Научная статья на тему 'Современное медицинское облучение населения'

Современное медицинское облучение населения Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
2808
258
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Биотехносфера
ВАК
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Кальницкий С.А., Вишнякова Н.М., Власо Ва М.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Современное медицинское облучение населения»

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

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.