CC BY
261
УДК 616,073/75(471)
С. А. Кальницкий, канд. техн. наук, Н. М. Вишнякова, канд. мед. наук,
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева М. М. Власова, научный сотрудник,
Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова
Современное медицинское облучение населения
Ключевые слова: медицинское облучение, лучевая диагностика, рентгенорадиологические исследования, доза облучения, пациент, население, оптимизация, обоснование, радиационная безопасность
Дан анализ современного состояния медицинского облучения в России и в мире. Определены тенденции изменения уровня медицинского облучения. Представлен прогноз в отношении дальнейшего развития событий. Показаны основные проблемы использования источников ионизирующего излучения в отечественной медицине и способы их решения. Предложены пути совершенствования радиационной безопасности в медицине.
Медицинское облучение в современном мире является глобальным фактором воздействия источников ионизирующего излучения (НИИ) на человека. Медицинское облучение — это облучение, которому подвергаются пациенты при проведении рентгенорадиологических исследований, а также другие категории лиц, сопричастных с ним [1]. Речь идет о диагностическом использовании НИИ. Лучевая терапия в оценке общего медицинского облучения населения не учитывается в силу использования высоких точечных доз, сопровождающихся детерминированными эффектами.
Отличительными особенностями медицинского облучения являются: высокая мощность дозы (на несколько порядков превосходящая природное облучение); воздействие, как правило, на больной и ослабленный организм и преимущественно на одни и те же радиочувствительные органы; частое облучение группы повышенного риска (детей, женщин детородного возраста и людей трудоспособного возраста).
Областью здравоохранения, ответственной за использование медицинского облучения, является лучевая диагностика.
НИИ в медицинских целях в максимальной степени используются в рентгеновской диагностике и имеют значительное радиационное воздействие на население (табл. 1).
По значению средней индивидуальной дозы облучения населения (0,59 мЗв/чел. в 2008 г.) медицинское облучение занимает второе место вслед
за природным облучением (3,43 мЗв/чел.), намного опережая остальные ИИИ (0,002-0,006 мЗв/чел.).
Специфика радиационной защиты при медицинском облучении требует подходов, отличных от применяемых к другим ситуациям планируемого облучения людей, поскольку медицинское облучение носит намеренный характер и преследует цель получения прямой пользы пациенту. При проведении лучевой терапии биологические эффекты облучения в высоких дозах (например, радиационная гибель клеток) также используются на благо пациента при лечении онкологических и других заболеваний [4].
В настоящее время лучевая диагностика является одной из наиболее эффективных масштабных
Таблица 1 Уровень современного облучения населения от источников ионизирующего излучения в России и в мире
Вид и источники облучения Средняя индивидуальная эффективная доза облучения населения, мЗв/чел. в год
В России [2] Весь мир [3]
Природное 3,43 2,40
Медицинское В том числе: рентгеновская диагностика, включая флюоро-профилактику радионуклидная диагностика 0,59 0,78 0,31 0,02 0,53; 1,56*; 3,05** 0,50; 1,44* 0,03; 0,12*
Аварийное 0,006 0,002
Промышленное 0,002 0,003
Всего " Страны с развитым з по классификации НКДАР ** США. 4,02 дравоохране! ЗОН). 2,93; 3,97*; 5,46** 1ием ( I уровень)
Развитые страны
Развивающиеся страны
Отсталые страны
Позво- Брюшная ночник полость
Рис. 1
Соотношение уровня медицинского облучения в различных странах мира (РЛИ — рентгенологические исследования)
и динамично развивающихся отраслей здравоохранения. Более 80 % всех диагнозов устанавливается с ее помощью. В мире в условиях продолжающейся технологической революции происходит интенсивное и качественное совершенствование лучевой диагностики (и лучевой терапии). При этом наблюдается крайне неоднородное распределение лучевых методов исследования (и соответственно дозы облучения) за счет концентрации данного рода деятельности в странах с высоким экономическим уровнем (в том числе в области здравоохранения) (рис. 1).
В экономически развитых странах (их около 60, Россия относится к их числу), где проживает всего четверть населения, сосредоточено более 70 % всех мировых ресурсов лучевой диагностики и соответственно вклад дозы медицинского облучения населения превышает 70 % от общемирового уровня [1]. И напротив, на остальной мир с 3/4 населения приходится менее 1/3 данных ресурсов лучевой диагностики.
В глобальном масштабе наблюдается постоянный рост медицинского облучения населения (рис. 2). Оно характеризуется миллиардами проводимых с помощью ИИИ рентгенорадиологических исследований и выражается астрономической цифрой коллективной дозы облучения населения — более 3 Зв/млн чел. в год [3].
