Рентгеновское излучение вред и польза и вред

Открытие и заслуги в изучении основных свойств рентгеновских лучей с полным правом принадлежит немецкому учёному Вильгельму Конраду Рентгену. Удивительные свойства открытых им X-лучей, сразу получили огромный резонанс в учёном мире. Хотя тогда, в далёком 1895 году, учёный вряд ли мог предположить, какую пользу, а иногда и вред может принести рентгеновское излучение.

Давайте выясним в этой статье, как, этот вид излучения, влияет на здоровье человека.

Что такое рентгеновское излучение

В опубликованной Рентгеном работе были приведены следующие сведения:

• X-лучи обладают огромной проникающей способностью, зависящей от длины волны излучения, плотности и толщины слоя облучаемого материала;
• они вызывают свечение некоторых веществ;
• рентгеновские лучи оказывают влияние на живые организмы;
• это излучение может явиться катализатором некоторых фотохимических реакций;
• X-лучи способны ионизировать атомы (т. е. отрывать у нейтральных атомов электроны).

Первый вопрос, который заинтересовал исследователя, — что такое рентгеновское излучение? Ряд экспериментов позволил убедиться, что это электромагнитное излучение с длиной волны 10-8 см, занимающее промежуточное положение между ультрафиолетовым и гамма-излучением.

Применение рентгеновского излучения

Все перечисленные аспекты разрушительного воздействия таинственных X-лучей вовсе не исключают удивительно обширные аспекты их применения. Где же применяется рентгеновское излучение?

1. Изучение структуры молекул и кристаллов.
2. Рентгеновская дефектоскопия (в промышленности обнаружение дефектов в изделиях).
3. Методы медицинского исследования и терапии.

Важнейшие применения рентгеновского излучения стали возможными, благодаря очень малым длинам всего диапазона этих волн и их уникальным свойствам.

Так как нас интересует влияние рентгеновского излучения на людей, которые сталкиваются с ним лишь во время медицинского обследования или лечения, то далее мы будем рассматривать только эту область применения рентгена.

Применение рентгеновского излучения в медицине

Несмотря на особую значимость своего открытия Рентген не стал брать патент на его использование, сделав бесценным подарком для всего человечества. Уже в Первой мировой войне стали использоваться рентгеновские установки, позволявшие быстро и точно ставить диагнозы раненным. Сейчас можно выделить две основные сферы применения рентгеновских лучей в медицине:

• рентгенодиагностика;
• рентгенотерапия.

Рентгенодиагностика

Рентгенодиагностика используется в различных вариантах:

• 

  рентгеноскопия

  рентгеноскопия (просвечивание);

• рентгенография (снимок);
• флюорография;
• рентгеновская и компьютерная томография.

Разберёмся в отличии этих методов.

1. При рентгеноскопии пациент располагается между рентгеновской трубкой и специальным флуоресцирующим экраном. Рентгенолог подбирает нужную жёсткость лучей и получает на экране изображения внутренних органов и рёбер.
2. При рентгенографии пациент укладывается на кассету со специальной фотоплёнкой. Рентгеновский аппарат располагается над объектом. На плёнке получается негативное изображение внутренних органов, содержащее более мелкие детали, чем при рентгеноскопическом обследовании.

3. 

   флюрография

   Флюорография используется при массовых медицинских осмотрах населения. На специальную плёнку проецируется изображение с большого экрана.

4. Томография использует рентгеновские лучи для получения снимков органов в нескольких выбранных поперечных срезах тканей. Полученная серия рентгеновских снимков называется томограммой.
5. Компьютерная томограмма регистрирует срезы человеческого тела с помощью рентгеновского сканера. Данные заносятся в компьютер и дают единое изображение в поперечном сечении.

Все перечисленные методы диагностики основаны на способности рентгеновых лучей засвечивать фотоплёнку и на различной проницаемости их для тканей и костного скелета.

Рентгенотерапия

Способность рентгеновых лучей оказывать биологическое действие на ткани, в медицине используют для терапии опухолей. Ионизирующее действие этого излучения наиболее активно проявляется в воздействии на быстро делящиеся клетки, каковыми и являются клетки злокачественных опухолей.

Однако, следует знать и о побочных эффектах, неизбежно сопровождающих рентгенотерапию. Дело в том, что быстро делящимися являются также клетки кроветворных, эндокринных, иммунных систем. Негативное воздействие на них порождает признаки лучевой болезни.

