CC BY
15
2019 Том 15, т 4
Приложение Октябрь — декабр
ь
Saratov Journal of Medical Scientific Research
2019 Volume 15, № 4 Supplement October—December
УЧРЕДИТЕЛЬ ЖУРНАЛА — ФГБОУ ВО САРАТОВСКИЙ ГМУ им. В.И. РАЗУМОВСКОГО МИНЗДРАВА РОССИИ
ЖУРНАЛ ЗАРЕГИСТРИРОВАН В ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЕ ПО НАДЗОРУ ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА В СФЕРЕ МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ И ОХРАНЕ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ. ПИ № ФС77-19956 от 29 апреля 2005 г.
Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук, утвержденный Президиумом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации.
Журнал представлен в Российском индексе научного цитирования, Ulrich's International Periodical Directory, Directory of Open Access Journals, Chemical Abstracts Service, Index Copernicus, EBSCO, Open J-Gate и др. (подробности см. на сайте www.ssmj.ru).
ISSN 1995-0039 (Print) ISSN 2076-2518 (Online)
одписнои индекс
П
в объединенном каталоге «Пресса России» — 41908
Адрес издателя:
410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112. Тел.: (8452) 39-39-78. Факс: (8452) 51-15-34
Адрес редакции:
410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 112. Тел.: (8452) 39-39-78. Факс: (8452) 51-15-34
E-mail: [email protected] Электронная версия журнала — на саИте www.ssmj.ru
Сведения обо всех авторах находятся в редакции. Свободная цена
Отпечатано в типографии___.
410__, г. Саратов, ул.__, д._,
тел.____
Подписано в печать 20.12.2019 г. Дата выхода в свет 31.12.2019 г. Формат 60х 8478. Бумага офсетная. Гарнитура «Arial». Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,28. Уч.-изд. л. 7,78.
Тираж 500 экз. Заказ № _.
© СаратовскиИ научно-медицинский журнал, 2019
На обложке — фотография IV корпуса Саратовского государственного медицинского университета имени В.И. Разумовского.
Саратовский наггЧно-медицинский
2019. Том 15, № 4
Приложение Октябрь — декабрь
Saratov Journal
of Medical Scientific Research
2019. Volume 15, № 4 Suppl.
October—December
Главный редактор П. В. Глыбочко, академик РАН, В. М. Попков, профессор
Зам. главного редактора
A. С. Федонников, канд. мед. наук
Ответственный секретарь О. А. Фомкина, д-р мед. наук
Редакционный совет:
Н. Х. Амиров, академик РАН (Россия, Казань)
Л. А. Бокерия, академик РАН (Россия, Москва)
B. В. Власов, профессор (Россия, Москва)
Н. Н. Володин, академик РАН (Россия, Москва) П. В. Глыбочко, академик РАН (Россия, Москва) Л. Л. Колесников, академик РАН (Россия, Москва) Г. П. Котельников, академик РАН (Россия, Самара) Д.В. Крысько, PhD, MD (Бельгия, Гент)
C. Л. Кузнецов, чл.-кор. РАН (Россия, Москва) В. А. Куркин, профессор (Россия, Самара)
М. А. Курцер, академик РАН (Россия, Москва)
Редакционная коллегия:
В. Г. Абламуниц, доцент (Россия, Санкт-Петербург)
И.В. Бабаченко, профессор (Россия, Санкт-Петербург)
A.Л. Бакулев, профессор (Россия, Саратов)
B.А. Балязин, профессор (Россия, Ростов-на-Дону) Б. П. Безручко, профессор (Россия, Саратов)
Н. В. Болотова, профессор (Россия, Саратов)
C. Е. Борисов, профессор (Россия, Москва)
С. А. Бугоркова, д-р мед. наук (Россия, Саратов)
A.В. Горелов, чл.-кор. РАН (Россия, Москва)
B. И. Гриднев, д-р мед. наук (Россия, Саратов) М. С. Громов, профессор (Россия, Саратов) А.В. Губин, д-р мед. наук (Россия, Курган)
Д.А. Гуляев, профессор (Россия, Санкт-Петербург) А. Ю. Дробышев, профессор (Россия, Москва) Д.В. Дупляков, профессор (Россия, Самара) Ю. Ю. Елисеев, профессор (Россия, Саратов) А.В. Елькин, профессор (Россия, Санкт-Петербург)
A. В. Золотарев, д-р мед. наук (Россия, Самара) Т. Г. Каменских, доцент (Россия, Саратов)
B.В. Кашталап, д-р мед. наук (Россия, Кемерово) В.М. Кенис, д-р мед. наук (Россия, Санкт-Петербург) В.Ф. Киричук, профессор (Россия, Саратов)
А. Р. Киселев, д-р мед. наук (Россия, Саратов) А. И. Кодочигова, профессор (Россия, Саратов) И. В. Козлова, профессор (Россия, Саратов) Д.А. Коновалов, д-р мед. наук (Россия, Пятигорск)
A. В. Концевая, д-р мед. наук (Россия, Москва) М. М. Кохан, профессор (Россия, Екатеринбург)
B. Н. Красножен, профессор (Россия, Казань) А.А. Кубанов, чл.-кор. РАН (Россия, Москва)
Л. А. Кузнецова, д-р биол. наук (Россия, Санкт-Петербург)
A. В. Кузьменко, профессор (Россия, Воронеж)
B.В. Кутырев, академик РАН (Россия, Саратов) В.Р. Кучма, чл.-кор. РАН (Россия, Москва)
А. В. Лепилин, профессор (Россия, Саратов) О. В. Мареев, профессор (Россия, Саратов) Г. Н. Маслякова, профессор (Россия, Саратов)
В. К. Леонтьев, академик РАН (Россия, Москва)
A. Д. Макацария, чл.-кор. РАН (Россия, Москва) Е.Л. Насонов, академик РАН (Россия, Москва)
B. И. Петров, академик РАН (Россия, Волгоград) А. А. Свистунов, чл.-кор. РАН (Россия, Москва)
А. А. Скоромец, академик РАН (Россия, Санкт-Петербург)
A. Тененбаум, профессор (Израиль, Тель-Авив) И. Н. Тюренков, чл.-кор. РАН (Россия, Волгоград) Р. У. Хабриев, академик РАН (Россия, Москва)
B. О. Щепин, чл.-кор. РАН (Россия, Москва)
Т. И. Морозова, профессор (Россия, Саратов) В.В. Моррисон, профессор (Россия, Саратов) В. Н. Николенко, профессор (Россия, Москва) В.Г. Нинель, профессор (Россия, Саратов) В. В. Новочадов, профессор (Россия, Волгоград) И. А. Норкин, профессор (Россия, Саратов)
A.В. Петраевский, профессор (Россия, Волгоград) И.М. Петяев, PhD, MD (Великобритания, Кембридж) И.Е. Повереннова, профессор (Россия, Самара)
B. М. Попков, профессор (Россия, Саратов)
М.Д. Прохоров, д-р физ.-мат. наук (Россия, Саратов) А. П. Ребров, профессор (Россия, Саратов)
A.В. Решетников, академик РАН (Россия, Москва)
B.К. Решетняк, чл.-кор. РАН (Россия, Москва) О.В. Решетько, профессор (Россия, Саратов)
О. П. Ротарь, д-р мед. наук (Россия, Санкт-Петербург)
И. А. Салов, профессор (Россия, Саратов)
В. А. Старцев, профессор (Россия, Пермь)
Н.Н. Седова, профессор (Россия, Волгоград)
О. В. Семячкина-Глушковская, доцент (Россия, Саратов)
B. Н. Серов, академик РАН (Россия, Москва) Н. П. Сетко, профессор (Россия, Оренбург)
А.Н. Стрижаков, академик РАН (Россия, Москва) А. С. Федонников, канд. мед. наук (Россия, Саратов) Т. А. Федорина, профессор (Россия, Самара) О.А. Фомкина, д-р мед. наук (Россия, Саратов)
C. А. Хотимченко, профессор (Россия, Москва) Е. Ф. Чередников, профессор (Россия, Воронеж) Ю. В. Черненков, профессор (Россия, Саратов) Е. В. Чернышкова, доцент (Россия, Саратов) Ю.Г. Шапкин, профессор (Россия, Саратов)
А.В. Шахов, д-р мед. наук (Россия, Нижний Новгород) А. А. Шульдяков, профессор (Россия, Саратов) А. Д. Эрлих, д-р мед. наук (Россия, Москва) Р. И. Ягудина, профессор (Россия, Москва) А. И. Яременко, профессор (Россия, Санкт-Петербург)
Заведующий отделом по выпуску журнала
О. М. Посненкова, д-р мед. наук
Ответственный выпускающий редактор
Е. В. Феклистова
Компьютерная верстка, дизайн
А. В. Коваль
ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ
Ни одна часть этого издания не может быть занесена в память компьютера либо воспроизведена любым другим способом без предварительного письменного разрешения редакции.
СОДЕРЖАНИЕ
Торубаров Ф. С., Зверева З. Ф., Лукьянова С. Н.
ЭЭГ-ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
У ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМИ УРОВНЯМИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ...............965
Аникина М. А., Бриль Е. В., Зимнякова О. С., Аббасов Ф. А.
СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА РЕАБИЛИТАЦИИ ЦЕРВИКАЛЬНОЙ ДИСТОНИИ......................968
Барчуков В. Г., Кочетков О. А., Кузнецова Л. И., Максимов А. А.
АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНОЙ ПРАКТИКИ РЕГУЛИРОВАНИЯ
БЕЗОПАСНОГО ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ТЕХНОГЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ С ОЧЕНЬ НИЗКИМИ УРОВНЯМИ АКТИВНОСТИ (ОБЗОР)...................971
Даценко А. В.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ИЗМЕНЕНИЙ ДАННЫХ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕРМОГРАФИИ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА КОЖИ ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС...........................976
Добровольская Е. И., Нугис В. Ю., Снигирева Г. П., Козлова М. Г., Никитина В. А.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХЦВЕТНОГО FISH-МЕТОДА ОКРАСКИ ХРОМОСОМ
ПРИ АНАЛИЗЕ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ АБЕРРАЦИЙ ХРОМОСОМ:
ПИЛОТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ............................................................982
Карпова О. В., Удалов Ю. Д., Радионова Д. М.
СТВОЛОВОЙ ГЕМОРРАГИЧЕСКИЙ ИНСУЛЬТ: ПОДХОДЫ К ЛЕЧЕНИЮ
И ВОЗМОЖНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ...................................................986
Курышева Н. И., Лепешкина Л. В., Абдуллова А. Р., Плиева Х. М.
НОВЫЙ СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ЗАКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ:
ОЦЕНКА ГИПОТЕНЗИВНОГО ЭФФЕКТА В ОТДАЛЕННОМ ПЕРИОДЕ.........................990
Лукьянова С. Н., Фомина Т. В., Веселовский И. А.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ БИОЭФФЕКТОВ ТОКА МИКРОПОЛЯРИЗАЦИИ КАК СЛЕДСТВИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКОВ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ГОЛОВЫ КРОЛИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
НЕТЕПЛОВОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ........................................................994
Самойлов А. С., Астрелина Т. А., Аксененко А. В., Кобзева И. В., Сучкова Ю. Б., Никитина В. А., Усупжанова Д. Ю., Брунчуков В. А., Брумберг В. А., Расторгуева А. А., Махова А. Е., Карасева Т. В.,
Ломоносова Е. Е., Добровольская Е. И., Удалов Ю. Д.
ПРИМЕНЕНИЕ КЛЕТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРИ ТЕРМИЧЕСКИХ ОЖОГОВЫХ ПОВРЕЖДЕНИЯХ КОЖИ
(ОПЫТ ФГБУ ГНЦ ФМБЦ ИМ. А. И. БУРНАЗЯНА ФМБА РОССИИ).............................999
Шуленина Л. В., Михайлов В. Ф., Незнанова М. В., Салеева Д. В., Засухина Г. Д.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДЛИННЫХ НЕКОДИРУЮЩИХ РНК NEAT1, MALAT1, GAS5,
RОR, HOTAIR В КРОВИ БОЛЬНЫХ РАКОМ ПРОСТАТЫ ДО И ПОСЛЕ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ......1004
ТРЕБОВАНИЯ К РУКОПИСЯМ,
ПРЕДСТАВЛЯЕМЫМ В «САРАТОВСКИЙ НАУЧНО-МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ»................1009
CONTENTS
Torubarov F. S., Zvereva Z. F., Lukyanova S. N.
EEG INDICATORS OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN INDIVIDUALS
WITH DIFFERENT LEVELS OF PSYCHOPHYSIOLOGICAL ADAPTATION........................965
Anikina M. A., Bril E. V., Zimnyakova O. S., Abbasov F. A.
STRATEGY AND TACTICS FOR CERVICAL DYSTONIA REHABILITATION.......................968
Barchukov V. G., Kochetkov O. A., Kuznetsova L. I., Maksimov A. A.
ANALYSIS OF FOREIGN PRACTICES FOR THE SAFE MANAGEMENT REGULATION
OF WASTE CONTAINING VERY LOW ACTIVE MANMADE RADIONUCLIDES (REVIEW)...........971
Datsenko A. V.
DETERMINING THE RELATIONSHIP OF CHANGES IN INFRARED THERMOGRAPHY DATA AND MORPHOMETRIC PARAMETERS OF THE MICROVASCULATURE
OF LABORATORY RATS' SKIN............................................................976
Dobrovolskaya E. I., Nugis V. Yu., Snigiryova G. P., Kozlova M. G., Nikitina V. A.
USE OF THE TRICOLOR FISH-PAINTING METHOD OF CHROMOSOMES FOR THE ANALYSIS OF RADIATION-INDUCED CHROMOSOMAL ABERRATIONS:
A PILOT STUDY.........................................................................982
Karpova O. V., Udalov Yu. D., Radionova D. M.
