CC BY
8
УДК 616-073.75:614.256.5
ОЦЕНКА ПОГЛОЩЕННЫХ ДОЗ В КРИТИЧЕСКИХ ОРГАНАХ МЕДИЦИНСКОГО ПЕРСОНАЛА РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ КАБИНЕТОВ
В. Я. Голиков
Кафедра радиационной гигиены Центрального института усовершенствования
врачей, Москва
В статье описывается предлагаемая автором методика расчета поглощения доз облучения медицинского персонала рентгенодиагности-ческих кабинетов. На основе этой методики рассчитаны дозы облучения врачей-рентгенологов.
По современным представлениям биологическое действие ионизирующих излучений зависит от поглощенной дозы, создаваемой в критических органах. По ряду .причин непосредственное измерение поглощенной дозы в критических органах невозможно, поэтому она определяется путем расчета. В литературе даются подробные рекомендации по расчету поглощенных доз при внешнем облучении рентгеновыми лучами с лечебными целями в условиях воздействия узкого пучка излучения на ограниченные объемы тканей (X. Джонс; А. Н. Кронгауз с соавторами, и др.): Использование этих материалов при радиационно-дозиметрической оценке условий труда медицинского персонала рентге-нодиагностических кабинетов представляет определенные трудности. Мы попытались разработать упрощенную методику оценки поглощенных доз применительно к указанным условиям. При этом руководствовались тем соображением, что при оценке условий облучения необходимо рассчитывать дозы, получаемые отдельными органами и тканями, обращая особое внимание на облучение органов с наиболее высокой радиочувствительностью, функции которых важны для организма, а также органов, подвергающихся наибольшему облучению. Такие органы обычно называются критическими. В случае более или менее равномерного внешнего облучения, которому, по нашим данным, подвергается медицинский персонал в рентгенодиагностических кабинетах, критическими органами следует считать кроветворные органы, половые железы (нарушение способности и деторождению) и глаза (образование катаракты) .
Согласно рекомендациям международной комиссии по защите от излучений (1955), в качестве расчетов можно использовать следующие данные об эффективной глубине для критических органов: кроветворные органы — 5 см, яичники — 7 см, семенники изменяются в зависимости от условий облучения)—минимум 1 см, хрусталик — 3 мм. Если пространственное распределение излучения в органе очень неоднородно, то необходимо рассматривать какой-либо ограниченный объем, в котором доза оказывается наибольшей. Этот объем можно назвать «показательным». В качестве «показательных» объемов рекомендуется брать поверхность кожи 1 см2, объем кроветворных органов 1 см3, 10% объема гонад в той области, где получена наибольшая доза.
Следует отметить, что в этих рекомендациях содержится скрытое противоречие: с одной стороны, в качестве «показательного» объема приводится 1 см3 кроветворной ткани в наиболее облучаемой области тела, с другой — для этой ткани дается эффективная глубина 5 см, т. е. явно больше, чем фактическая глубина расположения грудины, крестца, черепа и некоторых других костей, содержащих активный костный мозг.
Как известно, глубинное распределение доз рентгеновского излучения зависит от его эффективной энергии, кожно-фокусного расстояния и размеров облучаемого поля (А. Н. Кронгауз с соавторами). К сожалению, в литературе отсутствуют сведения о глубинных дозах рентгеновского излучения, соответствующих условиям облучения персонала рентенодиагностических кабинетов. Ввиду этого мы использовали для расчетов доз в поверхностно расположенных органах данные об ослаблении узкого пучка излучения при фокусном расстоянии порядка 40 см, приведенные А. Н. Кронгаузом с соавторами. При этом предполагали, что распространение узкого и широкого пучка в слое вещества толщиной 1—2 см различается в пределах допустимой ошибки.
Для расчета глубинных доз в органах, расположенных под слоем тканей толщиной 5—10 см, пользовались данными X. Джонса. Расчеты ■сделаны для экстремальных значений эффективных энергий рентгеновского излучения, наблюдавшихся в рентгенодиагностических кабинетах,— 30 и 50 кэв. Для пересчета экспозиционных доз в поглощенные мы использовали коэффициент f, взятый из работ А. Н. Кронгауза с соавторами.