Влияние рентгеновского излучения на человека

Вскоре после замечательного открытия X-лучей обнаружилось, что рентгеновское излучение оказывает действие на человека.

1. Выяснилось, что новое излучение может вызвать изменение в кожном покрове, напоминающее, солнечный ожог, но с более глубоким повреждением кожи. К тому же эти изъязвления требовали более длительного времени для заживления. Незнание возможных последствий приводило даже к ампутации пальцев у исследователей, занимающихся этими коварными лучами.
2. Постепенно удалось выяснить, что подобных поражений можно избежать, уменьшая время, дозу облучения, применяя свинцовую экранировку и дистанционное управление процессом.

3. 

   изменение состава крови

   Вред от рентгеновского излучения может иметь и более долгосрочную перспективу: временные или постоянные изменения в составе крови, подверженность лейкемии, раннее старение.

4. Как влияет рентген на организм, т. е. биологические последствия зависят от того, какой орган подвергается облучению, какова доза воздействия. Скажем, облучение кроветворных органов вызывает заболевания крови, половых органов — бесплодие.
5. Систематическое облучение даже малыми дозами может привести к генетическим изменениям в организме.

Эти данные получены при экспериментах на подопытных животных, однако, генетики предполагают, что подобные последствия могут распространяться и на человеческий организм.

Изучение последствий рентгеновского облучения позволило разработать международные стандарты на допустимые дозы облучения.

Дозы рентгеновского излучения при рентгенодиагностике

После посещения рентген-кабинета многие пациенты испытывают беспокойство, — как полученная доза радиации отразится на здоровье?

Доза общего облучения организма зависит от характера проводимой процедуры. Для удобства будем сопоставлять получаемую дозу с природным облучением, которое сопровождает человека всю жизнь.

1. Рентгенография: грудной клетки — полученная доза радиации эквивалентна 10 дням фонового облучения; верхнего желудка и тонкого кишечника — 3 годам.
2. Компьютерная томография органов брюшной полости и таза, а также всего тела — 3 годам.
3. Маммография — 3 месяцам.
4. Рентгенография конечностей — практически безвредна.
5. Что касается стоматологического рентгена, доза облучения — минимальна, поскольку на пациента воздействуют узконаправленным пучком рентгеновских лучей с малой длительностью излучения.

Эти дозы облучения соответствуют допустимым стандартам, но, если пациент перед прохождением рентгена испытывает чувство тревоги, он вправе попросить специальный защитный фартук.

Воздействие рентгеновского излучения на беременных

Рентгеновскому обследованию каждый человек вынужден подвергаться неоднократно. Но существует правило — этот метод диагностики нельзя назначать беременным женщинам. Развивающийся эмбрион чрезвычайно уязвим. Рентгеновские лучи могут вызвать аномалии хромосом и как следствие, рождение детей с пороками развития. Наиболее уязвимым в этом плане является срок беременности до 16 недель. Причём наиболее опасен для будущего малыша рентген позвоночника, тазовой и брюшной области.

Зная о пагубном влиянии рентгеновского излучения на беременность, врачи всячески избегают использовать его в этот ответственный период в жизни женщины.

Однако существуют побочные источники рентгеновских излучений:

• электронные микроскопы;
• кинескопы цветных телевизоров и т. д.

Будущим мамашам следует знать об исходящей от них опасности.

Для кормящих матерей рентгенодиагностика опасности не представляет.

Что делать после рентгеновского излучения

Чтобы избежать даже минимальных последствий рентгеновского облучения, можно предпринять некоторые простые действия:

• после рентгена выпить стакан молока, — оно выводит малые дозы радиации;
• весьма кстати приём стакан сухого вина или виноградного сока;
• некоторое время после процедуры полезно увеличить долю продуктов, с повышенным содержанием йода (морепродуктов).

Но, никакие лечебные процедуры или специальные мероприятия для вывода радиации после рентгена не требуются!

Несмотря на, бесспорно, серьёзные последствия от воздействия рентгеновских лучей, не следует переоценивать их опасность при медицинских обследованиях — они проводятся лишь на определённых участках тела и очень быстро. Польза от них во много раз превышает риск этой процедуры для человеческого организма.