STEM HEMORRHAGIC STROKE: TREATMENT APPROACHES
AND OPPORTUNITIES FOR REHABILITATION..............................................986
Kurysheva N. I., Lepeshkina L. V., Abdullova A. R., Plieva Kh. M.
THE NEW METHOD FOR PRIMARY ANGLE-CLOSURE GLAUCOMA TREATMENT:
EVALUTION OF HYPOTENSIVE EFFICACY IN THE LONG-TERM PERIOD.......................990
Lukyanova S. N., Fomina T. V., Veselovskiy I. A.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE BIOEFFECTS OF MICROPOLARIZATION CURRENT
AS A RESULT OF THE USE OF METALLIC CONDUCTORS IN IRRADIATING A RABBIT'S
HEAD WITH ELECTROMAGNETIC FIELD OF NON-THERMAL INTENSITY.......................994
Samoilov A. S., Astrelina T. A., Aksenenko А. V., Kobzeva I. V., Suchkova Yu. B., Nikitina V. А., Usupzhanova D. Yu., Brunchukov V. A., Brumberg V. A., Rastorgueva А. А., Makhova A. E., Karaseva T. V.,
Lomonosova E. E., Dobrovolskaya E. I., Udalov Yu. D.
APPLICATION OF CELL TECHNOLOGIES IN THERMAL BURN DAMAGE TO SKIN
(PRACTICAL EXPERIENCE IN STATE RESEARCH CENTER — BURNASYAN FEDERAL
MEDICAL BIOPHYSICAL CENTER OF FEDERAL MEDICAL BIOLOGICAL AGENCY OF RUSSIA) . . . . 999
Shulenina L. V, Mikhailov V. F., Neznanova M. V., Saleeva D. V, Zasukhina G. D.
COMPARATIVE ANALYSIS OF LONG NONCODING RNA NEAT1, MALAT1, GAS5, ROR, HOTAIR IN THE BLOOD OF PROSTATE CANCER PATIENTS
BEFORE AND AFTER RADIOTHERAPY...................................................1004
REQUIREMENTS TO THE MANUSCRIPTS REPRESENTED
IN «SARATOV JOURNAL OF MEDICAL SCIENTIFIC RESEARCH».............................1009
л
УДК 614.8.086.54 Краткое сообщение
ЭЭГ-ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМИ УРОВНЯМИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ
Ф. С. Торубаров — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, главный научный сотрудник лаборатории № 7 отдела 2, профессор, доктор медицинских наук; З. Ф. Зверева — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, старший научный сотрудник лаборатории № 7 отдела 2, доктор медицинских наук; С. Н. Лукьянова — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, ведущий научный сотрудник лаборатории №32 отдела 7, профессор, доктор биологических наук.
EEG INDICATORS OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN INDIVIDUALS WITH DIFFERENT LEVELS OF PSYCHOPHYSIOLOGICAL ADAPTATION
F. S. Torubarov — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Senior Researcher of Laboratory № 7, Department 2, Professor, DSc; Z. F. Zvereva — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Senior Researcher of Laboratory № 7, Department 2, DSc; S. N. Lukyanova — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Chief Researcher of Laboratory №32, Department 7, Professor, DSc.
Дата поступления — 25.07.19 г. Дата принятия в печать — 05.12.2019 г.
Торубаров Ф. С., Зверева З. Ф., Лукьянова С.Н. ЭЭГ-показатели состояния центральной нервной системы у лиц с различными уровнями психофизиологической адаптации. Саратовский научно-медицинский журнал 2019; 15 (4): 965-967.
Цель: оценить по показателям электроэнцефалограмм (ЭЭГ) функциональную активность головного мозга и отдельных структурно-функциональных образований ЦНС при разных уровнях психофизиологической адаптации (ПФА) и выявить их вклад в формирование низкого уровня ПФА. Материал и методы. С помощью психологических и зрительно-моторных тестов, методики вариабельности сердечного ритма (ВСР) оценивали функциональное состояние (ФС) структурно-функциональных образований ЦНС: «кора», «корково-под-корковое взаимодействие», «центральная регуляция сердечно-сосудистой системы (ССС)»; по результатам оценки определяли интегральный уровень ПФА. С помощью ЭЭГ оценивали функциональную активность головного мозга и перечисленных образований ЦНС. Результаты. По мере снижения уровня ПФА в ЭЭГ нарастали показатели, расцениваемые как аномальные: IV тип ЭЭГ; неустойчивая динамика ЭЭГ; высокий индекс р1-активности; вспышки билатерально-синхронных волн. Максимальное число аномальных показателей ЭЭГ выявлено при низком ФС структурно-функционального образования «центральная регуляция ССС» у лиц с низким уровнем ПФА. Заключение. Выявление максимального количества аномальных показателей эЭг при низком Фс структурно-функционального образования ЦНС «центральная регуляция ССС» у лиц с низким уровнем ПФА свидетельствовало об основном его вкладе в формирование низкого интегрального уровня ПФА.
Ключевые слова: психофизиологическая адаптация, ЭЭГ.
Torubarov FS, Zvereva ZF, Lukyanova SN. EEG indicators of the central nervous system in individuals with different levels of psychophysiological adaptation. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2019; 15 (4): 965-967.
The purpose of the study is to assess functional activity of the brain, individual structural and functional formations of the central nervous system at different levels of psychophysiological adaptation (PFA) and to identify their contribution to the formation of low PFA level. Material and Methods. Using psychological and visual-motor tests, methods of heart rate variability, functional state of structural and functional formations of the central nervous system: "cortex", "cortical-subcortical interaction", "central regulation of the cardiovascular system" was evaluated; the integral PFA level was determined using the evaluation results. EEG was used to evaluate brain functional activity and the listed CNS formations. Results. As the level of PFA in the EEG decreased, indicators regarded as the anomalous ones increased: type IV EEG; unstable EEG dynamics; high index of p1 activity; flashes of bilateral synchronous waves. The maximum number of abnormal EEG parameters was revealed at low FS of structural and functional formation "central regulation of the cardiovascular system" in persons with low PFA level. Conclusion. Identification of the maximum number of abnormal EEG indicators at low FS of structural and functional formation of the central nervous system "central regulation of the cardiovascular system" in persons with low PFA level testified to its main contribution to the formation of a low integral level of PFA.
Key words: psychophysiological adaptation, EEG.
Введение. В медицине труда первостепенная роль отводится оценке профессионального здоровья лиц, работающих в условиях опасных производств, с акцентом внимания на функциональное состояние (ФС) центральной нервной системы (ЦНС) для предупреждения развития заболеваний [1, 2].
Оценить ФС и функциональные резервы ЦНС дает возможность психофизиологическое обследование (ПФО) [3]. При проведении ПФО применяются следующие методики, позволяющие определить ФС структурно-функциональных образований ЦНС: «кора» — психологические методики; «корково-под-корковое взаимодействие» — психофизиологические (зрительно-моторные) тесты; «центральная регуляция сердечно-сосудистой системы (ССС)» — методика ВСР По результатам тестирования определяется интегральный уровень ПФА [4, 5].
Под ПФА понимается ответ ЦНС на действие внешних и внутренних факторов, направленных на достижение максимально полезного приспособительного результата [5]. При снижении ПФА возникает необходимость повышения функциональных резервов ЦНС, что может быть достигнуто путем проведения реабилитационно-оздоровительных мероприятий (РОМ). Для назначения РОМ требуется тщательная оценка ФС ЦНС, включая оценку активности ее отдельных структурно-функциональных образований, а также оценку их вклада в формирование низкого уровня ПФА.
Для изучения ФС ЦНС в клинической практике давно и успешно используется анализ суммарной биоэлектрической активности мозга — ЭЭГ.
Цель: оценить по показателям электроэнцефалограмм (ЭЭГ) функциональную активность головного мозга и структурно-функциональных образований ЦНС («кора», «корково-подкорковое взаимодействие», «центральная регуляция ССС») при разных уровнях ПФА и выявить их вклад в формирование низкого уровня ПФА.
Материал и методы. С помощью аппаратно-программного комплекса «АПК ПФС-КОНТРОЛЬ» [4, 5] по специально разработанным программам, включающим психологические, психофизиологические и физиологические методики, проведено ПФО 1521 работника (49,3±11,2 года, 83 женщины) различных предприятий и учреждений. Все эти лица признаны при медицинском осмотре здоровыми либо имеющими заболевания в стадии компенсации. Оценивалась функциональная активность различных структурно-функциональных образований ЦНС и интегральный уровень ПФА. Выделены три группы лиц: с высоким, средним и низким уровнями ПФА.
У всех лиц проведено ЭЭГ-исследование. ЭЭГ регистрировали на компьютерном электроэнцефалографе-анализаторе ЭЭГА-21/26 «Энцефалан» версии «Элитная-М» в 16 отведениях, расположенных по стандартной системе 10-20. Частота опроса 100 Гц, полоса пропускания от 0,5 до 35 Гц. Применялась монополярная схема отведения биопотенциалов с ип-силатеральными ушными референтными электродами. При анализе ЭЭГ-показателей оценивались: 1) тип ЭЭГ, отмечая нормальную работу мозга (1-111 типы) либо наличие аномальных проявлений (тип IV) [6]; 2) динамика ЭЭГ — устойчивость/неустойчивость паттерна за короткий промежуток времени (1 мин) [7]; 3) высокий индекс низкочастотной р1-активности; 4) вспышки билатерально-синхронных волн (БСВ). Статистическая обработка проводилась по программе BЮSTAT, использовали критерий х при р<0,05.
Результаты. Анализировали показатели ЭЭГ у лиц с различными уровнями ПФА (табл. 1).
По мере снижения уровня ПФА в ЭЭГ нарастали показатели, расцениваемые как аномальные: IV тип ЭЭГ, неустойчивая динамика, высокий индекс р1-активности, вспышки БСВ.
Сравнивали аномальные показатели ЭЭГ при разных уровнях ПФА в различных структурно-функциональных образованиях ЦНС (табл. 2).
Отмечено нарастание аномальных показателей ЭЭГ в зависимости от уровня ПФА, которое в разных структурно-функциональных образованиях ЦНС происходило по-разному. В наименьшей степени эти показатели нарастали в структурно-функциональном образовании ЦНС «кора» (см. табл. 2). В этом случае возрастала частота только одного признака (неустойчивость динамики).
В структурно-функциональном образовании ЦНС «корково-подкорковое взаимодействие» (см. табл. 2) при среднем уровне ПФА отмечался один аномальный показатель (IV тип ЭЭГ), при низком уровне ПФА — три (IV тип ЭЭГ, неустойчивость динамики, вспышки БСВ).
В структурно-функциональном образовании ЦНС «центральная регуляция ССС» при среднем уровне пФа выявлялись два аномальных показателя (IV тип ЭЭГ, высокий индекс низкочастотной р1-активности), при низком уровне ПФА — максимальное число аномальных показателей ЭЭГ (все четыре — IV тип ЭЭГ, высокий индекс низкочастотной р1-активности, неустойчивость динамики, вспышки БСВ).
Обсуждение. Из приведенных данных следует, что по мере снижения уровня ПФА среди характеристик ЭЭГ нарастала доля показателей, свидетельствовавших о дисфункциональных проявлениях.
ЭЭГ-показатели у обследуемых лиц с разными уровнями ПФА, %
Таблица 1
Интегральные уровни ПФА Тип ЭЭГ Динамика Индекс р1 Вспышки БСВ
n I, II, III (норма) IV устойчивая неустойчивая низкий высокий нет есть
Высокий 268 81,7 18,3 64,9 35,1 70,2 29,8 70,2 29,8
Средний 649 68,9 31,1* 53,9 46,1* 62,6 37,4* 56,4 43,6*
Низкий 604 58,9 41,1*# 30,8 62,2*# 43,6 56,4*# 48,7 51,3*#
Примечание:*- значимые различия с высоким уровнем ПФА по х2 при р<0,05; # — значимые различия со средним уровнем ПФА по х2 при р<0,05.
Ответственный автор — Зверева Зоя Федоровна Тел.: +7 (909) 9474258 E-mail: [email protected]
Таблица 2
Показатели ЭЭГ в структурно-функциональных образованиях ЦНС при разных уровнях ПФА, %
Интегральные уровни ПФА Структурно-функциональные образования Тип ЭЭГ Динамика Индекс р1 Вспышки БСВ
n I, II, III (норма) IV устойчивая неустойчивая низкий высокий нет есть
«кора» 214 80,8 19,2 64 36 67,3 32,7 69,6 30,4
Высокий «корково-подкорковое взаимодействие» 154 79,2 20,8 65,6 34,4 66,2 33,8 62,3 37,7
«центральная регуляция ССС» 150 82 18 63,3 36,7 71,3 28,7 68,7 31,3
«кора» 437 72,1 27,9 53,1 46,9* 68,9 31,1 56,8 43,2
Средний «корково-подкорковое взаимодействие» 578 67,8 32,2* 53,8 46,2 61,8 38,2 56,8 43,2
«центральная регуляция ССС» 491 65,2 34,8* 50,7 49,3 56,4 43,6* 53,4 46,6*
«кора» 132 72,3 27,7 33,6 66,4* 69,7 30,3 59,8 40,2
Низкий «корково-подкорковое взаимодействие» 340 57,4 42,6* 29,1 70,9* 57,4 42,6 52,6 47,4*
«центральная регуляция ССС» 441 54,8 45,2* 33,1 66,9* 46,5 53,5* 48,3 51,7*
Примечание: представлено сопоставление уровней ПФА — высокие, средние, низкие с одноименными уровнями активности рассматриваемых образований; * — значимые различия с высоким уровнем ПФА по х2 при р<0,05.
