Кого из врачей боятся больше всего? Конечно стоматолога. С этим согласятся почти все дети и большая часть взрослых. Но страхи взрослых гораздо разнообразней (например ранее мы писали о трипанофобии). Присутствует среди них и радиофобия, боязнь радиации и всего что с ней связана. Это навязчивое состояние свойственно в той или иной степени многим людям, что ставит безобидных с виду рентгенологов в один ряд с другими «страшными» медицинскими специальностями.
В современном мире невозможно избежать рентгеновских методов – флюорография, рентгеноскопия, рентгеновская компьютерная томография и многие другие стали неотъемлемой частью медицины особенно в период пандемии. Поэтому сегодня поговорим о развитии рентгенологии, воздействии излучения на организм, способах обезопасить себя и попробуем рассчитать возможные риски.
История скромности
Вильгельм Конрад Рентген один из удивительных примеров скромности в науке. За открытие Х-лучей в 1901 году он стал первым в мире лауреатом Нобелевской премии по физике, однако не только не назвал излучение своим именем, но даже явиться на церемонию награждения. Позже в Германии и России за открытием закрепилась фамилия исследователя, но для мира рентгеновское излучение так и осталось Х-лучами.
Полностью понимая перспективы для медицинского использования и возможные миллионные прибыли Рентген не патентовал открытие. Благодаря его широкому жесту удалось в кратчайшие сроки внедрить новые аппараты в практику. В европейских клиниках они появились уже в следующем, 1896 году и сразу приобрели небывалый успех среди врачей и пациентов, несмотря на небезопасность их применения. Интересный факт: за активное продвижение рентгена в медицину, первооткрывателя X-лучей несколько раз номинировали и на Нобелевскую премию по физиологии или медицине
Время первых
В 2011 году ученые из медицинского центра при университете голландского города Маастрихт на складе университетской клиники нашли один из первых рентгеновских аппаратов 1896 года. После небольшой реставрации его ввели в строй. Получаются чуть размытые, но пригодные для диагностики снимки. Однако доза ионизирующего излучения, пронизывающая пациента при использовании аппарата в 1500 раз больше, чем у современного аналога. Кроме того аппарат не имеет защитных приспособлений, и рентгеновские лучи практически свободно проникают во все стороны. Облучение длится примерно 1,5 часа, во время которых следует лежать неподвижно, что сильно напоминает длинную экспозицию первых фотоаппаратов. Для сравнения: сейчас процесс занимает всего 0,02 секунды.
Прапрадед современных устройств плох ещё и тем, что даёт преимущественно «мягкие» рентгеновские лучи. Они в значительной степени поглощается кожей и внутренними структурами организма, поэтому почти не участвует в формировании изображения на пленке. Это один из факторов столь высокой конечной дозы и значительного риска развития осложнений.
Однако наибольшую дозу получали не пациенты, а врачи и экспериментаторы. Они хоть и меньше контактировали с лучами за время одного исследования, но делали это систематически. На заре рентгенологии среди пациентов и персонала нередки были такие осложнения как: нарушение зрения, ожоги кожи, потеря волос и значительное повышение риска развития рака.
На пути к безопасности
Изначально отношение к рентгеновским лучам и радиации отличалось крайней беспечностью. В США продавали обогащённую радиоактивными веществами воду и зубную пасту. На улицах Европы стояли кабинки, где любой желающий за небольшую плату мог сделать рентгеновский снимок на память. Радиоактивную руду и соли свободно приобретали у дельцов обещавших новую панацею.
Опасность подобных экспериментов осознали значительно позже. Сегодня мы знаем, что ионизирующее излучение может повреждать сложные молекулы, в том числе ДНК. Так появляются мутации, а при сильном облучении наступает гибель клеток.
Современные рентгеновские аппараты прошли долгий путь модернизации и значительно безопасней. Источник излучения ограничен металлическим каркасом, что сдерживает распространение лучей. Остается лишь узкое оконце направленное в сторону пациента. Специальные диафрагмы ограничивают даже эти лучи так, чтобы они падали только на область интереса, например – лёгкие или кисть руки, так предохраняют от облучения соседние ткани. Инженеры стараются свести к минимуму все «мягкие» рентгеновские лучи с помощью специальных фильтров (обычно тонких алюминиевых или медных пластин). Это позволяет оставить только формирующие изображение лучи и снизить итоговую дозу.
Значительный вклад в решение задачи внесли люминесцентные экраны. Они способны светиться под действием рентгеновских лучей и эффективнее засвечивать плёнку. Такие экраны позволяют уменьшить дозу как минимум в сто раз и все ещё играют важную роль в аналоговых рентгеновских аппаратах. Но современные цифровые аппараты, работающие вовсе без пленки и с ещё меньшими дозами. Опять напоминает историю развития фотоаппаратов, не правда ли?
О дозах и их последствиях
Сейчас радиационная опасность чрезмерно преувеличена и овеяна мифами. Это наследие опасных исследований ранней рентгенологии уже не так актуально. В течение десятилетий ученые наблюдали за тысячами людей получивших высокие дозы: выжившие при атомных взрывах в Хиросиме и Нагасаке, рентгенологи, работники атомной промышленности и многих других. Поэтому мы глубоко понимаем механизмы действия ионизирующего излучения.