Данные о глубине залегания критических органов, в которых рассчитывалась поглощенная доза, значения коэффициента f, глубинная экспозиционная доза в долях от дозы на поверхности тела и рассчитанный нами коэффициент К, равный произведению коэффициента f на глубинную дозу, приведены в табл. 1. Следует заметить, что этот коэффициент позволяет рассчитывать поглощенную дозу (Д) в радах в органе по величине поверхностной экспозиционной дозы (Дп) в рентгенах:
Д=К-Дп; К=
Учитывая неравномерность облучения костной ткани, мы, помимо максимального значения К (/(макс ), приводим среднее (/(среди), рассчитанное путем усреднения поглощенной энергии на всю глубину костной ткани. Для определения поглощенной энергии использована формула
п 1
расчета интесивности рентгеновского излучения: Д = 0 113, приведенная
в работе А. В. Бибергаля с соавторами; данные по поглощении излучения в костной ткани взяты из работы Haas и Sandberg. Соотношение поглощенных доз в костной ткани и костном мозгу определялось по соотношению соответствующих коэффициентов f. Указанные величины приведены для энергии 30 и 50 кэв. Расчеты проводились не только для стандартных критических органов, но также для матки, грудины, ребер, крестца и костей рук. Глубина залегания этих органов взята из работы А. Н. Кронгауза с соавторами.
Как видно из табл. 1, значения К при энергиях рентгеновского излучения 30—50 кэв быстро падают с увеличением глубины расположения органа. Так, если для кожи К равен 0,92—0,94, то в органах, расположенных на глубине 5 см, он составляет 0,3, а на глубине 10 см — 0,09. Этот коэффициент для костной ткани лобовой поверхности кости (/Смаке ) в 3—4 раза выше, чем для окружающих мягких тканей, однако среднее значение К для позвоничника и головок трубчатых костей несколько ниже, чем для мягких тканей.
Дозы, полученные губчатыми костями, могут представлять большой интерес с точки зрения возможности облучения расположенного в них активного костного мозга вторичными электронами, выбиваемыми излучением из вещества трабекул. По мнению Spiers, эти вторичные электроны могут создавать облучение части клеток костного мозга, прилегающих к трабекулам в дозах, близких к получаемым костной тканью. Однако ввиду того что активный костный мозг расположен в значительных по объему полостях (диаметром 400—700 мк), средние дозы облучения костного мозга будут незначительно выше средних доз облучения
других мягких тканей. Так, при энергиях рентгеновского излучения 35 и 50 кэв коэффициент Г для костного мозга составит 1,01 и 1,07 при 0,92 и 0,93 для других мягких тканей. Средние значения К для костного мозга значительно ниже, чем для последних.
Рассчитанные нами средние поглощенные и интегральные поглощенные дозы облучения костного мозга рентгеновыми лучами с энергиями 30, 50 кэв и для сравнения аналогичные величины для энергий 100
Таблица 1
Данные, использованные при расчете поглощенных доз 1
Е=30 кэв Е=50 кэв
Часть тела и критичес- Глубина
кий орган (ткань) залегания с глубинная о И 1 t глубинная и X ч
I доза я S а и I доза СО Я о. и
!< ¡< X
Голова
хрусталик глаза 3 ММ 0,92 0,9 0,82 - 0,94 1,0 0,94 —
кожа ..... 0,07 мм 0,92 1,0 0,92 - 0,94 1,0 0,94 —
череп (кость) . . 0,5 см 4,43 0,87 3,8 2,26 2,94 0,98 2,94 2,84
череп (костный
мозг) .... 0,6 см 1,01 0,75 0,75 0,44 1,07 0,98 1,05 1,04
Грудь
кожа ..... 0,07 мм 0,92 1,0 0,92 — 0,94 1,0 0,94 —
грудина, ребра
(кость) .... 1,0 см 4,43 0,7 3,0 1,82 2,93 0,95 2,8 2,75
грудина, ребра
(костный мозг) 1,1 см 1,01 0,6 0,51 0,35 1,07 0,95 1,01 1,01
мягкие ткани 5 см 0,92 0,32 0,3 — 0,94 0,32 0,3 —
позвоночник
(кость) .... 5 см 4,43 0,32 1,45 0,2 2,94 0,32 0,96 0,57
костный мозг
(позвоночник) 5,1 см 1,01 0,28 0,28 0,04 1,07 0,32 0,36 0,2
Живот
кожа ..... 0,07 мм 0,92 1,0 0,92 — 0,94 1,0 0,94 —
печень, селезенка
и др..... 5 см 0,92 0,32 0,3 — 0,94 0,32 0,3 —
яичники .... 7 см 0,92 0,2 0,18 — 0,94 0,2 0,19 —
Таз
кожа ..... 0,07 мм 0,92 1,0 0,92 — ' 0,94 1,0 0,94 —
тазовые кости 5 см 4,43 0,32 1,45 0,83 2,94 0,36 1,06 1,04
тазовые кости
(костный мозг) 5,1 см 1,01 0,28 0,28 0,17 1,07 0,36 0,39 0,38
крестец (кость) 2 см 4,43 0,61 2,7 1,6 2,94 0,92 2,7 2,66
крестец (костный
мозг) .... 2,1 см 1,01 0,53 0,53 0,31 1,07 0,92 0,98 0.97
семенники . . . 1 см 0,92 0,7 0,65 — 0,94 0,95 0,9 —
матка ..... 10 см 0,92 0,1 0,09 0,94 0,1 0,09 —
Руки
кожа ..... 0,07 мм 0,92 1,0 0,92 — 0,94 1,0 0,94 —
кости ..... 0,5 см 4,43 0,74 3,26 1,92 2,94 0,98 2,9 2,84
1 Коэффициент f и глубинная доза заимствованы у А. Н. Кронгауза, X. Джонса и Spiere, поглощение излучения в кости — у Haas и Sandberg. Коэффициент К — соотношение экспозиционной и поглощенной доз.