Увеличивалось число ЭЭГ IV типа, отличающихся от электроэнцефалографической нормы дезорганизацией а-активности, снижением либо повышением ее индекса, общей дизритмией с увеличением количества медленных волн. Все это свидетельствовало о нарушениях функций корковых и подкорковых структур [6, 8]. Возрастало число ЭЭГ с неустойчивой динамикой, свидетельствовавшей о неустойчивости нервных процессов [7], а также ЭЭГ с признаками нарушения функций стволовых структур (высоким индексом низкочастотной р1-активности, вспышками БСВ [6, 8]). В совокупности выявленные изменения суммарной биоэлектрической активности головного мозга свидетельствовали о нарушениях центральных регуляторных механизмов.
Для ответа на вопрос: какое структурно-функциональное образование ЦНС вносит наибольший вклад в формирование низкого уровня ПФА — проведено сравнение аномальных показателей ЭЭГ при разных уровнях ПФА в различных структурно-функциональных образованиях ЦНС. Максимальное количество аномальных характеристик ЭЭГ при низком уровне ПФА выявлено в структурно-функциональном образовании «центральная регуляция ССС», что свидетельствовало о его основном вкладе в формирование этого уровня ПФА.
Заключение. Показано, что по мере снижения уровня ПФА в ЭЭГ нарастали характеристики, расцениваемые как аномальные. Максимальное количество аномальных характеристик ЭЭГ выявлено при низком уровне ПФА в структурно-функциональном образовании «центральная регуляция ССС», что свидетельствовало о его основном вкладе в формирование низкого интегрального уровня ПФА. Выявленные изменения суммарной биоэлектрической активности головного мозга свидетельствовали о нарушениях центральных регуляторных механизмов.
Конфликт интересов не заявляется.
Авторский вклад: концепция и дизайн исследования, утверждение рукописи для публикации — Ф. С. Торубаров; получение и обработка данных, написание статьи — З. Ф. Зверева; анализ и интер-
претация результатов — Ф. С. Торубаров, З. Ф. Зверева, С. Н. Лукьянова.
References (Литература)
1. Izmerov NF, Kasparov AA. Occupational Medicine. Moscow: Medicine, 2002; 392 р. Russian (Измеров Н. Ф., Каспаров А. А. Медицина труда. М.: Медицина, 2002; 392 с.).
2. Shardakova EF, Yushkova OE, Elizarova VV, Lagutina GN. Physiological assessment of physical and neuropsychic overloads in labor medicine. Bulletin of Tver State University. Series: Biology and Ecology 2018 (3): 7-20. Russian (Шарда-кова Э. Ф., Юшкова О. Е., Елизарова В. В., Лагутина Г. Н. Физиологическая оценка физических и нервно-психических перегрузок в медицине труда. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология 2018; (3): 7-20).
3. Berezin FB. Psychological and psychophysiological adaptation of man. Leningrad: Nauka, 1988; 270 p. Russian (Бе-резин Ф. Б. Психическая и психофизиологическая адаптация человека. Л.: Наука, 1988; 270 с.).
4. Bobrov AF. Information technology in occupational medicine. Occupational medicine and industrial ecology 2013 (9): 44-8. Russian (Бобров А. Ф. Информационные технологии в медицине труда. Медицина труда и промышленная экология 2013 (9): 44-8).
5. Bobrov AF, Bushmanov AYu, Sedin VI, Scheblanov VYu. System evaluation of results of psychophysiological examinations. Medicine of extreme situations 2015 (3): 13-9. Russian (Бобров А. Ф., Бушманов А. Ю., Седин В. И., Щебланов В. Ю. Системная оценка результатов психофизиологических обследований. Медицина экстремальных ситуаций 2015 (3): 13-9).
6. Zhirmunskaya EA, Losev VS. Systems of description and classification of human electroencephalograms. Moscow: Nauka, 1984; 80 p. Russian (Жирмунская Е. А., Лосев В. С. Системы описания и классификация электроэнцефалограмм человека. М.: Наука, 1984; 80 с.).
7. Lukyanova SN. Bioelectric activity of the cortex and some subcortical formations in experimental neurosis. Journal of higher nervous activity 1976; XXVI (3): 539-47. Russian (Лукьянова С. Н. Биоэлектрическая активность коры и некоторых подкорковых образований при экспериментальном неврозе Журнал высшей нервной деятельности 1976; XXVI (3): 539-47.)
8. Zenkov LR. Clinical electroencephalography with elements of epileptology. A guide for physicians. Moscow: Medpress-inform, 2016; 360 p. Russian (Зенков Л. P. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии: Руководство для врачей. М.: МЕДпресс-информ, 2016; 360 с.).
УДК 616.8-08 Авторское мнение
СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА РЕАБИЛИТАЦИИ ЦЕРВИКАЛЬНОЙ ДИСТОНИИ
М. А. Аникина — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, заведующая отделением неврологии и нейрореабилитации; Медико-биологический университет инноваций и непрерывного образования, ассистент кафедры неврологии с курсом нейрохирургии, кандидат медицинских наук; Е. В. Бриль — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, руководитель Федерального неврологического центра экстрапирамидных заболеваний и психического здоровья, кандидат медицинских наук; О. С. Зимнякова — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, невролог Федерального неврологического центра экстрапирамидных заболеваний и психического здоровья, кандидат медицинских наук; Ф. А. Аббасов — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, врач-невролог; Медико-биологический университет инноваций и непрерывного образования, аспирант кафедры неврологии скурсом нейрохирургии.
STRATEGY AND TACTICS FOR CERVICAL DYSTONIA REHABILITATION
M. A. Anikina — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Head of Department of Neurology and Neurorehabilitation; Medico-biological University of Innovation and Continuing Education, Assistant of Department of Neurology with Neurosurgery Course, PhD; E. V. Bril — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Head of Federal Neurological Center for Extrapyramidal Diseases and Mental Health, PhD; O. S. Zimnyakova — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Neurologist of Federal Neurological Center for Extrapyramidal Diseases and Mental Health, PhD; F. A. Abbasov — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Neurologist; Medico-biological University of Innovation and Continuing Education, Graduate student of Department of Neurology with Neurosurgery Course.
Дата поступления — 25.07.19 г. Дата принятия в печать — 05.12.2019 г.
Аникина М.А., Бриль Е.В., Зимнякова О. С., Аббасов Ф.А. Стратегия и тактика реабилитации цервикальной дис-тонии. Саратовский научно-медицинский журнал 2019; 15 (4): 968-970.
Реабилитация пациентов с цервикальной дистонией не ограничивается миорелаксацией мышц-мишеней, а включает комплексные мероприятия по коррекции моторных и немоторных симптомов для достижения более высокого уровня социальной адаптации. В статье рассмотрены наиболее эффективные с точки зрения патогенеза дистонии реабилитационные методики, а также обсуждены проблемы применения реабилитационных программ с точки зрения реальной клинической практики.
Ключевые слова: дистония, реабилитация, ботулинотерапия.
Anikina MA, Bril EV, Zimnyakova OS, Abbasov FA. Strategy and tactics for cervical dystonia rehabilitation. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2019; 15 (4): 968-970.
Rehabilitation of patients with cervical dystonia is not limited to muscle relaxation, but includes comprehensive measures to correct motor and non-motor symptoms to achieve higher level of social adaptation. The article discusses the most effective rehabilitation techniques from the point of view of pathogenesis of dystonia, and highlights the problems related to the use of rehabilitation programs from the point of view of real clinical practice.
Key words: dystonia, rehabilitation, botulinum therapy.
Реабилитация и лечение, следуя в едином направлении, имеют принципиальные различия в эмоционально-волевой включенности пациента в процесс. Руководствуясь принципом максимального достижения социальной и бытовой адаптации индивидуума, реабилитация не может протекать вне связей пациента с внешними и внутренними фокусами влияния, такими как положение в семье и обществе, личностные стратегии преодоления трудностей, внутренняя картина болезни, финансовые и духовные ресурсы, опыт получения вторичной выгоды от состояния нездоровья, определяя возможности функционирования.
Современные исследования в области нейро-визуализации позволяют подтвердить наличие особенностей нейроанатомии и функционирования отдельных регионов головного мозга у пациентов с цервикальной дистонией по сравнению с группой контроля [1]. По данным проанализированных источников, цервикальная дистония представляется результатом частного случая перераспределения нейрональной активности между соматосенсорной и моторной корой [2, 3], базальными ядрами [4-6] и мозжечком [7], что объясняет наличие как мотор-
Ответственный автор — Бриль Екатерина Витальевна Тел.: +7 (916) 1488871 E-mail: [email protected]
ных, так и немоторных симптомов дистонии, включая особенности личностной организации, скорости и качества аффективных реакций, а также регуляции когнитивной деятельности [8, 9]. В результате этого основной дефект можно описать как недостаточность функционирования специфических зон с викарной активацией неспецифических регионов мозга. Таким образом, функция осуществляется технически верно, а абстрактно, «эскизно», приводя к нарушению исполнения и контроля деталей [9].
Как частный пример, активация лимбической коры в процессе переживания эмоций или сенсорная стимуляция может вызывать дополнительное усиление дистонического движения, поскольку снижается специфичность активации различных зон. Однако тяжесть моторных и немоторных симптомов не пропорциональна [9].
В реабилитации дистонии ключевую роль играют методики специфического тренинга и нейромодуля-ции с закреплением «навыка» специфической активации и сдерживанием сопутствующей активации неспецифических для задания зон.
Ботулинический токсин типа А в лечении цервикальной дистонии не только обеспечивает миоре-лаксирующий эффект целевых мышц, но и обладает непрямым центральным нейромодулирующим действием с нормализацией активации регионов мозга, адекватно произвольному выполнению задач. Этот
эффект прослеживался с помощью функциональной МРТ как для двигательной, так и для соматосенсор-ной коры [10]. В частности, у пациентов с дистонией обнаружен дефицит в зрительно-пространственных и регуляторных связях [3, 11, 12], который можно модулировать сенсорными жестами и/или введением ботулотоксина [7].
К числу методик, воздействующих на сомато-сенсорный дефицит при цервикальной дистонии, относятся также транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) [13], оказывающая прямой ремоду-лирующий эффект при воздействии на соматосен-сорную, дополнительную моторную кору и мозжечок, и ритмическая периферическая магнитная симуляция (рПМС) [14, 15]. Данные методики оказывают ремодулирующий эффект на моторные и сенсорные пути по методу обратной биологической связи и ки-незиотейпирования [16, 17], обеспечивая увеличение проприоцептивной импульсации с улучшением заты-лочно-теменного взаимодействия наподобие сенсорных жестов [18].
Изначально существующие проблемы организации, исполнения и контроля за выполнением движений у пациентов с цервикальной дистонией являются основой закрепления патологического мышечного паттерна. В свою очередь, путем нейромодуляции ботулиническим токсином создается своеобразное «терапевтическое окно», в рамках которого необходимо разработать, детально выполнить и закрепить новый моторный стереотип, отвечающий требованиям реабилитации.
Комплексное применение методик впервые позволило поставить задачу синхронизации активности мышц региона: не только ограничения избыточного сокращения мышц — участниц патологического паттерна, но и мышц, викарно «выключенных» из двигательного процесса — от поверхностно расположенных слоев до глубоких стабилизаторов, что достигается ритмической периферической магнитной стимуляцией в едином диапазоне частоты на все группы мышц.
Воздействие рПМС на весь регион и весь мышечный пласт непосредственно после коррекции боту-линическим протеином значительно дополняет его терапевтический эффект за счет единой активации мышц, исходно находящихся в гипертонусе и в викарном гипотонусе, приводя их в состояние, близкое к физиологическому равновесию. В исследованиях показан эффект высокоинтенсивных импульсных магнитных полей с напряжением электромагнитного поля от 0,8 до 3 Тл, с проникновением на глубину более 5 см, в виде возбуждения волокон периферических нервов, ритмического сокращения скелетной мускулатуры, гладких мышц сосудов и стенок внутренних органов, что также, помимо нейро- и миото-нического действия, выражается в обезболивающем, противоотечном, противовоспалительном и трофическом эффектах [19]. Кроме того, в исследованиях показано улучшение сенсорного восприятия и увеличение контроля и программирования движений за счет активации соматосенсорной теменной коры [14], а также отмечена длительность этих эффектов за счет эффектов нейромодуляции и нейропластич-ности, подтвержденных данными функциональной МРТ, транскраниальной магнитной стимуляции и со-матосенсорными вызванными потенциалами [15].
Обучение новой двигательной программе состоит из трех этапов, которые представляют собой переход от максимального участия коры головного мозга
в организации и детализации нового процесса через практику с сопоставлением ожиданий и реальности в отработанный и закрепленный навык, который реализуется при минимальном участии коры. Нейро-модуляция и подготовительный этап воспроизводят эффект «чистого листа» для занятий с физическим терапевтом. Новая двигательная программа должна быть закреплена настолько, чтобы вытеснить старый стереотип.
На данном этапе физический тренинг выполняется в рамках кинезиотейпирования ключевых мышц обеих половин шеи и верхнего плечевого пояса для обеспечения синхронизации проприоцеп-тивного потока [20], что обеспечивает повышенный контроль со стороны коры, необходимый на этапе понимания и отработки программы. Периодические сеансы рПСМ позволяют поддерживать симметричное вовлечение мышц в новый двигательный паттерн и снижают вероятность гиперактивации дистониче-ских мышц.
Необходимость психологического сопровождения пациентов с цервикальной дистонией и проведения психокоррекции или медикаментозного лечения у психиатра вызвана как особенностью организации когнитивных навыков с наличием немоторных проявлений дистонии [8, 9], так и частотой преморбидных нейропсихиатрических дефектов, предположительно не связанных с заболеванием и выступающих в роли коморбидной патологии [21, 22].
