и коэффициент этиологической доли с возрастом дожития после облучения, на рисунке 1 представлены графики, отражающие эти изменения. Здесь по левым вертикальным осям отложены суммарные избыточные абсолютные риски онкологической заболеваемости и смертности, рассчитанные на текущий возраст дожития, а по правым вертикальным осям - коэффициенты этиологической доли онкологической заболеваемости и смертности, рассчитанные на текущий возраст дожития. Из этого графика видно, что суммарный избыточный абсолютный риск, рассчитанный на возраст 90 лет, совпадает с рассчитанным выше общим по всем облучённым органам пожизненным атрибутивным риском.
Литература
1. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010) //Российская газета. 2010. № 210/1(5289/1). С. 1-8.
2. El-Maraghi R.H., Kielar A.Z. CT colonography versus optical colonoscopy for screening asymptomatic patients for colorectal cancer: a patient, intervention, comparison, outcome (PICO) analysis //Acad. Radiol. 2009. V. 16, N 5. P. 564-571.
3. Frauenfelder T., Appenzeller P., Karlo C. et al. Triple rule-out CT in the emergency department: protocols and spectrum of imaging findings //Eur. Radiol. 2009. V. 19, N 4. P. 789-799.
4. Huda W. Dose and image quality in CT //Pediatr. Radiol. 2002. V. 32. P. 709-713.
5. Huda W., Mettler F.A. Volume CT dose index and dose-length product displayed during CT: What good are they? //Radiology. 2011. V. 258, N 1. P. 236-242.
6. Ivanov V.K. Late cancer and noncancer risks among Chernobyl emergency workers of Russia //Health Phys. 2007. V. 93, N 5. P. 470-479.
7. McCollough C.H., Guimaraes L., Fletcher J.G. In defense of body CT //Am. J. Roentgenol. 2009. V. 193, N 1. P. 28-39.
8. National Academy of Sciences Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR). Report VII. Health effects of exposure to low levels of ionizing radiations: time for reassessment? Washington, DC: National Academy of Sciences, 2005.
9. Ohashi K., El-Khoury G.Y. Musculoskeletal CT: recent advances and current clinical applications //Radiol. Clin. North. Am. 2009. V. 47, N 3. P. 387-409.
10. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S. et al. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998 //Radiat. Res. 2007. V. 168. P. 1-64.
11. Schauer D.A., Linton O.W. NCRP report no. 160, ionizing radiation exposure of the population of the United States, medical exposure: are we doing less with more, and is there a role for health physicists? //Health Phys. 2009. V. 97, N 1. P. 1-5.
12. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 //Annals of the ICRP. 2007. V. 37, N 2-4. Elsevier, 2007. 332 p.
13. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. 2000 report to the General Assembly. Vol. 2 Effects (Annex I). New York: United Nation, 2000.
14. Wakeford R. The cancer epidemiology of radiation //Oncogene. 2004. V. 23. P. 6404-6428.
Health risks of medical radiation exposure
Ivanov V.K., Tsyb A.F., Mettler F.A.1, Menyaylo A.N., Kashcheev V.V.
Medical Radiological Research Center of the Russian Ministry of Health and Social Development, Obninsk;
1 Department of Radiology and Nuclear Medicine Service,
New Mexico VA Health Care Services, USA
Because of fast growing medical radiation use, estimating possible late health effects of radiation including additional cancer cases becomes a problem of great importance. Since the physician makes a final decision to perform a radiological procedure, it is very important to provide him with objective information about possible radiation-associated risks for every patient. Developed on the basis of ICRP model (Publication 103) universal epidemiological tables for evaluation of radiation-associated risks by taking into account individual features of a patient are presented in the article. Example of evaluation of radiation-associated risks during planning computed tomography examination is presented as well.
Key words: radiation risk, medical radiation exposure, health effects of radiation, universal epidemiological tables, computed tomography.
Ivanov V.K.* - Chairman of RSCRP, Deputy Director, Corresponding Member of RAMS; Tsyb A.F. - Director, Academician of RAMS; Menyaylo A.N. - Postgraduate Student; Kashcheev V.V. - Senior Researcher, C. Sc., Biol. MRRC. Mettler F.A. - MD, Department of Radiology and Nuclear Medicine Service, New Mexico VA Health Care Services, USA.
‘Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (495) 956-94-12, (48439) 9-33-90; e-mail: nrer@obninsk.com.