и 1500 кэв при условии равномерного облучения экспозиционной дозой 100 мр приведены в табл. 2. Данные о количестве костного мозга в различных костях заимствованы из доклада экспертов ООН, коэффициент
Средние поглощенные и интегральные дозы на активный костный мозг
при воздействии рентгеновского излучения разных энергий. Поверхностная экспозиционная доза 100 мр/нед, облучение равномерное
о и i = в н Поглощенная доза (в мрад/нед) Интегральная доза (в грхрад/нед)
Часть тела Я и ч 1- * _ « <а з i О о ю 1500 кэв
и кости w Л я % 2-_ О я = X t. 5 ® т к о ео 2 О ю 8 о о Е=30 кэв Е=50 кэв Е=100 кэв
О - о ¡¿на II Ш II ы 1Г ы 1 ы II и
Голова — че-
реп, нижняя
челюсть . . 137 44 104 102 93 5,028 14,248 14,300 12,700
Плечевой пояс—
лопатка, клю-
чица, плечо 87 4 20 33 75 0,348 1,740 2,900 6,500
Грудь 35
грудина 23 101 100 93 0,805 2,323 2,300 2,140
ребра 83 35 101 100 93 2,905 8,383 8,300 7,700
Позвоночник
шейный
отдел 35 4 20 33 75 0,140 0,700 1,100 2,620
грудной
отдел 147 4 20 33 75 0,588 2,940 4,700 11,000
поясничный 114 4 20 33 75 0,456 2,280 3,600 8,600
крестец 145 31 97 94 88 4,495 14,065 13,630 12,800
Таз — копчик,
кости таза.
бедро . . . 272 4 20 33 75 1,084 5,440 8,800 21,000
Итого . . . 1043 15,849 52,119 59,630 84,060
f взят из работы Spiers и глубинная доза —из данных А. Н. Кронгауза с соавторами и X. Джонса.
Как видно из табл. 2, средние и интегральные поглощенные дозы в костном мозгу всего скелета и его отдельных 'частей быстро возрастают с увеличением энергии излучения. Следует отметить, что это возрастание более выражено в толстых глубоко расположенных костях, чем в плоских поверхностных. Например, интегральная поглощенная доза в костном мозгу лозвоночника при Е=1500 кэв примерно в 20 раз выше, чем при Е = 30 кэв; в грудине же это отношение не превышает 2,6 раза.
Пользуясь указанной методикой, мы произвели расчет поглощенных доз в критических органах врачей-рентгенологов 5 учреждений Москвы на основе экспозиционных доз на различных участках тела, измеренных с помощью кассет ИФК-2,3 (эти данные опубликованы нами ранее).
Наибольшие дозы излучения создаются в коже и поверхностно расположенных костях (череп, грудина, ребра), имеющих незначительную радиочувствительность. Представление об этом дает табл. 3. Из критических органов первой группы наибольшему облучению подвергается хрусталик, костный мозг поверхностно расположенных костей и мужские гонады; дозы излучения в этих органах и тканях составляют в среднем 60—100 мрад/нед. Дозы в других органах не превышают в среднем 10—30 мрад/нед.