Предпосылками к этому стали работы по определению нейропсихиатрических изменений,ассоциированных с дистонией, в части случаев сохраняющихся после эффективной коррекции моторного синдрома препаратами ботулинического токсина или после глубокой стимуляции головного мозга [23], а также выявляющихся на преморбидной стадии заболевания [24]. Исследование качества жизни пациентов с цервикальной дистонией показало диссонанс между оценкой этого параметра по болезнь-специфическим и общим шкалам. Установлено, что эффективность проводимого лечения не влияет на общий рейтинг качества жизни [25, 26]. Кроме того, именно этот преморбидный аффективный фон в части случаев может быть причиной постуральных изменений [27] как фактора риска развития клонической формы мышечной дистонии.
При проведении когнитивно-поведенческой терапии или структурного интервьюирования совершенно необходимым становится период реабилитационной реиндукации (переобучения) как на моторном, так и наиболее важном — соматосенсорном уровне с активным осознанным участием пациента [28].
Когнитивно-поведенческая терапия в рамках данной программы направлена на возможность постоянной и непрерывной самореабилитации при перемещении локуса контроля с физического терапевта на самого пациента.
В 2017-2018 гг. в ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА России, на базе отделения неврологии и нейрореабилитации, проведено обзорное исследование когорты пациентов с идиопатической цервикальной дистонией, имевшее целью определить возможность проведения реабилитации цервикальной дистонии по сформированному протоколу.
Оценивались 96 динамических визитов пациентов с идиопатической цервикальной дистонией (32 пациента). По данным патопсихологического исследования на основе опросника Шмишека [29], характерными типами когорты являются демонстратив-
ный, аффективно-экзальтированный и эмотивный. Пациенты склонны эмоционально и нерационально переживать сложные жизненные ситуации, включая моторный неврологический дефект. Характерными их чертами являются перенос ответственности на окружение, избегание конструктивного решения проблем, дефицит планирования. Дополнительно для всех пациентов был типичен акцент на внешние параметры, такие как право на получение дорогостоящего лечения (ботулинический токсин) и используемых доз препарата. Пациенты заостряли внимание на более частых визитах, стабильности или повышении доз препаратов, стоимости препарата (вне контекста индивидуального эффекта). В лечении отмечается склонность к выбору пассивных методик: аппаратной физиотерапии, бальнеотерапии, массажа, остеопатии, иглорефлексотерапии.
Интерес к методам реабилитации с доказанной эффективностью, но требующим постоянного выполнения и внутреннего контроля, был крайне низким и составил 15,6%, несмотря на отсутствие финансового обременения в рамках клинической программы. Клиническая и научная работа по данному направлению продолжена в рамках диссертационного исследования.
Конфликт интересов не заявляется.
Авторский вклад: написание статьи, утверждение рукописи для публикации — М. А. Аникина, Е. В. Бриль, О. С. Зимнякова, Ф. А. Аббасов.
References (Литература)
1. Berman BD, Honce JM, Shelton E, et al. Isolated focal dystonia phenotypes are associated with distinct patterns of altered microstructure. Neuro Image 2018; 19: 805-12.
2. Kanovsky P, Rosales RS. Debunking the pathophysiological puzzle of dystonia — with special reference to botulinum toxin therapy. Parkinsonism Relat Disord 2011; 17: 11-4.
3. Patel N, Jankovic J, Hallett M. Sensory aspects of movement disorders. Lancet Neurol 2014; 13: 100-12.
4. Bhatia KP, Marsden CD. The behavioral and motor consequences of focal lesions of the basal ganglia in man. Brain 1994; 117: 859-76.
5. Berardelli A, Rothwell JC, Hallett M, et al. The pathophysiology of primary dystonia. Brain 1998; 121: 1195-212.
6. Gregori B, Agostino R, Bologna M, et al. Fast voluntary neck movements in patients with cervical dystonia: a kinematic study before and after therapy with botulinum toxin type A. Clin Neurophisiol 2008; 119: 273-80.
7. Mahajan A, Zillgitt A, Bowyer SM, et al. Sensory Trick in a Patient with Cervical Dystonia: Insights from Magnetoencephalography. Brain Sci 2018; 8 (4): 51.
8. Foley JA, Vinke Rs, Limousin P, et al. Relationship of Cognitive Function to Motor Symptoms and Mood Disorders in Patients with Isolated Dystonia. J Neural Transm (Vienna) 2017 Sep; 124 (9): 1097-104.
9. Czekoova K, Zemankova P, Shaw DJ, et al. Social cognition and idiopathic isolated cervical dystonia. Clin Rehabil 2017 Aug; 31 (8): 1098-106.
10. Veverka T, Hlustik P, Hok P, et al. Sensorimotor modulation by botulinum toxin A in post-stroke arm spasticity: Passive hand movement. J Neurol Sci 2014 Nov; 346 (1-2): 276-83.
11. Kagi G, Katschnig P, Fiorio M, et al. Sensory Tricks in Primary Cervical Dystonia Depend on Visuotactile Temporal Discrimination. Mov Disord 2013; 28: 356-61.
12. Ramos VFML, Karp BI, Hallett M. Tricks in dystonia: Ordering the complexity. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2014; 85: 987-93.
13. Koch G, Porcacchia P, Ponzo V, et al. Effects of two weeks of cerebellar theta burst stimulation in cervical dystonia patients. Brain Stimul 2014; 7: 564-72.
14. Krewer C, Hartl S, Müller F, et al. Effects of Repetitive Peripheral Magnetic Stimulation on Upper-Limb Spasticity and Impairment in Patients With Spastic Hemiparesis: A Randomized, Double-Blind, Sham-Controlled Study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2014; 95: 1039-47.
15. Gallasch E, Christova M, Kunz A, et al. Modulation of sensorimotor cortex by repetitive peripheral magnetic stimulation. Frontiers in Human Neuroscience 2015; 9: 407.
16. Pelosin E, Avanzino L, Marchese R, et al. Kinesiotaping reduces pain and modulates sensory function in patients with focal dystonia: a randomized crossover pilot study. Neurorehabil Neural Repair 2013 Oct; 27 (8): 722-31.
17. Tinazzi M, Farina S, Bhatia K, et al. TENS for the treatment of writer's cramp dystonia: a randomized, placebo-controlled study. Neurology 2005; 64 (11): 1946-8.
18. Wikstrom H, Roine RO, Aronen hJ, et al. Specific changes in somatosensory evoked magnetic fields during recovery from sensorimotor stroke. Ann Neurol 2000; 47: 353-60.
19. Zhivolupov SA, Rashidov NA, Mikhaylenko AA, et al. Magnetic stimulation in neurology (theoretical basis, diagnostic opportunities, therapeutic efficacy). Bulletin of the Russian Military Medical Academy 2011; (1) 33: 215-21. Russian (Живо-лупов C. А., Рашидов Н. А., Михайленко А. А. и др. Магнитная стимуляция в неврологии (теоретические основы, диагностические возможности, терапевтическая эффективность). Вестник Российской военно-медицинской академии 2011; 1 (33): 215-21).
20. Giray E, Karadag-Saygi E, Mansiz-Kaplan B, et al. A randomized, single-blinded pilot study evaluating the effects of kinesiology taping and the tape application techniques in addition to therapeutic exercises in the treatment of congenital muscular torticollis. Clin Rehabil 2017 Aug; 31 (8): 1098-106.
21. Comella CL, Perlmutter JS, Jinnah HA, et al. Clinimetric testing of the comprehensive cervical dystonia rating scale. Mov Disord 2016; 31 (4): 563-9.
22. Smit M, Kuiper A, Han V, et al. Psychiatric co-morbidity is highly prevalent in idiopathic cervical dystonia and significantly influences health-related quality of life: Results of a controlled study. Parkinsonism Relat Disord 2016 Sep; 30: 7-12.
23. Jahanshahi M, Marsden CD. A longitudinal follow-up study of depression, disability, and body concept in torticollis. Behavioural Neurology 1990; 3 (4): 233-46.
24. Miller KM, Okun MS, Fernandez HF, et al. Depression symptoms in movement disorders: comparing Parkinson's disease, dystonia, and essential tremor. Mov Disord 2007 Apr; 22 (5): 666-72.
25. Kongsaengdao S, Maneeton B, Maneeton N. Quality of life in cervical dystonia after treatment with botulinum toxin A: a 24-week prospective study. Neuropsychiatric Disease and Treatment 2017; 13: 127-32.
26. Moll M, Rosenthal D, Hefter H. Quality of life in long-term botulinum toxin treatment of cervical dystonia: Results of a cross sectional study. Parkinsonism Relat Disord 2018; (18): 30330-4.
27. Bolbecker AR, Hong SL, Kent JS, et al. Postural Control in Bipolar Disorder: Increased Sway Area and Decreased Dynamical Complexity. PLoS ONE 2011; 6 (5): e19824.
28. Avanzino L, Fiorio M. Proprioceptive Dysfunction in Focal Dystonia: From Experimental Evidence to Rehabilitation Strategies. Frontiers in Human Neuroscience 2014; 8: 1000.
29. Schmieschek H. Questionnaire for the determination of accentuated personalities. Psychiatr Neurol Med Psychol (Leipz) 1970 Oct; 22 (10): 378-81.
УДК 613.648.4 Обзор
АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНОЙ ПРАКТИКИ РЕГУЛИРОВАНИЯ БЕЗОПАСНОГО ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ТЕХНОГЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ С ОЧЕНЬ НИЗКИМИ УРОВНЯМИ АКТИВНОСТИ (ОБЗОР)
В. Г. Барчуков — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, заведующий лабораторией, профессор, доктор медицинских наук; О. А. Кочетков — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук; Л. И. Кузнецова — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, старший научный сотрудник; А.А. Максимов — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, инженер-исследователь.
ANALYSIS OF FOREIGN PRACTICES FOR THE SAFE MANAGEMENT REGULATION OF WASTE CONTAINING VERY LOW ACTIVE MANMADE RADIONUCLIDES (REVIEW)
V. G. Barchukov — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Head of Laboratory, Professor, DSc; O. A. Kochetkov — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Leading Researcher, PhD; L. I. Kuznetsova — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Senior Researcher, A. A. Maksimov — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Research Engineer.
Дата поступления — 25.07.19 г. Дата принятия в печать — 05.12.2019 г.
Барчуков В.Г., Кочетков О.А., Кузнецова Л.И., Максимов А.А. Анализ зарубежной практики регулирования безопасного обращения с отходами, содержащими техногенные радионуклиды с очень низкими уровнями активности (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал 2019; 15 (4): 971-976.
В настоящее время вокруг отходов, которые имеют уровни удельной активности ниже отнесения к твердым радиоактивным отходам (ТРО), но выше уровней, разрешенных для неограниченного использования, возник правовой вакуум, что определяет необходимость поиска законодательных и нормативных решений. В качестве примера для наиболее приемлемого решения в обзоре рассматривается практика решения аналогичных задач в странах с развитой атомной энергетикой, а также оцениваются рекомендации международных организаций по формированию системы безопасного обращения с такой категорией отходов. Исходя из представленного в обзоре материала, представляется, что наиболее логичным и учитывающим практику обращения с радиоактивными отходами в настоящее время в России может быть выделение этого вида отходов в отдельную категорию с установлением законодательно-нормативных требований по безопасному обращению с ней.
Ключевые слова: радиоактивные отходы, регулирование обращения с низкоактивными отходами.
Barchukov VG, Kochetkov OA, Kuznetsova LI, Maksimov AA. Analysis of foreign practices for the safe management regulation of waste containing very low active manmade radionuclides (review). Saratov Journal of Medical Scientific Research 2019; 15 (4): 971-976.
Today, wastes that have specific activities lower than those assigned to solid radioactive waste, but higher than levels permitted for unrestricted use are enclosed in a legal vacuum. This fact necessitates searching for legislative and regulatory solutions. In order to find the most acceptable solution, this review examines the practice of solving similar problems in countries with developed nuclear energy. Recommendations of international organizations on the development of a safe management system of such waste are reviewed as well. Based on the information presented in this review, the allocation of this waste category including the establishment of legislative and regulatory requirements for its safe management seems the most logical and taking into account the current practice of waste management in Russia.
Key words: radioactive waste, regulation of low-level waste management.
Введение. При эксплуатации и в особенности при снятии с эксплуатации атомных объектов образуется большое количество отходов и материалов с очень низким уровнем активности. Выбор экономичного и экологически безопасного способа обращения с такими материалами сопряжен с определенными трудностями, обусловленными их специфическими особенностями: очень малым радиационным воздействием на человека при весьма значительных исходных количествах. Поэтому, с одной стороны, отходы с такой низкой радиоактивностью неэкономично размещать в специализированных дорогостоящих хранилищах и могильниках радиоактивных отходов (РАО), а с другой стороны, есть определенные опасения в безопасности направления их на полигоны захоронения обычных (нерадиоактивных) отходов либо отнесения таких отходов к материалам для ограниченного или неограниченного повторного использования.
Ответственный автор — Барчуков Валерий Гаврилович Тел.: +7 (916) 4364315 E-mail: [email protected]
Существующая в России классификация РАО [1, 2] имеет особенности. Эти особенности состоят в том, что в России к твердым радиоактивным отходам (ТРО) относятся отходы, у которых уровень удельной активности превышает величины минимально значимой удельной активности (МЗУА). Для освобождения из-под радиационного контроля взяты уровни удельной активности, которые отвечают критериям освобождения, изъятия или исключения из-под регулирующего контроля в контексте радиационной защиты, представленные в Приложении 3 ОСПОРБ-99/2010 [3].