Существует немало мнений касательно рентгеновских методов исследования. Основные из них это: рентгенография крайне вредна, так как сопровождается облучением; рентгеновские исследования нельзя выполнять часто; нельзя выполнять рентгенографию двух или более областей тела в один день; рентгенография вредна для беременных и не должна использоваться для диагностики патологических изменений у них. Рассмотрим их подробнее.

СУТЬ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ПАТОГЕНЕЗ ЕГО БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ

О вредности рентгеновских методов исследования существуют различные мнения. Рентгеновское излучение относится к ионизирующим. На шкале электромагнитных волн рентгеновское излучение находится в диапазоне между гамма-лучами и ультрафиолетом. Для диагностики в медицине обычно применяются «мягкие» и «средние» рентгеновские лучи с небольшой энергией. Тем не менее, и такое излучение способно ионизировать воду в клетках организма, «разрывая» молекулы на ионы, а также атомарный кислород (H+ , OH—, O-2).

На изображении видно, что рентгеновские лучи занимают промежуточное место между ультрафиолетом и высокоэнергетичным гамма-излучением. Существует определенная закономерность: справа налево возрастает энергия излучения, снижается длина волны и резко возрастает проникающая способность. Например: почему красный свет не засвечивает рентгеновскую пленку и используется в фотоделе? Потому что он находится в ряду левее, следовательно, обладает меньшей энергией в сравнении с другим светом видимого спектра.

На изображении схематично представлена зависимость между энергией и длиной волны рентгеновского излучения и указано его положение на шкале электромагнитных волн. Чем более параметр «длина волны» и «энергия» смещен в левую сторону, тем выше биологическое воздействие данных лучей.

Атомарный кислород – наиболее химически активное вещество – и обуславливает биологические эффекты рентгеновского излучения. Он воздействует практически на все ткани организма, но наиболее выраженно – на быстро делящиеся (клетки кожи, слизистых оболочек, половые клетки). Атомарный кислород «разрывает» полимерные молекулы нуклеиновых кислот (ДНК, РНК): в результате повреждения ДНК считывание информации с нее или становится невозможным, или считывание происходит с ошибками, что ведет к мутациям во вновь воспроизведенных клетках, в результате чего они становятся нежизнеспособными (либо опухолевыми). Кроме генетического материала, поражаются также и другие структуры клетки (компоненты стенки, органоиды, расположенные в цитоплазме), результатом повреждения стенки чаще всего становится выход цитоплазмы наружу и гибель клетки в целом.

На схеме буквой Н отмечены нуклеотиды, составляющие основу двух комплементарных друг другу цепочек ДНК. Буквой Р отмечены рентгеновские лучи. К5 – кислород в составе молекулы воды, не имеющий свободных химических связей – он безопасен. К4 – OH—, кислород в составе гидроксил-иона имеет одну свободную связь, которую он стремится «заполнить». К3 – атомарный кислород, наиболее активный. Он разрушает цепочку молекулы ДНК, разрывая связи между нуклеотидами. В результате образуется дефектный участок ДНК, при считывании информации с которого могут возникнуть проблемы. Если неправильный код скопировать на информационную РНК в клетке, велик риск синтеза неполноценных белков, что повлечет за собой развитие опухолей.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

Биологическое воздействие (вредность) рентгеновского излучения зависит от следующих параметров:

— Длина волны рентгеновских лучей (чем меньше длина волны – тем больше вреда организму);

— Энергия излучения (чем выше, тем вреднее) – параметр, тесно связанный с длиной волны;

— Напряжение на трубке и сила тока (кВ и мА) – чем выше эти параметры, тем более «жесткое» и более интенсивное рентгеновское излучение получается на выходе. «Жесткость» излучения напрямую зависит от силы тока (кВ), интенсивность определяет количество излучения, создаваемого трубкой, и измеряется в миллиамперах.

— Объем облученных тканей и органов. Так, обзорная рентгенография живота даст большую эквивалентную дозу, чем рентгенография придаточных пазух носа или кисти. К тому же, чтобы «пробить», например, 30 см живых тканей (живот), нужно гораздо большее напряжение тока и интенсивность, а также время экспозиции, чем в случае с 2-3 см (кисть);

— Длительность облучения (экспозиция, мА/сек). Чем этот параметр выше, тем вреднее исследование. Например, при КТ органов грудной клетки длительность исследования составляет 10-15 секунд, в то время как при флюорографии 0,01 сек. Соответственно, при флюорографии облучение ниже в сотни раз.