\
Выводы
1. При оценке биологического действия рентгеновского излучения необходимо рассчитывать поглощенные дозы в основных критических
Локальные поглощенные дозы, получаемые врачами-рентгенологами в кабинетах общего профиля
Поверхностная
экспозиционная Поглощенная доза (в мрад/нед)
Часть тела доза (в мрад/нед) Коэффициент
S jj ® i пересчета К
* та в: 5 S о.к минимальная максимальная средняя
я S я Я Я S о S5
Голова
хрусталик 20 400 105 16,4—18,8 328—376 86,4—98 0,82—0,94
кожа 20 400 105 18,4—18,8 368—376 96,7—98 0,92—0,94
череп 45,2—56,8
(кость) 20 400 105 1104—1136 238—298 2,26—2,84
череп (ко-
стный
мозг) 20 400 105 15,0—20,8 300—416 79—109 0,75—1,04
головной
мозг 20 400 105 6 120 31,5 0,3
Грудь
кожа 30 160 56 27,6—28,2 147—150 51,5—52,5 0,92—0,94
грудина,
ребра
(кость) 30 160 56 54,7—82,5 292—440 102—154 1,82—2,75
грудина.
ребра
(костный
мозг) 30 160 56 10,5—30,2 56—162 19,5—56,5 0,35—1,01
внутренние
органы 30 160 56 9 48 16,8 0,3
позвонки
(кость) 20 90 52 4,0—11,4 18—51,3 10,4—29,6 0,2—0,57
позвонки
(костный
мозг) 20 90 52 0,8—4,0 3,6—18 2,08—10,4 0,04—0,2
Живот
кожа 30 100 51 27,6—28,2 92—94 47—48 0,92—0,94
внутренние 15,3
органы 30 100 51 9 30 0,3
яичники 30 100 — 5,4—5,7 18—19 9,2—9,7 0,18—0,19
Таз
кожа 20 200 92 1,6—4 184—188 84,5—86,5 0,92—0,94
крестец (кость) 20 90 52 32—53,8 144—266 82,5—138 1,6—2,66
крестец
(костный
мозг) 20 6,2—19,4 27,8—87,3 16,3—50,5 0,31—0,97
семенники 20 200 92 13—18 130—180 60—83 0,65—0,9
матка 20 200 92 7,8 18 8,3 0,09
кости таза 20 200 92 16,6-20,8 166—208 76,5—96 0,83—1,04
кости таза
(костный
мозг) 20 200 92 3,4—7,6 34—76 15,6—35 0,17—0,38
органах. Для этого может быть использована предлагаемая нами методика расчета.
2. При воздействии рентгеновых лучей с энергией 30—50 кэв наибольшие дозы создаются в костной и кроветворной ткани поверхностно расположенных участков скелета, коже и хрусталике глаза. Эти данные следует учитывать при организации защиты и проведении периодических медицинских осмотров.
ЛИТЕРАТУРА
Бибергаль А. В., Маргулис У. Я., Воробьев Е. И. Защита от рентгеновских и гамма-лучей. М„ 1960. — Г о л и к о в В. Я., Коренков И. П., К ост а ш Г. А. и др. Вестн. рентгенол., 1966, № 3, с. 69. — Д ж о н с X. Физика радиологии. М„ 1965. — Крон га уз А. Н. и др. Измерение и расчет поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении. М., 1963. — Рекомендации международной комиссии по защите от излучений (1955). М., 1958. — Рекомендации международной комиссии по радиологической защите (1958). М„ 1961, —Haas L. L., Sandberg G. H., Brit J Radiol, 1957, v. 30, N 349, p. 19.
Поступила 23/11 1967 г.
CALCULATION OF DOSES ABSORBED BY THE CRITICAL ORGANS OF MEDICAL . PERSONNEL IN X-RAY ROOMS
V. Ya. Golikov
The paper contains a description of a method suggested by the authors for the calculation of irradiation doses absorbed by medical personnel of X-ray departments. By means of this method it is possible to calculate irradiation doses received by the X-ray physicians.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
¿я
УДК 613.в32.4:678.746]-074:543.544
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТИРОЛА В ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ БУМАЖНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Н. И. Казнина
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Существует несколько способов определения стирола в воздухе. Наибольшее применение нашел метод, предложенный М. И. Полетаевым. Стирол определяют колориметрически по желтому окрашиванию, возникающему в результате нейтрализации аммиаком после нитрования. Известны и другие колориметрические методы.
В нашу задачу входило определение стирола в присутствии изопро-пилбензола, его гидроперекиси, малеинового и фталиевого ангидридов. Колориметрические методы не могли быть использованы ввиду их неизбирательности; вопрос мог быть решен применением бумажно-хрома-тографического метода.
Одним из важных условий хроматографирования «а бумаге 'при определении микроколичеств летучих веществ является перевод их в нелетучие соединения. Была сделана попытка провести нитрование стирола и сопутствующих веществ с тем, чтобы далее разделить нитропродук-ты хроматографически. При этом установлено, что нитропродукты стирола проявляются в виде нескольких пятен с различными значениями
5 Гигиена и санитария. № 5
65