Таким образом, очевиден правовой вакуум, возникший вокруг отходов, которые имеют уровни удельной активности ниже отнесения к тРо, но выше уровней, разрешенных для неограниченного использования, что определяет необходимость поиска законодательных и нормативных решений, в частности предлагаемых в работе Е. А. Иванова, Д. А. Шарова, А. В. Курындина (2018) [4]. Тем более это может быть актуально для возможности законодательно-нормативного решения вопроса о совместном захоронении отмеченной категории отходов и катего-
рии «очень низкоактивные радиоактивные отходы»
[5]. Для принятия взвешенного решения по данному вопросу целесообразно рассмотреть накопленный к настоящему времени опыт решения аналогичных задач в других странах, а также оценить рекомендации международных организаций по формированию системы безопасного обращения с такой категорией отходов.
Чтобы найти приемлемое экологически безопасное и экономически низкозатратное решение вопроса обращения с отходами, содержащими техногенные радионуклиды, проведен анализ практики решений аналогичных ситуаций в странах с развитой атомной энергетикой и рекомендаций МАГАТЭ.
1. Международные подходы к организации обращения с отходами, содержащими техногенные радионуклиды с очень низкими уровнями активности. К настоящему времени проблема закрытия объектов с истекшими сроками эксплуатации, дезактивации и реабилитации производственных территорий с последующим удалением образовавшихся РАО является актуальной для всех стран с развитой атомной энергетикой. При этом особую значимость имеют вопросы регулирования безопасности при обращении с отходами, уровни активности которых ниже или на границе отнесения их к РАО, а также возможности и условия вывода их из-под регулирующего контроля.
Согласно мировой практике и глоссарию МАГАТЭ
[6] отходы, образующиеся при производстве и реабилитации радиационно загрязненных территорий, содержащие техногенные радионуклиды с низкими уровнями удельной активности, называются очень низкоактивными отходами, сокращенно VLLW. Учитывая интерес стран к этой проблеме, в целях достижения международного согласия в подходах, критериях и количественных параметрах, необходимых для принятия оптимальных решений по всем аспектам обращения с такими отходами, МАГАТЭ организовало ее системное изучение. В первую очередь потребовалось определение нижней границы удельной активности отнесения к этой категории отходов. Эта проблема тем более актуальна в связи с необходимостью определиться, с какими уровнями активности можно без вреда для населения и окружающей среды снимать такие отходы с регулирующего контроля. Другими словами, необходимо установление требований к процедуре их изъятия из-под регулирующего контроля.
Хронологически уже в 1988 г МАГАТЭ издало руководство по безопасности №89 «Принципы изъятия источников излучения и видов работ из-под регулирующего контроля» [7]. Этот документ в основном определил круг проблем, связанных с обеспечением безопасного обращения с такими отходами. В последующие годы изучение проблемы активно и детально продолжалось. В исследованиях обозначились два направления: дальнейшее развитие общих принципов процедуры изъятия (т. е. ее «идеологии») и установление регламентирующих количественных параметров.
Следующим важным шагом в формировании понимания, как должна быть построена система безопасного обращения с такими отходами, стала серия публикаций МАГАТЭ по программе RADWASS (Radioactive Waste Safety Standards). Основной целью этих рекомендаций является помощь странам в разработке нормативных документов по безопасному обращению с радиоактивными отходами, включая
безопасное захоронение отходов. Например, по этой программе МАГАТЭ разработало классификацию отходов в зависимости от возможного способа их захоронения [8], в которой введена новая категория отходов: «отходы, выведенные из-под регулирующего контроля» (Exempt Waste) с удельной активностью ниже уровней выведения из-под регулирующего контроля (Clearance Levels).
В ходе работ в рамках программы RADWASS было высказано предложение о целесообразности введения в практику такой категории РАО, как очень низкоактивные отходы (ОНАО). Однако однозначного мнения по обращению с этой категорией промышленных отходов в настоящее время еще нет. Попытки разработать официальные рекомендации МАГАТЭ по вопросам выведения ОНАО из-под регулирующего контроля с указанием безопасных предельных уровней радионуклидов не прекращаются до настоящего времени. В частности, под эгидой МАГАТЭ проведен ряд крупных рабочих совещаний (уровня конференции), постоянно организуются технические комитеты и другие мероприятия. Выпущено несколько научно-технических материалов уровня «технический документ» или «рабочий документ».
2. Классификация РАО и международные подходы по обоснованию необходимости выделения категории промышленных отходов, содержащих радионуклиды с очень низкими уровнями удельной активности. Для совершенствования и создания сопряженной законодательно-нормативной базы государств — членов МАГАТЭ в области регулирования радиационной защиты и безопасности, а также практической реализации основных международных норм безопасности, опубликованных в серии изданий МАГАТЭ по безопасности, был подготовлен технический документ IAEA TECDOC 1067 [9]. В этом документе отмечено, что одним из основных этапов процесса обращения с радиоактивными отходами является их классификация.
В 2009 г в серии стандартов безопасности МАГАТЭ для защиты человека и окружающей среды разработано руководство №GSG-1 «Классификация радиоактивных отходов» [10]. В этом документе представлен новый вариант классификации РАО. Классификация была модифицирована так, чтобы отражать опыт, накопленный при разработке, осуществлении контроля и оценке безопасности могильников (предприятий по захоронению). Определен довольно обширный диапазон классов отходов, сформулированы граничные условия между классами.
Эта классификация более гибко, точнее и технологичнее позволяет распределить РАО и материалы, содержащие низкие уровни радионуклидов. В классификации выделяется 6 классов отходов:
1. Изъятые отходы (EW). К ним относятся отходы, отвечающие критериям освобождения, изъятия или исключения из регулирующего контроля в контексте радиационной защиты.
2. Очень короткоживущие отходы (VSLW). Имеются в виду отходы, которые можно хранить до распада в ограниченный несколькими годами промежуток времени, а впоследствии освободить в соответствии с правилами, установленными регулирующим органом для неконтролируемого захоронения, использования или выброса. В этот класс обычно входят радиоактивные отходы, содержащие главным образом радионуклиды с короткими периодами полураспада, часто используемые в исследовательских и медицинских целях.
3. Очень низкоактивные (низкоуровневые) отходы (VLLW). Это отходы, не отвечающие критерию, определяющему EW, но не требующие герметичности и изоляции высокого уровня и, следовательно, пригодные для захоронения в приповерхностных хранилищах типа свалок, с ограниченным регулирующим контролем. Такие могильники типа свалок могут содержать и другие опасные отходы. Типичными отходами из данного класса являются почва и строительный мусор с низкими концентрациями активности.
4-6. Три категории собственно радиоактивных отходов. В их числе: низкоактивные отходы (LLW), среднеактивные отходы (ILW) и высокоуровневые (высокоактивные) отходы (HLW).
Если говорить о трех последних категориях, то в настоящее время сформированы относительно устойчивые понятия по организации системы обращения с ними, за исключением вопросов изоляции (захоронения) РАО, содержащих высокоактивные долгоживущие радионуклиды. Этому способствовало то обстоятельство, что уже с создания МАГАТЭ в 1957 г. проблема обращения с РАО стала важным элементом программ Агентства.
В течение ряда лет комитеты МАГАТЭ по стандартам радиационной безопасности ^АЭЭС) и безопасности радиоактивных отходов ^АЭЭС) работали над проектом создания руководства по безопасности, направленного на определение политики и стратегии обращения с отходами, содержащими очень низкие уровни активности. В рамках этих работ подготовлено международное соглашение о радиологических критериях для радионуклидов в товарах потребления, устанавливающее значения удельной активности для радионуклидов искусственного и естественного происхождения в больших количествах материалов, которые нужно использовать при выполнении требований ОСБ для исключения, освобождения и дезактивации. Полученные и опубликованные численные характеристики по каждому радионуклиду опубликованы и в настоящее время приняты в России, что нашло свое отражение в Приложении 3 0СП0РБ-99/2010 [3].
Обоснование этих величин активности представлено консультативной группой МАГАТЭ, которая показала, что непревышение дозы 10 мкЗв в год может быть достигнуто, если загрязненных радионуклидами отходов с уровнями активности ниже НАО будет 10% от всех размещаемых на полигоне отходов [11]. К таким же заключениям пришли и другие авторы, использовавшие для расчета другие подходы [12-14].
3. Регулирующие аспекты обеспечения радиационной безопасности при обращении с отходами, содержащими радионуклиды по уровню удельной активности ниже категории НАО, в странах с развитой атомной энергетикой. В настоящее время в странах с развитой атомной энергетикой проблема обоснования и установления предельно допустимого уровня активности, ниже которого отходы можно считать радиационно безопасными и исключить тем самым необоснованные затраты на создание и использование средств защиты при транспортировке, переработке, хранении и захоронении их, приобретает особую актуальность. Национальные нормативно-регулирующие документы содержат значения предельно допустимой активности, устанавливающие условную границу между радиоактивными и нерадиоактивными веществами, но в зависимости от сложившейся системы обращения с радиоактив-
ными отходами и способами захоронения они в каждой стране имеют свои особенности.
Наиболее просты в понимании и соответственно в исполнении подходы по обращению с очень низкоактивными отходами (ОНАО) в Великобритании. В законодательном акте «Об обращении с радиоактивными веществами» [15] указывается, что отходы с очень низким уровнем удельной активности (менее 0,4 Бк/г) могут быть выведены из сферы регулирования безопасности и являются нерадиоактивными. При этом в категории НАО выделяют подкатегорию ОНАО. Сюда относятся отходы, имеющие удельную активностью от 0,4 Бк/г до 4 Бк/г. Эти отходы могут быть захоронены на обычной или муниципальной свалке после получения разрешения (лицензии) органа регулирования безопасности. При этом удельная активность альфа-излучающих нуклидов в этих отходах не должна превышать 0,4 Бк/г. Ограничивающим критерием является и общая радиоактивная емкость планируемых к захоронению отходов.
В случае малых объемов (содержимое «мусорного ящика») малообъемные ОНАО можно захоронить на участке, не имеющем специального предназначения, вместе с муниципальными, коммерческими или промышленными отходами (захоронение «мусорного ящика»); каждый 0,1 м3 отходов должен содержать менее 400 кБк общей активности, или отдельные элементы содержат менее 40 кБк общей активности. Для отходов, содержащих углерод-14 или водород-3 (тритий), эти показатели не должны превышать 4000 кБк, вместе взятых. В случае захоронения крупных объемов (крупнообъемные ОНАО) эти радиоактивные отходы должны передаваться на лицензированную площадку окончательной изоляции.
В Швеции, следуя рекомендациям международных организаций, выделяют отходы, содержащие радионуклиды с очень малыми уровнями активности. Такие отходы снимаются с регулирующего контроля в следующих случаях:
— если по поверхностному загрязнению они не превышают 4 Бк/см2 для бета-гамма-излучаю-щих нуклидов (усредненное для 0,01 м2) и 0,4 Бк/см2 для альфа-излучающих нуклидов (усредненное для 0,01 м2), однако для ограниченных площадей (менее 0,001 м2) допускаются величины загрязнения в 10 раз выше;
— если по удельной активности они не более 0,5 Бк/г (исключая естественные радионуклиды) [16].
Удельная активность отходов (условно радиоактивные), разрешенных для захоронения на муниципальной свалке, не должна превышать 5 Бк/г для бета-гамма-излучающих нуклидов и 0,5 Бк/г для альфа-излучающих нуклидов. При этом предел полной активности отходов для захоронения не должен превышать 1 ГБк/год для всей площадки.
Загрязненный лом разрешается для повторного использования к переплавке на промышленных печах с уровнями удельной активности менее 1 Бк/г. При этом допуск осуществляется партиями с таким расчетом, что средняя активность на партию не превысит 0,5 Бк/г. Загрязненный лом с большими уровнями осуществляется в радиологически контролируемой печи в Студсваике (Щвеция). При этом шлак и фильтры обрабатываются, как РАО, а полученные слитки (доминирует Со60) выдерживаются для естественного распада.
Отходы с очень низкими уровнями активности разрешено размещать для окончательной изоляции
совместно с отходами, содержащими радионуклиды с уровнем активности, соответствующей нижней трети НАО, в поверхностных хранилищах на площадках вблизи их образования, поэтому атомные станции Ringhals, Forsmark и Oskarshamn, а также площадка Studsvik имеют для них хранилища со следующими характеристиками:
— период потенциальной опасности — не более ста лет после закрытия могильника;
— отсутствие смешанных отходов;
— радиационная емкость полигона не должна превышать 200 ГБк, при этом допускается до 10% Cs137 и не более 0,1% альфа-активных радионуклидов;
— период пассивного контроля (мониторинга) за могильником — 50 лет после его закрытия.
В Германии допустимые уровни неограниченного использования и критерии к ограничению использования радиоактивных материалов установлены в Постановлении о радиационной защите от 13 октября 1976 г. [17], в которое 18 августа 1997 г. был внесен ряд изменений и дополнений.
Нормативными документами Германии допускаются переработка и повторное использование материалов, загрязненных радионуклидами в ядерном секторе, если это технически возможно и экономически оправдано. Ограничивающими критериями являются:
— по поверхностному загрязнению: бета-гамма-активность 0,5 Бк/см2, бета-гамма-низкоэнергетическая активность 5 Бк/см2, альфа-активность 0,05 Бк/см2;
— по удельной активности: бета-гамма-активность 0,1 Бк/г, если материал используется как вторичное сырье и если, поступая на переплавку, он может содержать активность до 1 Бк/г.
По специальному разрешению регулирующих органов критерии для захоронения отходов, содержащих радионуклиды с очень низкими уровнями удельной активности, могут быть повышены, о чем свидетельствует пример декомиссии на участке MZFR в Карлсруэ, где были обоснованы следующие критерии:
— по поверхностному загрязнению: бета-гамма-активность 0,5 Бк/см2, альфа-активность 0,05 Бк/см2;
— по удельной активности: бета-гамма-активность 0,5 Бк/г.