— РЛИ — доза
* 1,5
0,5
1970
1980
1990
2000
Годы
Рис. 2
Тенденции медицинского облучения в экономически развитых странах: число рентгеновских исследований на 1 человека и средняя индивидуальная доза облучения населения, мЗв/чел.
Рис. 3
Соотношение доз облучения пациентов
при рентгенографии и компьютерной томографии
(область грудной клетки)
Современная тенденция медицинского облучения характерна для большинства развитых стран и объясняется значительным увеличением дозы рентгеновского облучения пациентов при высокоинформативных исследованиях и, в частности, компьютерной томографии (КТ) (рис. 3). Средние дозы облучения пациентов при КТ значительно выше, чем при аналогичных рентгеновских снимках [2, 3]. Поэтому массовое применение данного метода ведет к значительному увеличению как медицинской, так и общей дозы облучения населения.
Ситуация в медицинском облучении России отличается от мировой. Оно постоянно снижается, несмотря на увеличение числа рентгенорадиологических исследований, и является минимальным за весь период наблюдения (с 1970-х гг.) (рис. 4). Данная тенденция объясняется оптимизацией структуры рентгенологических исследований, широким использованием высокочувствительной рентгеновской пленки, а также внедрением современного низко-дозового оборудования, в том числе усилителей рентгеновского изображения (УРИ) и цифровых рентгеновских аппаратов.
Таким образом, современный уровень медицинского облучения характеризуется двумя разнонаправленными процессами: снижением дозы от стандартных исследований за счет совершенствования рентгеновского оборудования и увеличением ее
1970
1980
1990
2000
Годы
Рис. 4
Тенденции медицинского облучения в России: число рентгеновских исследований на 1 человека и средняя индивидуальная доза облучения населения, мЗв/чел.
№ 4(10)/2010 |
биотехносфера
— доза
РЛИ
1990-е
Годы
2000-е
Рис. 5\ Средние дозы общего облучения населения в США
от применения новых высокоинформативных технологий. В мире второй путь доминирует, в итоге доза облучения населения растет, причем значительно. Это наглядно видно на примере медицинского облучения в США (рис. 5) [3].
Здесь в последние годы медицинская доза возросла в шесть раз (с 0,53 мЗв/чел. до 3,05 мЗв/чел.), превысив вклад природного облучения и удвоив общее облучение населения (с 3 до 5,45 мЗв/чел.). В основном это произошло вследствие неограниченного использования компьютерной томографии (рис. 6). Аналогичный сценарий наблюдается в ряде стран (Япония, Германия и др.) и в перспективе возможен для России. Более того, суперсовременные лучевые технологии используют сочетанные методы исследования, сопровождающиеся еще более высокими дозами облучения пациентов: КТ + рентгеноскопия, КТ + ангиография, КТ + ПЭТ. Также расширяется область применения КТ: в стоматологии и при маммографии.
В целом в лучевой диагностике наблюдается тенденция: чем выше информативность рентгенорадиоло-гических исследований, тем больше доза облучения пациента. То есть за информацию (сохранение здоровья) пациент расплачивается более высоким риском облучения. Естественно, что такой подход требует совершенствования радиационной безопасности.
В России как долгосрочная, так и современная динамика медицинского облучения, в отличие от развитых стран, пока носит позитивный характер — оно продолжает снижаться (рис. 7). Данный факт свидетельствует о том, что большинство исследований в лучевой диагностике проводится стандартны-
1993 1997 2000 Годы
2003
2006
1,6
1,4
ч 1,2
е
g 1 8 0,8 § 0,6 £ 0,4 0,2 0
Рис. 7
ИИ
2001
2003
Годы
2005
2008
Рис. 6 | Динамика компьютерных томографии в США
Динамика рентгеновских исследований (число процедур на 1 человека) и средней индивидуальной дозы медицинского облучения населения (мЗв/чел.) России
ми (рутинными) методами (рентгенографией и флюорографией), сопровождающимися невысокими дозами облучения пациентов.
Постановлением Правительства РФ от 16.06.97 г. № 718 «О порядке создания Единой государственной системы контроля и учета доз облучения граждан» во исполнение статьи 18 Федерального закона «О радиационной безопасности населения» [5] в стране создана и функционирует Единая государственная система контроля и учета доз облучения населения Российской Федерации (ЕСКИД). Она позволяет определять реальные дозы облучения пациентов, проводить мониторинг медицинского облучения и тем самым контролировать его. Это очень важно, поскольку, как известно, медицинское облучение не регламентируется.
