Лучевые поражения в результате внешего облучения

ГБОУ ВПО Волгоградский  государственный медицинский университет

Минздравсоцразвития России

Кафедра медицины катастроф

 

 

 

 

Лучевые поражения в результате внешнего облучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Физическая сторона  радиоактивности. Основные понятия.  Типы излучений.

Радиоактивность – способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

Радиоактивное излучение  разделяют на три типа:

a-излучение – отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью; представляет собой поток ядер гелия; заряд a-частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия ⁴₂Не.

b-излучение – отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у a-частиц; представляет собой поток быстрых электронов.

g-излучение – не отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью; представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны l < 10^-10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - g-квантов (фотонов).

Период полураспада Т_1/2 – время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое.

 

2.Острая и хроническая  лучевая болезнь. Радиационные  ожоги.

При применении противником  ядерного оружия возникает очаг ядерного поражения – территория, где факторами  массового поражения людей являются воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение местности.

Основным поражающим фактором является воздушная ударная волна, которая образуется за счёт быстрого увеличения объёма продуктов ядерного взрыва под действием огромного количества тепла и сжатия, а затем и разрежения окружающих слоев воздуха. Воздушная ударная волна может разрушать здания и поражать людей на значительном расстоянии от эпицентра взрыва.

В результате поражающего  действия светового излучения могут возникнуть массовые ожоги и поражения глаз. Для защиты пригодны различного рода укрытия, а на открытой местности – специальная одежда и очки.

Проникающая радиация представляет собой гамма-лучи  и поток нейтронов, исходящих из зоны ядерного взрыва. Они могут распространяться на тысячи метров, проникать в различные среды, вызывая ионизацию атомов и молекул. Проникая в ткани организма, гамма-лучи и нейтроны нарушают биологические процессы и функции органов и тканей, в результате чего развивается лучевая болезнь.

Радиоактивное заражение  местности создается за счет адсорбции радиоактивных атомов частицами грунта ( так называемое радиоактивное облако, которое перемещается по направлению движения воздуха ). Основная опасность для людей на зараженной местности – внешнее бета-гаммма-облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма и на кожные покровы. 

 

2.1 Острая лучевая  болезнь.

Острая  лучевая болезнь (ОЛБ) представляет собой одномоментную травму всех органов и систем организма, но прежде всего – острое повреждение наследственных структур делящихся клеток, преимущественно  кроветворных клеток костного мозга, лимфатической  системы, эпителия желудочно-кишечного  тракта и кожи, клеток печени, легких и других органов в результате воздействия ионизирующей радиации.

Будучи травмой, лучевое  повреждение биологических структур имеет строго количественный характер, то есть малые воздействия могут  оказаться незаметными, большие  могут вызвать гибельные поражения. Существенную роль играет и мощность дозы радиационного воздействия: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем  большее повреждение биологических  структур, чем короче срок облучения. Большие дозы воздействия, растянутые во времени, вызывают существенно меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок.

Основными характеристиками лучевого повреждения являются таким образом две следующие: биологический и клинический эффект определяется дозой облучения (“доза - эффект”), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностью дозы (“мощность дозы - эффект”).

Дозы излучения и единицы  их измерения. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, её мощности, объёма облученных тканей и органов, вида излучения. Снижение мощности дозы излучения уменьшает биологический эффект. Различия связаны с возможностью восстановления поврежденного облучением организма. С увеличением мощности дозы значимость восстановительных процессов снижается.

Поглощённая доза излучения  измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества. Единица поглощённой дозы – грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества ( 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад ).

Органные повреждения и зависимость проявлений от

дозы на ткань

Клинический синдром

Минимальная доза, рад

Гематологический :    первые признаки  цитопении (тромбоцитопении до 10*104 в 1 мкл на 29-30-е сутки)    агранулоцитоз (снижение лейкоцитов ниже 1*103 в 1 мкл), выраженная тромбоцитопения Эпиляция :    начальная    постоянная Кишечный :    картина энтерита    язвенно-некротические  изменения слизистых оболочек ротовой полости, ротоглотки, носоглотки Поражения кожи :    эритема (начальная  и поздняя)    сухой радиоэмпидерматит    экссудативный радиоэпидерматит    язвенно-некротический  дерматит

50 – 100   200 и более     свыше 250 – 300 700 и более   500, чаще 800 – 1000 1000     800 – 1000 1000 – 1600 1600 – 2500 2500 и более

 

Эффект биологического действия излучений зависит также от пространственного  распределения поглощённой энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при оценке различных видов излучения показателем относительной биологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ рентгеновского и g-излучения принимают равной 1.