Принятая во Франции классификация РАО основана на их радиоактивности, радионуклидном составе, физических и химических свойствах, периоде полураспада содержащихся в них изотопов [18], где радиотоксичность отходов определяет предполагаемый способ их захоронения.
Основным критерием являются не результаты измерений, а в первую очередь источник отходов на предприятии. Французское законодательство требует от всех ядерных объектов проведения зонирования на предприятии, устанавливающего зоны ядерных отходов и зоны промышленных отходов. Зоной ядерных отходов являются помещения, где предметы радиоактивно загрязнены или потенциально могут быть загрязнены. Отходы, образовавшиеся в чистой зоне, по их происхождению исключены из-под регулирующего контроля.
В группу коротко- и долгоживущих очень низко активных отходов включены отходы, активность которых составляет менее 100 Бк/г для искусственных радионуклидов или 500 Бк/г для природных радионуклидов. Сталкиваются с этими отходами в основ-
ном при выводе из эксплуатации АЭС или на обычных промышленных площадках, где размещаются низкоактивные вещества. К этой категории относятся также отходы, содержащие радий, используемый для получения радона.
ОНАО выделены в отдельную категорию. В настоящее время эти отходы отправляются в хранилище Morvilliers (управляет компания по обращению с РАО, ANDRA). Граница между ОНАО и НАО определяется, как и в других странах, путем установления верхних пределов удельной активности (Атай) для i-го нуклида в упаковке. Для ОНАО этот индекс в среднем по отходам должен быть меньше 1 (I<1). Однако для любой отдельной упаковки он может быть более 1, но не должен превышать 10 (I <10).
США в настоящее время имеют, пожалуй, самую разветвленную и сложную в мире нормативную базу по безопасности захоронений опасных отходов, в том числе содержащих радионуклиды. Это обусловлено тем, что страна имеет три основные организации по регулированию атомной энергии: Nuclear Regulatory Commission (NRC) (Комиссия по ядерному регулированию), Department of Energy (DOE) (Департамент (Министерство) энергетики) и Environmental Protection Agency (EPA) (Агентство по охране окружающей среды). Все три организации имеют свою нормативную базу по регулированию в атомной энергетике. Нормативные документы высшего уровня входят в систему федеральных документов США — Code of Federal Regulations (CFR). При этом имеются также документы, согласованные всеми тремя организациями. Например, в области безопасного обращения с РАО и отработанным ядерным топливом DOE разработан документ [19] в сотрудничестве с NRC и ЕРА.
Интересно отметить, что согласно этому документу в США выделяют категорию отходов низкой активности — low activity waste (LAW). Эта категория отличается от упомянутой категории низкоактивных отходов (отходов низкого уровня) — low level waste (LLW) тем, что к ней отнесены большие объемы отходов, образующихся при реабилитации загрязненных объектов и территорий. Таким образом, можно считать, что отходы низкой активности (LAW) США аналогичны рассматриваемым ОНАО.
В документе [20] разработана классификация отходов, которые могут быть захоронены в приповерхностные могильники. Эта классификация учитывает вид радионуклидов и их уровень объемной активности. Среди отходов, захораниваемых в приповерхностных хранилищах, выделяют несколько классов.
Класс А: отходы, удовлетворяющие минимальным требованиям к инженерным барьерам. Они хранятся отдельно от отходов других классов. В этот класс включаются отходы, удовлетворяющие следующим требованиям:
— содержать долгоживущие радионуклиды, разрешенные к приповерхностному захоронению, с концентрацией меньше 0,1 их разрешенной для приповерхностного захоронения величины;
— содержать короткоживущие радионуклиды, разрешенные к приповерхностному захоронению с концентрацией величин, приведенных в колонке А;
— не содержать радионуклиды, не разрешенные для приповерхностного захоронения.
Класс В: отходы, требующие при захоронении более жестких условий к инженерным барьерам. Они должны отвечать требованиям минимального объ-
ема и стабильности. В этот класс относятся отходы, удовлетворяющие следующим требованиям:
— как и класс А, должны содержать долгоживу-щие радионуклиды, разрешенные к приповерхностному захоронению, с концентрацией меньше 0,1 их разрешенной для приповерхностного захоронения величины;
— удельная активность короткоживущих радионуклидов, разрешенных к приповерхностному захоронению, должна быть меньше величин, приведенных в колонке С, и больше величин, приведенных в колонке А;
— не содержать радионуклиды, не разрешенные для приповерхностного захоронения.
Класс С: отходы, которые наряду с высокими требованиями к инженерным барьерам должны иметь дополнительные меры для защиты от случайного проникновения. В этот класс относятся отходы, удовлетворяющие следующим требованиям:
— концентрация долгоживущих радионуклидов, разрешенных к приповерхностному захоронению, должна быть в интервале от 0,1 до 1,0 их разрешенной для приповерхностного захоронения величины;
— концентрация короткоживущих радионуклидов, разрешенных к приповерхностному захоронению, должна быть в интервале величин, указанных в колонке С;
— не содержать радионуклиды, не разрешенные для приповерхностного захоронения.
Для допуска к повторному использованию ценных материалов используются следующие критерии: поверхностное загрязнение и удельная активность:
— бета-гамма активность не более 5000 распадов в минуту (расп/мин) на 100 см2. Усредненный максимум для 1 м20,83 Бк/см2. На отдельных участках, не превышающих 100 см2, разрешается максимально 15000 расп/мин на 100 см2, при условии что более 1000 расп/мин может быть удалено;
— альфа-активность от природного урана, и-235, и-238 и сопутствующих продуктов распада разрешена до уровней выше отмеченной бета-гамма-активности. Для трансурановых элементов, различных нуклидов радия, тория и йода существуют более строгие ограничения.
Заключение. Анализируя рассмотренные материалы, можно сделать вывод: в странах с развитой атомной энергетикой имеются различные подходы к безопасному обращению с категорией отходов, содержащих радионуклиды с очень низкими уровнями удельной активности. Однако общим для всех является положение, что решать эту проблему необходимо с позиции обеспечения безопасности при окончательной изоляции таких отходов. В рекомендациях МАГАТЭ сделана попытка интегрировать практику обращения с такими отходами. При этом основным критерием, обеспечивающим их безопасность, является уровень удельной активности радионуклидов, ниже которого обращение с отходами не требует каких-либо ограничений. Верхняя граница этой категории отходов регулирующими документами МАГАТЭ четко не определена и зависит от сформировавшихся подходов по обеспечению безопасности в конкретной стране и сложившейся системы обращения с ними.
Рассматривая конкретные страны, где проблемы обращения с такой категорией отходов актуальна, можно заключить, что в основе всех подходов лежат требования по безопасной окончательной изоляции этой категории отходов в сочетании с минимальны-
ми экономическими затратами. В качестве критериев безопасности берут, как правило, несколько показателей. В частности, в Великобритании снятие отходов с регулирующего контроля, содержащих техногенные радионуклиды с очень низкими уровнями удельной активности, регулируется величиной удельной активности радионуклидов и общей активностью в партии, освобождаемой из-под радиационного контроля. В Швеции, где из атомной промышленности в основном это атомная энергетика, критерием, наряду с удельной активностью, является загрязненность и общая активность радионуклидов на полигоне. В Германии величина удельной активности может меняться в сторону увеличения в зависимости от способа окончательной изоляции. Во Франции, наиболее широкомасштабно работающей с источниками ионизирующего излучения, верхним критерием является, как и в России, установленный минимальный уровень удельной активности радионуклидов в отходах, а нижним источник их происхождения. Если отходы идут из чистой зоны, то они размещаются на обычном полигоне, а если с зоны ограниченного доступа и имеют уровни удельной активности ниже организационно определенного верхнего предела, то их направляют на окончательную изоляцию на специализированный полигон.
Таким образом, решение по обращению с этой категорией отходов в России, основанное на имеющейся международной практике, напрямую не вытекает. Наиболее логичным и учитывающим практику обращения с РАО в настоящее время в России могло быть выделение этой категории отходов с установлением законодательно-нормативных требований по безопасному обращению с ней. Такие отходы должны быть отнесены к ТРО, что, в свою очередь, потребует решения ряда законодательно-нормативных требований и в то же время упростит выведение радиаци-онно опасных объектов из эксплуатации, проведение реабилитационных мероприятий и окончательную их изоляцию. При этом они могут быть размещены на одном полигоне вместе с нижней частью низкоактивных отходов (ОНРАО), что также упростит их радиационный контроль. Учитывая, что эти категории отходов составляют 90-95% всех ТРО, такой подход, без ущерба для обеспечения радиационной безопасности, позволит снизить и экономические затраты на их окончательную изоляцию.
Конфликт интересов не заявляется.
Авторский вклад: написание статьи — В. Г. Барчуков, О. А. Кочетков, Л. И. Кузнецова, А. А. Максимов; утверждение рукописи для публикации — В. Г. Барчуков, О. А. Кочетков.
References (Литература)
1. On the Management of Radioactive Waste and Amendments to Certain LegislativeActs ofthe Russian Federation: Federal Law of July 11, 2011 No. 190-FZ (with account of Federal Law of July 2, 2013 No. 188-FZ "On Amendments to the Federal Law "On the State Atomic Energy Corporation Rosatom" and Certain Legislative Acts of the Russian Federation"). Russian (Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон от 11 июля 2011 г. №190-ФЗ в ред. Федерального закона от 2 июля 2013 г. №188-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом"» и отдельные законодательные акты Российской Федерации»).
2. On Criteria Used to Define Solid, Liquid and Gaseous Waste as Radioactive Waste, Criteria Used to Define Radioactive Waste as Special Radioactive Waste and Removable Radioactive Waste, Criteria for the Classification of Removable
Radioactive Waste: The Resolution of the Government of the Russian Federation of October 19, 2012 No. 1069 (with account of the Resolution of the Government of the Russian Federation of February 4, 2015 No. 95). Russian (О критериях отнесения твердых, жидких и газообразных отходов к радиоактивным отходам, критериях отнесения радиоактивных отходов к особым радиоактивным отходам и к удаляемым радиоактивным отходам и критериях классификации удаляемых радиоактивных отходов: постановление Правительства РФ от 19 октября 2012 г №1069 в ред. постановления Правительства РФ от 4 февраля 2015 г. №95).
3. Basic Sanitary Rules of Radiation Safety (0SP0RB-99/2010) (with account of the Amendment No. 1 to 0SP0RB-99/2010 introduced by the resolution of the Chief Public Health Official of the Russian Federation of September 16, 2013 No. 43). M., 2010. Russian (СанПиН 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (0Сп0РБ-99/2010) (в ред. изменений № 1, утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 16 сентября 2013 г. №43). М.: Роспотребнадзор, 2010).
4. Ivanov EA, Sharov DA, Kuryndin AV. Actual Problems of Classification of Radioactive Waste Generated During Nuclear Energy Application. Nuclear and Radiation Safety Journal 2018; (2): 11-24. Russian (Иванов Е. А., Шаров Д. А., Курын-дин А. В. Актуальные проблемы классификации удаляемых твердых радиоактивных отходов, образующихся при использовании атомной энергии. Ядерная и радиационная безопасность 2018; (2): 11-24).
5. Asmolov VG, Ivanov EA, Barchukov VG, et al. Very Low Level Radioactive Wastes in the System of Safe Radioactive Waste Management. Rosenergoatom Journal 2014; (10): 30-3. Russian (Асмолов В. Г., Иванов Е. А., Барчуков В. Г. и др. Очень низкоактивные радиоактивные отходы в системе безопасного обращения с радиоактивными отходами. Журнал Росэнергоатом 2014; (10): 30-3).
6. IAEA Safety Glossary. Terminology used in Nuclear, Radiation, Radioactive Waste and Transport Safety: Version 2.0. Vienna, 2006.
7. IAEA, Safety Series No. 89. Principles for the Exemption of Radiation Sources and Practices from Regulatory Control. Vienna, 1988.
8. IAEA, Safety Series No. 111-G-l. l. Classification of Radioactive Waste: A Safety Guide. Vienna, 1994.
9. IAEA TECDOC No. 1067. Organization and Implementation of a National Regulatory Infrastructure Governing Protection against Ionizing Radiation and the Safety of Radiation Sources: Interim Report for Comment. Vienna, 1999.
10. IAEA, Safety Standards Series No. GSG-1. Classification of radioactive waste: safety guide. Vienna, 2009.
11. IAEA TECDOC No. 401. Exemption of radiation sources and practices from regulatory control; Application of the principles to low-level radioactive waste disposal in the terrestrial environment. Vienna, 1987.
12. Sumerling TJ, Sweeney BJ. A review of the Justification for Exemption Orders, and for Other Low-Level Radioactive Waste Disposal Practices. ANS Report 1987; (683-1).
13. UKDOE Report RW-87.069, Department of Environment. London, 1987.
14. Neuder SM, Kennedy WE. Onsite Disposal of Radioactive Waste. NUREG-1101. Vol. 2. U. S. Nuclear Regulatory Commission. Washington DC, 1987.
15. Radioactive Substances Act, 1993 (Statutory Instrument 2010 No. 675 Environmental Permitting (England and Wales) Regulations).
16. OECDJ 996 The international INTRAVAL Project, Final results, Swedish Nuclear Power Inspectorate and OECD/NEA. Paris, 1996.
17. Ordinance respecting protection against injury from ionizing radiations (Radiation Protection Ordinance) of 13 October 1976 (with account of the Ordinance to amend the Radiation Protection Ordinance (of 13 Oct. 1976) of 18 August, 1997), Bundesgesetzblatt.
18. Basic Safety Regulation. Regulation No. 1.2. SINN 3210, 1984.
19. Second National Report for the Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management, DOE/EM-0654, 2005.
20. U. S. Nuclear Regulatory Commission Licensing Requirements for Land Disposal of Radioactive Waste: Code of Federal Regulations, Title 10, Part 61. U. S. Government Printing Office, Washington, DC, 1987.