В рамках ЕСКИД в 2000 г. образована подсистема контроля и учета доз облучения граждан при проведении медицинских диагностических рентгено-радиологических процедур. В качестве инструмента этой подсистемы разработаны и утверждены Госкомстатом России формы государственного статистического наблюдения №2 З-ДОЗ для учета доз облучения пациентов, а также создан и функционирует Федеральный банк данных по дозам медицинского облучения на базе ФГУН НИИРГ Роспотребнадзора [6].
По итогам ЕСКИД в 2008 г. суммарное количество всех диагностических рентгенорадиологических процедур в РФ достигло 229 млн, т. е. в среднем на одного жителя России приходится 1,6 процедуры. Коллективная эффективная доза облучения населения России за счет диагностического использования медицинских ИИИ в 2008 г. составила 90,2 тыс. чел.-Зв, что соответствует средней индивидуальной дозе 0,59 мЗв/чел. в год в среднем на одного жителя [2].
Наибольшее число рентгенорадиологических исследований приходится на рентгенографию (141 млн процедур) и флюорографию (79,5 млн процедур). Средняя доза на наиболее распространенные виды исследований по результатам статистической формы № З-ДОЗ составляет (рис. 8): рентгенография (РГ) — 0,22 мЗв; флюорография (ФГ) — 0,20 мЗв; рентгеноскопия (РС) — 5,68 мЗв; компьютерная томография (КТ) — 5,15 мЗв; радионуклидная диагностика (РНД) — 2,70 мЗв; ангиография (АГ) — 8 мЗв.
9 g
7
в 6
то
¡5 А
а, з 4
о Д 3
2
РГ
ФГ
РС
РНД
оо
□ — стандартные ■ — КТ □ — специальные
КТ
АГ
Рис.
Средние дозы наиболее распространенных видов рентгеновских исследований
Структура рентгенорадиологических исследований по вкладу в коллективную дозу медицинского облучения населения России выглядит следующим образом: рентгенография — 35,1 %; флюорография —
18.3 %; рентгеноскопия — 20,1 %; компьютерная томография — 16,5 %; радионуклидная диагностика — 1,9 %; прочие РЛИ — 8,0 % (рис. 9).
Как видно, значительный вклад в дозу облучения составляют наиболее дозообразующие рентгеноскопические и флюорографические исследования, в том числе массовые профилактические обследования по поводу выявления туберкулеза, всего —
38.4 %. Здесь есть потенциал для дальнейшего снижения уровня медицинского облучения.
Следует отметить, что при низкой дозе медицинского облучения населения в России проводится несоразмерно много рентгенологических исследований. И при этом осуществляется массовая профилактическая флюорография органов грудной клетки, характеризуемая более высокой дозой облучения пациентов по сравнению с однотипной рентгенографией.
В свете вышесказанного для оптимизации радиационной защиты более всего подходит сценарий, осуществляемый, например, в Великобритании (рис. 10). Здесь средняя индивидуальная доза медицинского облучения населения с учетом оптимального использования современных высокоинформативных методов исследования (которые составляют более половины всех РЛИ) остается на очень низком уровне — 0,33 мЗв/чел., что в 10 раз ниже, чем в США и в два раза ниже, чем в России. При
РНД Прочие РЛИ
Рис. 9
Вклад различных видов исследований в дозу медицинского облучения населения
0,9
§ 0,7 | 0,6 %0,5 ® 0,4 I 0,3
и
§ 0'2 0,1
е
Ср 0
Россия
Великобритания
Рис. 10
Средние индивидуальные дозы медицинского облучения населения в России и Великобритании
этом частота обследований населения составляет всего 700 %0 [3].
В целом в мире в области медицинского облучения прослеживается следующий сценарий: вначале его уровень является невысоким из-за неразвитости лучевой диагностики в большинстве стран, затем по мере повышения уровня экономического развития страны происходят экстенсивное развитие лучевой диагностики и соответственно увеличение дозы облучения, далее общество сталкивается с необходимостью развивать методы радиационной защиты, которые приводят к снижению дозы облучения (рис. 11).
Необходимо иметь в виду, что медицинское облучение, как и всякое другое, характеризуется риском возникновения стохастических эффектов. Здесь в последнее время также произошли значительные изменения, зафиксированные в Публикации № 103 МКРЗ [4]. Они свидетельствуют, в частности, о снижении генетического риска и риска лейкемии, которые были неоправданно завышены ранее, и, наоборот, о повышении риска облучения легких и молочной железы, которые были недооценены (рис. 12). А именно эти органы подвергаются существенному медицинскому облучению. Данный факт еще раз свидетельствует о необходимости оптимизации уровня медицинского облучения.