Существует два вида возможных осложнений. Первые (детерминированные) появляются всегда после получения определенной дозы за короткий срок. В таблице представлены некоторые эффекты, наступающие при равномерном облучении всего тела. Последнее важно, так как органы по-разному реагируют на ионизирующее излучение. Хуже всего приходится костному мозгу и репродуктивной системе, а головной мозг напротив радиоустойчив. При лучевой терапии пациенты с онкологией могут получать около 70 Грей (в радиологии 1 Грей равен 1 Зиверту). Эта смертельная при равномерном распределении доза, переносится относительно легко, если пустить лучи мимо чувствительных органов.
Дозы вызывающие пороговые эффекты в современной рентгенологии не встречаются. Нас чаще пугает второй вид осложнений (схоластические – случайные) – увеличение вероятности развития рака после исследования. Достоверно известно что однократная доза 0,01 Зиверт (Зв) или годовая доза в 0,1 Зиверт (10 и 100 мЗв соответственно) увеличивают риск развития онкологии. Зиверт - единица принятая для измерения в рентгенологии. Это большая доза и на практике удобнее пользоваться её тысячными долями – милизиверт (мЗв). Именно это обозначение и встречается в описаниях рентгеновских исследований.
Звучит устрашающе. Но насколько опасность реальна? Какую дозу мы получаем при прохождении рентгеновских исследований? Давайте выясним.
В среднем один рентгеновский снимок на современном аппарате дает дозу менее 0,1 мЗв. Совсем немного если помнить о фоновой радиации сопровождающей нас всю жизнь. Она суммирует излучение от радиоактивных элементов в земле, воздухе и в окружающих предметах, даже пища и люди тоже немного излучают. За один день в среднем набирается доза чуть меньше 0,01 мЗв (2,0 мЗв в год). Современные рентгеновские исследования в отличие от опасных предшественников не на много превышают уровень фоновой радиации. Для сравнения полёт на самолете даёт примерно 0,01 мЗв на каждую тысячу километров за счёт усиления космической радиации. Десять часов в небе примерно соответствует одному рентгеновскому снимку.
Если говорить о компьютерной томографии (далее - КТ), дозы заметно повышаются. Исследование одной области добавит 2,8-5,8 мЗв. При введении контрастного вещества одну область сканируют 3-4 раза. Общая доза при КТ может в 100-200 раз превышать уровень при рентгенографии аналогичной области. Здесь для сравнения придётся взлететь выше – в космос. Обшивка орбитальной станции частично пропускает радиацию космоса и Солнца. За три месяца космонавт набирает дозу 25 мЗв, что соответствует сканированию двух областей с введением контрастного вещества.
Если дозы при КТ всё ещё кажутся большими, вспомните о радиоактивных элементах, содержащихся в табаке. Ведущую роль среди них играет полоний 210. У заядлых курильщиков (от одной пачки в день) годовая доза приближается к 160 мЗв, обогнав даже показатели космонавтов.
Что делать и чего не делать?
Врач всегда руководствуется принципом «не навреди». Поэтому исследование назначается, только если польза от него превышает наносимый вред. Рентген не проводится для интереса, он должен выполнять чёткую диагностическую задачу.
Часто рентгеновские методы можно заменить другими, неионизирующими – УЗИ или МРТ. Например, для исследования органов таза лучше применять МРТ – это даст больше информации и не добавит лучевой нагрузки. «Золотым стандартом» исследования молочных желез также служит МРТ из-за их радиочувствительности.
Дети, особенно во внутриутробном периоде развития крайне уязвимы к действию рентгеновских лучей. Их клетки активно делятся и в этот момент наиболее ранимы. Чем младше ребенок, тем больше радиочувствительность. Зависимость чётко видна на примере вероятности развития лейкемии при дозе 1 Зв.
Второй фактор риска для детей можно увидеть на схеме ниже – большинство онкологических заболеваний связанных с облучением развивается спустя 20-40 лет. Поэтому в пожилом возрасте подобные исследования можно делать с меньшей опаской, чем в детстве.
При тяжелой патологии или по жизненным показаниям даже беременным могут провести КТ, сопряжённое с высокими дозами. Детям и беременным выбирают щадящие протоколы сканирования для снижения лучевой нагрузки. Дополнительно закрывают не исследуемые части тела специальными защитными фартуками.
Лучше выполнять исследование на современных цифровых рентгеновских аппаратах, это в разы снижает дозу по сравнению с постаревшими плёночными образцами.
Избегайте радиации сверх фоновой. Бросить курить - полезная, но трудновыполнимая затея. Зато можно не дымить в жилых помещениях – радиоактивный полоний из табачного смога легко оседает на любой поверхности.
Считаем сами
Современная рентгенология настроена на максимально возможное снижение доз. В умелых руках её польза в сотни раз превышает возможные осложнения. Но отрицать их тоже невозможно и если интересно, насколько увеличивается риск развития онкологии именно у вас – это легко определить по таблице.
Найдите столбец соответствующий вашему возрасту и строку, отражающую полученную дозу. Например, 1,5 мЗв у человека возрастом 24 года соответствует очень низкому риску и сопровождается увеличением вероятности развития онкологии от 0,001% до 0,01%. Учитывая, что вероятность заболеть раком в течение жизни составляет в среднем 25-35%, дополнительные 0,001-0,01% выглядят не так уж устрашающе.