УДК 612.563+57.089+57.084 Оригинальная статья
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ИЗМЕНЕНИЙ ДАННЫХ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕРМОГРАФИИ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА КОЖИ ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС
А. В. Даценко — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, заведующий лабораторией экспериментальной патологии и статистического прогнозирования, доктор медицинских наук.
DETERMINING THE RELATIONSHIP OF CHANGES IN INFRARED THERMOGRAPHY DATA AND MORPHOMETRIC PARAMETERS OF THE MICROVASCULATURE OF LABORATORY RATS' SKIN
A. V. Datsenko — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Head of Laboratory of Experimental Pathology and Statistical Prediction, DSc.
Дата поступления — 25.07.19 г. Дата принятия в печать — 05.12.2019 г.
Даценко А.В. Определение взаимосвязей изменений данных инфракрасной термографии и морфометрических параметров микроциркуляторного русла кожи лабораторных крыс. Саратовский научно-медицинский журнал 2019; 15 (4): 976-982.
Цель: определение количественных морфофункциональных взаимосвязей изменений морфометрических параметров микроциркуляторного русла и показателей дистанционной инфракрасной термографии кожи хвоста лабораторных крыс. Материал и методы. С помощью инфракрасной термографии измеряли температуру поверхности кожи у основания хвоста 32 крыс и забирали материал для подготовки гистологических препаратов тех же участков кожи. При морфометрическом исследовании определяли диаметр микрососудов поверхностных и более глубоких слоев дермы. Результаты. Изменения морфофункциональных показателей характеризовались корреляционными связями средней силы. Уменьшение просвета функционирующих микрососудов
на 10% сопровождалось снижением температуры поверхности кожи на 0,3 °С. Понижение температурных показателей до -2 °С обусловлено сокращением кровотока при дилатации микрососудов до 60% с признаками застойного полнокровия и стаза. Повышение температуры поверхности кожи на 0,6 °С сопровождалось усилением периферического кровотока в виде расширения просвета микрососудов на 5-10%. При возрастании температуры поверхности кожи на 2,4 °С происходило практически двукратное увеличение диаметра микрососудов. Заключение. Данные инфракрасной термографии можно использовать в качестве критерия для диагностической и прогностической оценки состояния и степени выраженности изменений кожного периферического кровотока у лабораторных крыс.
Ключевые слова: инфракрасная термография, тепловидение, микроциркуляторное русло кожи крысы.
Datsenko AV. Determining the relationship of changes in infrared thermography data and morphometric parameters of the microvasculature of laboratory rats' skin. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2019; 15 (4): 976-982.
Purpose: determination of quantitative morphological and functional relationships between changes in the morphometric parameters of the microvasculature and indicators of remote infrared thermography of the tail skin of laboratory rats. Material and Methods. Using infrared thermography, the skin surface temperature was measured at the base of the tail of 32 rats and material was taken to prepare histological preparations of the same skin areas. A morphometric study determined the diameter of the microvessels of the superficial and deeper layers of the dermis. Results. Changes in morphological and functional indicators were characterized by correlation bonds of medium strength. A 10% decrease in the lumen of functioning microvessels was accompanied by a 0.3 °С decrease in skin surface temperature. The decrease in temperature indicators to -2 °С was due to a decrease in blood flow during microvascular dilatation to 60% with signs of congestive congestion and stasis. An increase in skin surface temperature by 0.6 °C was accompanied by an increase in peripheral blood flow in the form of an expansion of the microvessel lumen by 5-10%. With an increase in skin surface temperature by 2.4 °C, there was an almost twofold increase in the diameter of microvessels. Conclusion. Infrared thermography data can be used as a criterion for diagnostic and prognostic assessment of the status and severity of changes in cutaneous peripheral blood flow in laboratory rats.
Key words: infrared thermography, thermal imaging, rat skin microvasculature.
Введение. Острые эффекты во время и в ранние сроки после воздействия экстремальных факторов разной природы в основном проявляются качественно однотипными, в зависимости от степени выраженности, функциональными кратковременными, обратимыми или стойкими неспецифическими изменениями и нарушениями системы кровообращения, преимущественно периферической ее части, включающей систему микроциркуляции крови. Функциональные и патологические перестройки рабочих клеточных и тканевых структур центральной нервной системы (ЦНС) и жизненно важных внутренних органов при этом обусловлены возникающей гипоксией из-за изменений периферического кровотока, приводящих к ограничениям поступления кислорода, удаления углекислого газа и метаболитов. В конечном итоге в ранние сроки после воздействия преимущественно сосудистые нарушения определяют отклонения в состоянии работоспособности и физической выносливости организма.
При проведении комплексных экспериментальных медико-биологических исследований по оценке эффектов неблагоприятного действия на биообъекты малоизученных, в том числе экстремальных факторов различной природы одними из основных показателей состояния организма являются данные об изменениях температуры тела во время, в ранние сроки и в динамике после воздействия.
Температура поверхности тела является интегральным показателем здоровья, функционального состояния человека и широко используется в качестве критерия при решении задач медицинской диагностики [1]. Любое патологическое состояние локально или генерализованно затрагивает процессы теплопродукции и теплообмена в организме [2]. Основным фактором, определяющим температуру органов и частей тела живого организма, является уровень тканевого кровотока по сосудам микроцир-куляторного русла (МЦР).
Ответственный автор — Даценко Алексей Валентинович Тел.: +7 (905) 5543783
E-mail: [email protected], [email protected]
Одним из способов измерения температуры является метод дистанционной инфракрасной термографии (ИКТ), позволяющий в динамике количественно бесконтактно (неинвазивно) оценить состояние периферической гемодинамики у биообъектов, находящихся в свободном поведении без применения наркоза и инструментальных процедур [3]. Наиболее подходящим объектом для термографического исследования является хвост лабораторных крыс, кожа которого выполняет основную функцию терморегуляции у грызунов и на котором отсутствует густой волосяной покров, что не требует проведения предварительной депиляции.
В экспериментальных медицинских исследованиях по оценке эффективности и безопасности воздействия различных факторов объективными количественными показателями состояния микроциркуляции крови являются морфометрические параметры МЦР на гистологических препаратах органов и тканей биообъектов, которые характеризуют тонус (констрикция, дилатация) и степень кровенаполнения микрососудов ткани [4].
Цель: определение количественных морфофунк-циональных взаимосвязей изменений морфоме-трических параметров микроциркуляторного русла и показателей дистанционной инфракрасной термографии поверхности кожи хвоста лабораторных крыс.
Материал и методы. В качестве объектов термографических и гистологических исследований использовали 32 белых беспородных крыс-самцов весом 160-180 г, полученных из питомника ООО «БИТИС» (Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, д. Шапилово). Животных содержали в стандартных конвенциональных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище (комбикорм).
Неинвазивную динамическую ИКТ поверхности кожи хвоста крыс проводили с помощью тепловизора Flir SC660 ^Пг, Швеция) в лабораторных условиях при температуре воздуха 18-24 °С и относительной влажности 60-75%. Расстояние от объектива тепловизора до объекта исследования составляло 50 см. Температурные показатели поверхности кожи ре-
гистрировали на участке хвоста на удалении 1 см от его основания (рис. 1).
Материал для гистологического исследования брали после термографического обследования у наркотизированных крыс после внутрибрюшинного введения препарата Золетил-100 из расчета 50 мг/кг. Участок проксимальной части хвоста на удалении 1см от его основания толщиной 0,3-0,5 см фиксировали в 10%-м нейтральном формалине. Проводку и заливку материала в парафиновые блоки проводили с помощью тканевого процессора Shandon Excelsior ES и заливочной станции Microm TS-350 (Thermo Scientific, США). Парафиновые поперечные срезы кожи готовили с помощью ротационного микротома Microm HM-355S, которые окрашивали гематоксилином и эозином в автомате карусельного Shandon Varistain 24-4.
Основным морфометрическим показателем состояний вазоконстрикции и вазодилатации является поперечный диаметр сосудов. Морфометрическое исследование гистологических препаратов кожи биообъектов включало определение поперечного диаметра микрососудов (капилляров, прекапилляров, посткапилляров, артериол и венул), содержащих эритроциты, поверхностного слоя дермы (на глубине до 30 мкм от сосочкового слоя эпидермиса) и более глубокого слоя на удалении от 30 до 120 мкм от нижнего края эпидермиса при увеличении объектива микроскопа 40 не менее чем в 10 полях зрения (рис. 2). Для каждого биообъекта определяли среднее значение диаметра функционирующих микрососудов капиллярного типа, расположенных на разной глубине от поверхности кожи.
Современные функциональные тесты для оценки состояния микроциркуляции крови основаны на физических принципах регистрации движения и определения количества эритроцитов внутри микрососудов [5]. Это подтверждает целесообразность проведения избирательного морфометрического исследования микрососудов, содержащих красные кровяные клетки (эритроциты) в МЦР органов и тканей на гистологических препаратах. Результаты термографических и морфометрических исследований микроциркуляции крови также были сопоставлены с ранее полученными данными лазерной допплеровской флоу-метрической (ЛДФ) оценки периферического кожного кровотока [6].
Для сравнительного анализа и сопоставления экспериментальных данных использовали показатели разности и отношения индивидуальных термографических и морфометрических параметров к соответствующим средним значениям группы биообъектов. Морфофункциональные зависимости определяли с помощью статистических методов корреляционно-регрессионного анализа (встроенные статистические функции офисного пакета Microsoft Excel и прикладное программное обеспечение StatBase).
Процедуры экспериментов на животных соответствовали требованиям Хельсинкской декларации 1975 г. (пересмотр 1983 г.).
Результаты. Температура поверхности кожи у основания хвоста экспериментальных биообъектов находилась в пределах 28,6-32,4 °С. Диапазон температурных изменений относительно среднего значения 30,3 °С составлял ±2,0 °С. Диаметр просвета микрососудов кожи крыс в среднем был равен 6,0 мкм при диапазоне варьирования 1,1-18,9 мкм. При этом диаметр микрососудов у биообъектов в целом однотипно изменялся в зависимости от глубины
#
Рис. 1. Дистанционная инфракрасная термография поверхности кожи хвоста крыс
Рис. 2 Морфометрические параметры микроциркуляторного русла кожи хвоста крыс. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. об. 40
их расположения в дерме кожи, что соответствует анатомической структуре сосудистой сети основных жизненно важных органов. В толще органа находятся более крупные магистральные, артериолярные и ве-нулярные сосуды, а капиллярные микрососуды в основном преобладают в поверхностных слоях дермы кожи. Эволюционно данная структура сосудистой сети обеспечивает защиту крупных сосудов и минимизацию кровопотери при травматических повреждениях и ранениях с нарушением целостности кожных покровов.
Для оценки взаимосвязей изменений температуры и диаметра сосудов МЦР были определены морфофункциональные корреляции и статистические зависимости изменений термографических показателей поверхности кожи и морфометрических параметров состояния кожной периферической гемодинамики у экспериментальных биообъектов. Установлены однотипные парные параболические регрессионные кривые изменений показателей температуры поверхности кожи хвоста крыс в зависимости от диаметра микрососудов, расположенных на разной глубине от поверхности кожи, при использовании в качестве исходных данных отношения индивидуальных показателей к среднегрупповым статистическим параметрам (рис. 3).
Зависимости характеризовались корреляционной связью средней силы (коэффициент корреля-
Рис. 3. Зависимости изменений диаметра микрососудов дермы и температурных показателей поверхности кожи хвоста
Примечание: по оси абсцисс — отрицательный и положительный прирост температуры (°С); по оси ординат — изменения диаметра микрососудов относительно среднегрупповых показателей (%); красные линии и точки — полиномиальный тренд и индивидуальные средние значения для микрососудов глубокого слоя дермы (более 30 мкм); синие — поверхностного слоя (менее 30 мкм).
ции г=0,47 для поверхностного слоя дермы и г=0,69 для глубокого слоя). Значительно лучшие статистические показатели аппроксимации были получены при сопоставлении данных ИКТ и морфометриче-ских параметров микрососудов глубоких слоев кожи по сравнению с поверхностной сосудистой сетью.
Уравнение регрессии изменений диаметра сосудов МЦР более глубоких слоев кожи хвоста крыс в зависимости от величин прироста температуры имеет вид:
ДD = -10,4 + 6,0 ДТ + 15,4 ДТ2
(коэффициент детерминации R2=47,5%; г=0,69; коэффициент Фишера для модели F=13,1; степени свободы DF=2/29; уровень значимости р<0,001), где ДТ — прирост (отрицательный или положительный) температуры поверхности кожи хвоста (°С); ДD — изменения диаметра микрососудов относительно среднегруппового показателя (%).
Установленная параболическая регрессионная зависимость свидетельствует о том, что уменьшение просвета функционирующих микрососудов на 10% сопровождалось снижением температуры поверхности кожи на 0,3 °С. Дальнейшее снижение температурных показателей до -2 °С обусловлено в большей степени более выраженными явлениями сокращения кровотока при дилатации микрососудов до 60% с признаками нарастающего застойного полнокровия, стаза, вплоть до сладж-феномена. Повышение температуры поверхности кожи на 0,6 °С сопровождалось показателями усиления периферического кровотока в виде расширения просвета микрососудов на 5-10%. При возрастании температуры поверхности кожных покровов на 2,4 °С происходило практически двукратное увеличение диаметра микрососудов на 80-90%. Подобные явления функциональной гиперемии и усиления микрокровотока могут иметь место на начальных этапах эритемы, местных воспалительных процессов, при максимальных функциональных и физических нагрузках.