 

Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ)

вызывающая данный эффект

      ОБЭ =__________________________________________

    Поглощённая доза любого другого

вида излучения, вызывающая такой же эффект

 

ОБЭ зависит не только от ЛПЭ излучений, но и от ряда физических и биологических факторов, например, от величины дозы, кратности облучения  и др. По предложению Международной  комиссии по радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценки различных  видов излучения используется только в радиобиолигии. Для решения задач радиационной защиты предложен коэффициент качества излучения k, зависящий от ЛПЭ

 

 

ЛПЭ, кэВ/мкм воды	<3,5	7,0	23	53	>175
K	1	2	5	10	20

 

В области радиационной безопасности для оценки возможного ущерба здоровью человека при хроническом облучении  введено понятие эквивалентной дозы Н, которая равна произведению поглощенной дозы D на средний коэффициент качества ионизирующего излучения k в данном элементе объёма биологической ткани:

H=Dk

 

Единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв = 100 бэр).

При определении эквивалентной дозы ионизирующего излучения используют следующие значения коэффициента качества :

 

Вид излучения	k
Рентгеновское и g-излучение	1
Электроны, позитроны, b-излучение	1
Протоны с энергией <10 МэВ	10
Нейтроны с энергией < 20 кэВ	3
Нейтроны с энергией 0.1 – 10 МэВ	10
a-излучение с энергией < 10 МэВ	20
Тяжёлые ядра отдачи	20

 

Для оценки ущерба здоровью человека при неравномерном облучении  введено понятие эффектной эквивалентной дозы Н_эфф , применяемый при оценке возможных стохастических эффектов – злокачественных новообразований :

Н_эфф = SW_TH_T

где Н_Т – среднее значение эквивалентной дозы в органе или ткани; W_T – взвешенный коэффициент, равный отношению ущерба облучения органа или ткани к ущербу облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах.

Значения коэффициентов  W_T для различных органов и тканей приведены ниже :

Орган или ткань	WT
Половые железы	0,25
Молочные железы	0,15
Красный костный мозг	0,12
Лёгкие	0,12
Щитовидная железа	0,03
Кость (поверхность)	0,03
Остальные органы (ткани)	0,3
Всё тело	1,0

Для оценки ущерба от стохастических эффектов воздействий ионизирующих излучений на персонал или население  используют коллективную эквивалентную дозу S , равную произведению индивидуальных эквивалентных доз на число лиц, подвергшихся облучению. Единица коллективной эквивалентной дозы – человеко-зиверт (чел.-Зв).

Непосредственно после облучения  человека клиническая картина оказывается  скудной, иногда симптоматика вообще отсутствует. Именно поэтому знание дозы облучения  человека играет решающую роль в диагностике  и раннем прогнозировании течения  острой лучевой болезни, в определении  терапевтической тактики до развития основных симптомов заболевания.

В соответствии с дозой  лучевого воздействия острую лучевую  болезнь принято разделять на четыре степени тяжести:

Дифференциация  острой лучевой болезни по степени  тяжести

в зависимости  от биологических показателей в

латентный период

Тяжесть ОЛБ, Доза (Гр)	Рвота	Лимфоциты через 48-72 ч. после  облучения (в 1 мкл)	Лейкоциты на 7-9-е сутки  после облучения  (в 1 мкл)	Тромбоциты на 20-е сутки  после облучения  (в 1 мкл)	Сроки Госпитализации (сут.)	смертность
Крайне тяжёлая (>6)	через 10-30 мин. Многократ-ная	100	Менее 1000	Менее 80000	1-е	через 2 недели
Тяжёлая ( 4 – 6 )	через 30 мин. – 3 ч., 2 раза и  более	100-400	1000 – 2000	То же	8-е	без лечения – до 70 %
Средняя ( 2 – 4 )	через 30 мин. – 3 ч., 2 раза и  более	500 – 1000	2000 – 3000	То же	20-е	через 1.5 – 2 мес. может вызвать  до 20 %
Лёгкая ( 1 – 2 )	нет или позже чем через 3 ч., однократная	Более 1000	Более 3000	Более 80000	Необяза-тельно	не смертельна

 

 

 

 

 

Дифференциация острой лучевой болезни

по степени  тяжести в зависимости

от проявлений первичной реакции

Степень тяжести и доза (рад)	Косвенные признаки
	Общая слабость	Головная боль и состояние  сознания	Температура	Гиперемия кожи и инъекция склер
Легкая (100-200)	Лёгкая	Кратковременная головная боль, сознание ясное	Нормальная	Лёгкая инъекция склер
Средняя (200-400)	Умеренная	Головная боль, сознание ясное	Субфебрильная	Отчётливая гиперемия  кожи и инъекция склер
Тяжелая (400-600)	Выраженная	Временами сильная головная боль, сознание ясное	Субфебрильная	Выраженная гиперемия  кожи и инъекция склер
Крайне тяжёлая (более 600)	резчайшая	Упорная сильная головная боль, сознание может быть спутанным	Может быть 38-39оС	Резкая гиперемия кожи и инъекция склер