Поэтому в настоящее время при регулировании медицинского облучения на новом качественном
е1
00
Д
В мире Развитые Россия Индустриаль-
страны
ные страны
Рис. 11
Средняя доза медицинского облучения населения в разных странах
№ 4С10)/20Ю~[
биотехносфера
□ — генетические
эффекты
I — ККМ — легкие □ — МЖ
1977
1990
Год публикации МКРЗ
2007
Рис. 12 Изменение представлений о риске облучения
различных органов и тканей организма человека (1 ■ 10г3 Зв~1): при наследственных (генетических) эффектах, лейкемии (ККМ), легких и молочной железы (МЖ)
уровне должны применяться общеизвестные принципы радиационной защиты: обоснование, оптимизация и нормирование.
Принцип оптимизации включает следующие основные аспекты:
• обеспечение качества рентгенорадиологических исследований;
• использование диагностических контрольных (референтных) уровней (ДРУ) при проведении медицинских диагностических и интервенционных процедур (не применяются при лучевой терапии; используются в медицинской интроскопии для выявления, насколько высоки или низки уровни доз облучения пациентов от определенной процедуры, что важно знать для оптимизации защиты пациентов);
• внедрение в практику программ контроля качества работы персонала и оборудования;
• отыскание приемлемого компромисса между высоким качеством изображения и низкими дозами облучения пациентов.
Принцип обоснования означает, что более точный диагноз или улучшение здоровья пациента благодаря применению ИИИ должны превосходить с медицинской точки зрения риск возможных стохастических (или нестохастических) эффектов, индуцированных облучением, с учетом вреда, наносимого медперсоналу или другим лицам. Ответственность за обоснование применения конкретной процедуры лежит на медицинских специалистах, относится к вопросам медицинского профессионализма.
Принцип нормирования (ограничение индивидуальных доз пациентов) имеет ограниченное применение при медицинском облучении: дозы облучения пациентов, за рядом исключений, не нормируются из-за потенциальной возможности навредить пациенту.
На основании вышесказанного можно констатировать, что основным «поставщиком» радиационных поражений человека (как детерминированных, так и стохастических) является ряд медицинских рентгенорадиологических процедур, а не атомная промышленность и энергетика, как общепринято считать. Именно этот аспект должен превалировать при по-
строении системы защиты, планировании аварийного реагирования и мониторинга облучения человека в XXI в. Этот тезис наглядно подтверждают данные о динамике медико-демографической и радиационно-гигиенической обстановки в мире и в России (табл. 2). Она характеризуется, с одной стороны, увеличением продолжительности жизни (старением населения), повышением заболеваемости, а с другой — ростом числа рентгенорадиологических исследований и уровня медицинского облучения.
В России помимо увеличения заболеваемости, наблюдается снижение численности населения (рис. 13) [7-8]. На этом фоне необходимо отметить внедрение рентгенопрофилактических исследований женщин по поводу рака молочной железы, занимающего первое место среди онкологических заболеваний у женщин [8].
Уровень облучения пациентов и персонала обусловлен, с одной стороны, аппаратурным обеспечением, с другой — квалификацией персонала, соблюдением правил и норм радиационной безопасности, ответственностью, особенно в отношении оправданности назначения рентгенорадиологических процедур. При диагностических и интервенционных процедурах рекомендации по радиационной защите сводятся к стремлению избежать ненужного облучения.
При лучевой терапии главным является облучение больных тканей человека в заданных дозах, не затрагивающее при этом прилежащие здоровые
Таблица 2 Динамика демографической, эпидемиологической и радиационно-гигиенической обстановки в мире и в России [1-3, 7, 8]
Показатель Годы
1970 1980 1990 2000 2008
В мире
Численность населения, млн чел. 4200 5000 5800 6000 6450
Число рентгенорадиологических исследований, млн 1500 2000 2500 4000*
Коллективная доза медицинского облучения населения, тыс. чел.-Зв 1500 2000 2500 3200*
В России
Численность населения, млн чел. 129,9 138,1 147,7 146,9 142,0
Заболеваемость, млн — — 158 191 221
Число рентгенорадиологических исследований, млн 136 181 186 173 229
Коллективная доза медицинского облучения населения, тыс. чел.-Зв 170 149 155 147 90,2
'•• Средние данные за 1997-2007 гг.