Существенно большее влияние на температурные показатели поверхности кожи хвоста экспериментальных биообъектов оказывают изменения
просвета более крупных микрососудов, в основном посткапилляров и венул, расположенных в глубоких слоях дермы кожи, за счет того, что в их просвете одновременно может находиться несколько эритроцитов. В просвете капилляров, преобладающих в поверхностных слоях дермы, могут отсутствовать или располагаться единичные часто меняющие свою форму (в основном вытянутые вдоль продольной оси сосуда) эритроциты.
В ранее проведенных сравнительных исследованиях изменений термографических и флоуме-трических показателей кожной периферической гемодинамики установлено, что снижение тканевого кровотока сопровождалось уменьшением температуры, при усилении перфузии крови по путям микроциркуляции происходило увеличение температуры поверхности кожных покровов хвоста лабораторных крыс. Сопоставление выявленной параметрической зависимости с результатами морфометрического анализа сосудов МЦР кожи (рис. 4) свидетельствует о том, что снижение уровня периферического кровотока и уменьшение температуры поверхности кожи, указывающие, в частности, на развитие гипоксии, могут происходить не столько за счет сужения просвета, констрикции и спазма кожных сосудов, сколько за счет застойного полнокровия, венозной гиперемии, стазов с повышенной агрегацией эритроцитов, процессов сладж-феномена. В данных случаях просвет сосудов увеличивается, имеется дилатация разной степени выраженности, вплоть до их паретиче-ского расширения.
Обсуждение. В настоящее время наиболее совершенным методом регистрации температурных показателей тела человека считается метод ИКТ [3, 7, 8]. ИКТ является неинвазивным диагностическим инструментом и методом мониторинга, позволяющим оценивать физиологические изменения, распределение температуры изучаемой поверхности; определенные анатомические перестройки также фиксируют на термоизображении. Обработка термограмм и сопоставление со статусом болезни позволя-
Рис. 4. Зависимости изменений микроциркуляции крови, диаметра микрососудов дермы и температуры поверхности кожи хвоста лабораторных крыс П р и м е ч а н и е : по оси абсцисс — отрицательный и положительный прирост температуры (°С); по оси ординат — изменения уровня периферического кровотока по данным лазерной допплеровской флоуметрии и морфометрических параметров диаметра микрососудов (%); красные линии и цифры в рамках — изменения уровня микроциркуляции крови по данным лазерной допплеровской флоуметрии; синие — изменения диаметра микрососудов дермы.
ет контролировать течение заболеваний и оценивать эффективность их лечения. Термография помогает идентифицировать изображение без надлежащих настроек освещения [2, 7, 9].
Определение точных фактических температур биообъектов, особенно в полевых условиях, считается трудной задачей. Это связано в определенной мере с физическими основами ИКТ, которая должна учитывать в совокупности несколько параметров, позволяющих произвести измерение абсолютной температуры. На температурные показатели оказывают влияние, в частности, факторы окружающей среды. В связи с этим абсолютные термографические измерения производят только в тех случаях, когда требуется очень точное измерение температуры. Поскольку практически всегда нецелесообразно определять точную температуру каждого биообъекта, в качестве альтернативы используют более практичный метод сравнительной количественной термографии, который является эффективным методом для оценки состояния биообъектов путем сравнения индивидуальных значений температуры животных экспериментальной группы с «эталонными» средними значениями контрольных групп или выбранной группы сравнения. Показателями сравнения являются разницы температур. При этом условия окружающей среды для подопытных и контрольных экспериментальных биообъектов должны быть одинаковыми. Разность температур для конкретного биообъекта фиксируется как превышение или понижение уровня температуры относительно среднего значения контрольной группы. Количественное измерение дает возможность определить степень выраженности изменений или тяжести повреждений.
При применении ИКТ для контроля состояния и диагностики патологии у биообъектов необходимо использовать критерии оценки, которые позволяют идентифицировать уровни температуры или анатомические области с измененной температурой по отношению к уровню критичности, и они могут быть применены к группам подобных биообъектов. Тепловизор позволяет пользоваться критерием разности температуры и классифицировать разной степени выраженности аномалии по температурным показателям. Эти критерии указывают на превышение или понижение температуры выше или ниже определенного базисного (контрольного) уровня. Интерпретация термограммы представляет собой процесс сравнения показателей температуры биообъекта с критериями оценки по заданным градациям функциональных изменений и патологических состояний организма.
Основными факторами, влияющими на изменения температуры кожи, являются состояние сосудистой системы и уровень микроциркуляции крови. Увеличение притока крови или его уменьшение, вызванное сужением сосудов или их закупоркой, приводят к возникновению изменений локальной температуры. Наличие патологических процессов ведет к изменениям величины и распределения температуры, причем эти изменения часто опережают другие клинические проявления, что важно для ранней диагностики и своевременного лечения заболеваний[7, 8, 10]. Данные динамического дистанционного термографического исследования разных видов животных используют для оценки нарушений периферического кровообращения [11]. ИКТ кожи хвоста мыши предоставляет информацию о вазомоторном тонусе сосудистой сети [3].
Одним из наиболее надежных применений ИКТ является оценка роли термоэффекта в оболочках специализированных органов с потерей тепла, таких как хвост у мышей и крыс, ухо у морских свинок и кроликов, руки у людей [3]. В частности, ИКТ используют в качестве меры вазомоторного тонуса для выявления наличия или отсутствия вазоконстрикции или вазодилатации. Кожа играет важную роль в регулировании температуры (терморегуляции) и является самым большим органом в организме человека. Кожа также защищает другие органы от различных травм (механических воздействий, различных излучений, химикатов и т. д.).
Значительную часть поверхности кожи экспериментальных биообъектов покрывает шерсть. У крыс все тело, кроме хвоста, кистей и ступней, густо покрыто волосами. Бритье и процедуры удаления волос раздражают кожу и могут привести к воспалению и локальным изменениям температуры. Кожа хвоста разных линий лабораторных крыс не содержит волос и потовых желез. Хвост практически постоянно находится в поле зрения при любом положении животного (за исключением позиций, когда биообъект сидит на нем) и может быть без дополнительных помех и искажений, а также без депиляции использован для дистанционной бесконтактной термографической оценки микрососудистых изменений и нарушений.
ИКТ использовали для неинвазивной оценки реакции острого стресса у различных видов животных [12, 13]. Когнитивные и аффективные состояния сильно влияли на кровоток. При термографических исследованиях острых реакций на стресс выявлено значительное снижение температуры кожи хвоста и повышение температуры глаз, коррелирующих с показателями тревожно-фобических состояний при тестировании мышей и крыс в «Открытом поле» и «Приподнятом крестообразном лабиринте» [14, 15].
В последнее время наблюдается устойчивый рост использования тепловизионных камер для выявления корреляционных взаимосвязей между изменениями различных физиологических показателей и параметрами температуры кожи [7]. Корреляционная связь установлена между изменениями температуры ядра и данными ИКТ фронтальной и боковой поверхности лица и лба [16]. С помощью ИКТ регистрируют температуру поверхности областей и частей тела человека и животных, которая по абсолютным величинам отличается от температуры ядра тела живых организмов. При этом необходимо учитывать, что различные процедуры измерений внутренней температуры тела биообъектов (ручные манипуляции, относительно длительная иммобилизация, использование инородных тел в виде ректальных и ушных термометров, контактных аппликаторов, операции под общим наркозом для имплантации и вживления термодатчиков) сами по себе являются стрессирующими и могут вызывать существенные температурные изменения и послеоперационные осложнения у лабораторных животных.
Корреляционные взаимосвязи установлены между термографическими показателями и данными измерений с помощью ЛДФ кожной тканевой перфузии [17]. С помощью ИКТ орбитальной области возможно неинвазивное косвенное измерение температуры мозга [18]. Различные эмоциональные нагрузки приводят к тому, что кровь течет из смежных областей лица в мозг, что приводит к изменению температуры лица. Различные области лица (кожа края носа, над глазами и в центре лба) являются эффективны-
ми индикаторами температуры. Проведены экспериментальные исследования на крысах для определения временной зависимости цереброкортикального микропотока, измеряемого с помощью ЛДФ, и изменений температуры поверхности мозга с использованием инфракрасной камеры. Выявлена значительная положительная корреляция между максимальными изменениями перфузии и температуры мозга [19].
Результатами проведенного исследования подтверждаются данные о том, что в регуляции температуры кожи в основном участвуют более крупные микрососуды, расположенные глубже в дерме [5]. Исходя из установленных зависимостей, отмечено, что снижение температуры поверхности кожи хвоста не сопровождалось существенным уменьшением просвета капиллярных микрососудов, характеризующим сокращение тканевого кровотока в результате вазоконстрикции. Необходимо указать, что сосуды капиллярного типа, составляющие подавляющую часть МЦР, не имеют нервно-мышечного аппарата, позволяющего им активно сокращаться [20]. Изменения их просвета носят пассивный характер и зависят от степени их кровенаполнения, онкотического давления, оказываемого на стенки сосудов со стороны окружающей ткани, а также наличия в тканях и в содержимом сосудов биологически активных гуморальных факторов, влияющих в основном на проницаемость стенок гистогематических барьеров. В частности, существенное уменьшение диаметра капилляров может иметь место только при отсутствии в их просвете клеток красной крови (эритроцитов). Снижение капиллярного кровотока, регистрируемого с помощью физиологических методов исследования типа лДф, происходит за счет спазма артериол и прекапиллярных сфинктеров, уменьшения количества функционирующих микрососудов, снижения их кровенаполнения и шунтирования кровотока по артериоловенулярным анастомозам. Вазо-констрикция характерна для артериолярного звена, составляющего малую часть МЦР и редко встречающегося на гистологических препаратах кожи. Явления спазма артериол и морфологические эквиваленты активных вазомоций также практически не встречаются даже при исследовании тотальных препаратов серозных оболочек, где в отличие от гистологических срезов все компоненты МЦР представлены на плоскости как единое целое.
Использование динамической дистанционной ИКТ биообъектов может найти применение для оценки эффективности и безопасности широкого спектра воздействий полезных или вредных и опасных факторов на живой организм, связанных с тепловыми и холодовыми экстремальными нагрузками; лечебными и физиотерапевтическими процедурами; экстремальными климатическими условиями; ионизирующими и неионизирующими излучениями, включая оптические, электромагнитные поля тепловых и нетепловых уровней мощности, магнитными, ультразвуковыми, барическими факторами; действием различных фармакологических средств, химических и биологически активных веществ. Внедрение ИКТ в экспериментальную медицину является одним из направлений развития высокоэффективных методов диагностики, обеспечивающих контроль температурного состояния биообъектов без какого-либо вмешательства и выявление патологических изменений на ранней стадии их развития.
В экспериментальной медицине ИКТ может быть использована в качестве метода изучения физиоло-
гии и патологии периферических сосудов, позволяющего наглядно и бесконтактно контролировать эффективность и безопасность воздействия на живой организм различных факторов, объективно определять степень тяжести повреждений и прогнозировать состояние подопытных биообъектов в динамике после воздействия, включая возможности оценки риска развития отдаленных последствий и определения эффективных способов коррекции сосудистых нарушений.
Заключение. Определены параметры регрессионных зависимостей изменений термографических данных и морфометрических показателей диаметра сосудов МЦР ткани кожи хвоста лабораторных крыс. Морфофункциональные взаимосвязи для микрососудов, расположенных на разной глубине от поверхности кожи, были идентичными и характеризовались корреляционными связями средней силы. Установленная параболическая регрессионная зависимость свидетельствует о том, что уменьшение просвета функционирующих микрососудов на 10% сопровождалось снижением температуры поверхности кожи на 0,3 °С. Снижение температурных показателей до -2 °С было обусловлено в большей степени наличием более выраженных явлений сокращения кровотока при дилатации микрососудов до 60% с признаками нарастающего застойного полнокровия и стаза. Повышение температуры поверхности кожи на 0,6 °С сопровождалось показателями усиления периферического кровотока в виде расширения просвета микрососудов на 5-10%. При возрастании температуры поверхности кожных покровов на 2,4 °С происходило практически двукратное увеличение диаметра микрососудов на 80-90%.
Установленные диапазоны изменений термографических показателей являются градациями прогностических температурных параметров, характеризующих состояния и изменения периферического кровотока в коже у лабораторных крыс. Метод ИКТ позволяет проводить оценку степени выраженности изменений микроциркуляции крови кожных покровов и на основе параметрических зависимостей прогнозировать вероятность возникновения острых нарушений периферической гемодинамики у экспериментальных биообъектов во время и в ранние сроки после воздействия различных экстремальных факторов.
Конфликт интересов не заявляется.
Авторский вклад: концепция и дизайн исследования, получение и обработка данных, анализ и интерпретация результатов, написание статьи, утверждение рукописи для публикации — А. В. Даценко.
References (Литература)
1. Ring EF, Ammer K. Infrared thermal imaging in medicine. Physiol Meas 2012; 33 (3): 33-46.
2. Morozov AM, Mokhov EM, Kadykov VA, Panova AV. Medical thermography: capabilities and perspectives. Kazan Medical Journal 2018; 99 (2): 264-70. Russian (Морозов А. М., Мохов Е. М., Кадыков В. А., Панова А. В. Медицинская термография: возможности и перспективы. Казанский медицинский журнал 2018; 99 (2): 264-70).
3. Meyer CW, Ootsuka Y, Romanovsky AA. Body temperature measurements for metabolic phenotyping in mice. Front Physiol 2017; 8: 520.
4. Datsenko AV, Shikhodyrov VV. Automatic image analysis in the study of the microcirculatory bed. Arkhiv Patologii 1986; 48 (10): 75-8. Russian (Даценко А. В., Шиходы-ров В. В. Автоматический анализ изображений в исследовании микроциркуляторного русла. Архив патологии 1986; 48 (10): 75-8).