биотехносфера
I № 4(10)/200
Лучевая диагностика
□ — численность населения | — заболеваемость
□ — онкология
□ — туберкулез
400
350
Л 300
I 250
£ 200 в
§ 150 Ы 100
50 0
ш
1990
1995
2000
2008
Годы
Гис. 13 Динамика медико-демографической ситуации в Госсии: численность населения, млн чел.; заболеваемость, %е ■ 100~1; онкологическая заболеваемость, %ооо, туберкулез, %оо<ю
органы. Во всех случаях необходимо стремиться к ограничению коллективной дозы облучения населения путем разумного снижения индивидуальных доз облучения каждого пациента и уменьшения числа лиц, подвергающихся облучению.
Снижение облучения населения за счет использования в медицине ИИИ обусловлено:
1) оптимизацей методов РЛИ;
2) обоснованностью проведения РЛИ;
3) совершенствованием нормативно-методической базы;
4) модернизацией рентгеновского оборудования;
5) широким использование альтернативных методов исследования (УЗИ, МРТ и др.);
6) повышением квалификации, подготовкой и переподготовкой специалистов лучевой диагностики по вопросам радиационной безопасности.
Вышеназванный подход позволит оптимизировать уровень медицинского облучения и не допустить его увеличения при использовании высокодо-зовых информационных технологий.
Основные мероприятия по радиационной защите в медицине сводятся к следующим позициям: обеспечение и контроль качества рентгенорадиологиче-ских исследований, введение диагностических референтных уровней облучения пациентов, обоснование проведения рентгенорадиологических исследований.
В программу обеспечения качества рентгенорадиологических процедур должны входить: оценка качества изображения в лучевой диагностике, качество лечения в лучевой терапии, калибровка терапевтического оборудования с использованием утвержденных методик, регулярный контроль физических эксплуатационных параметров рентгено-радиологического оборудования, проверка калибровки и условий эксплуатации дозиметрического и контрольного оборудования.
В целом медицинское облучение является фрагментом общей проблемы — обеспечения радиационной безопасности пациентов в медицине. Для ее решения в современных условиях необходим ком-
плексный подход на основе соответствующей концепции с указанием стратегии и тактики, путей развития, координации усилий заинтересованных специалистов и организаций, а также решения основных задач.
Для достижения вышесказанного необходимо руководствоваться достижениями современной науки, включая радиобиологию, радиационную гигиену, медицинскую радиоэкологию и др. Следует учитывать, что современные радиобиологические и дозиметрические данные, во-первых, постоянно изменяются по мере накопления информации и, во-вторых, свидетельствуют о необходимости повышения требований к радиационной защите пациентов.
В свете сказанного необходимо принимать во внимание действия международного сообщества по минимизации медицинского облучения, которые носят глобальный характер и являются особо активными в последние годы. Достаточно сказать, что данными вопросами занимаются ведущие международные, неправительственные (МКРЗ и МКРЕ), правительственные (МАГАТЭ, ВОЗ, НКДАР ООН) и другие специализированные организации.
На повестке дня стоит оптимизация медицинского облучения. Обсуждаемая проблема настолько серьезна, что существует программа ее реализации, в которой принимает участие большинство стран планеты. Общий подход специалистов заключается в снижении радиационного фактора как важной составляющей неблагоприятного экологического воздействия на население. Для этого предлагается использовать весь накопленный мировой потенциал.
Вышеназванные мероприятия позволят эффективно решать современные проблемы использования ИИИ в медицине и обеспечивать требуемый уровень радиационной безопасности.
|Л и т е р а т у р а I
1. Sources and effects of ionizing radiation. United nations scientific committee on the effects of atomic radiation. UNSCEAR. 2000. Report to the General assembly. Vol. I. UN. — New York, 2000. 654 p.
2. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2008 году/ А. Н. Б а р к о в с к и й, Н. И. Б а р ы ш к о в, Т. А. Кормановская и др. СПб., 2009. 69 с.
3. Medical exposure to ionizing radiation. United national scientific committee on the effects of atomic radiation. A/AC.82/R.669. 301 р.
4. ICRP. Publication 103. Recomendations of the ICRP. Annals the ICRP. 2008. Vol. 37/2-4.
5. Федеральный закон № 3-Ф3 «О радиационной безопасности населения».
6. Заполнение форм федерального государственного статистического наблюдения № З-ДОЗ: метод. рекомендации. М.: Роспотребнадзор, 2007.
7. Демографический ежегодник России. 2009: стат. сб. М.: Росстат, 2009. 525 с.
8. Здравоохранение в России. 2009: стат. сб. М.: Росстат, 2009. 365 с.
№ 4(Ю)/2010 |
биотехносфера