Рассмотрите схему. На ней представлено несколько случаев. Если, как в варианте 1, облучать область живота (большой массив плотных тканей) лучами низкой жесткости и низкой интенсивности, они не пройдут через толщу тканей, вследствие чего на рентгенограмме получится одно сплошное белое пятно. В то же время такие параметры кВ и мАс приемлемы для рентгенографии кисти (вариант 3). Для того чтобы «пробить» 30 см тканей (как в варианте 2) необходимы рентгеновские лучи большей жесткости и интенсивности, в результате чего эффективная доза получается гораздо выше.

Рентгеновское излучение может стать причиной развития следующих состояний:

— Лучевая болезнь (встречалась раньше на заре рентгеновской диагностики, и затем при лучевой терапии у пациентов с опухолями большого объема);

— Лучевые ожоги как местное проявление лучевой болезни (обычно при лучевой терапии);

— Увеличение риска появления новообразований, в т. ч. злокачественных;

— Увеличение риска возникновения уродств в следующем поколении (у детей).

ВРЕДЫ ЛИ РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МЕДИЦИНЕ?

Безусловно, никто не отменял вредное воздействие рентгеновского излучения при диагностических исследованиях. Однако его можно свести к минимуму, если выполнять исследования строго по показаниям, исключить «лишние», «ненужные» исследования, использовать «защиту временем», т. е. не выполнять два и более рентгеновских исследований в один день, экранировать части тела, смежные с зоной интереса (например, закрывать область паха просвинцованным резиновым передником при исследовании костей таза, тазобедренных суставов).

Считается нежелательным выполнять рентгеновские исследования беременным женщинам, особенно на первых месяцах беременности. Однако, в случаях, когда угроза состоянию матери превалирует, например, при пневмониях, при травме, можно выполнить снимок, предварительно защитив живот специальными фартуками, пластинами. Конечно, количество снимков беременным женщинам должно быть минимальным.

СРЕДНИЕ ДОЗЫ ПРИ РЕНТГЕНОГРАФИИ РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТЕЙ ТЕЛА

Наиболее вредны из всех рентгеновских диагностических исследований рентгеноскопические (просвечивание желудка, нижних отделов кишечника, грудной клетки). Время нахождения «под лучами» здесь длительное – до нескольких десятков минут, а во время исследования выполняются до 10 рентгеновских снимков. Большую лучевую нагрузку несут также урография, как обзорная, так и экскреторная; обзорный рентгеновский снимок живота, поясничного отдела позвоночника, таза и тазобедренных суставов, а также компьютерная томография, доза при которой может достигать 40 мЗв! Ниже в таблице приведены примерные цифры облучения при рентгенографии или рентгеноскопии различных отделов тела. Обращаем ваше внимание, что данные значения усредненные, полученные на аппарате «Уникорд-МТ» при  использовании стандартного фантома (соответствующего «среднему» взрослому человеку весом около 70 кг). На других аппаратах цифры могут отличаться в значительной степени!

КАК СНИЗИТЬ ДОЗУ ОБЛУЧЕНИЯ ПРИ РЕНТГЕНОВСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ?

Правильная подготовка к исследованию – основа получения достоверного результата. К сожалению, пациенты не всегда понимают, что для визуализации патологии нужно быть подготовленным. Например, при рентгенографии поясницы газ и кишечное содержимое, накладываясь на тень позвоночника, могут сделать снимок нечитаемым – его придется переделывать еще раз, а это лишняя лучевая нагрузка, которую можно было бы избежать.

Очень важна предварительная подготовка при рентгеноскопии верхних и – особенно – нижних отделов желудочно-кишечного тракта. При ирригоскопии подготовка начинается за три дня до исследования: она включает в себя выполнение очистительных клизм (в 1-й и 2-й день до исследования – один раз в день, в день исследования – за час до процедуры). Кроме того, необходимо соблюдать диету, исключающую кало- и газообразующие продукты: жирное мясо, фасоль, бобовые, капусту, молоко и т. д. Для подготовки также могут применяться слабительные средства (например, фортранс). Все это делается с целью очистить кишечник перед заполнением его взвесью сульфата бария, чтобы ничего не помешало увидеть возможные патологические изменения.

При рентгеноскопии желудка, пищевода, 12-перстной кишки диета менее строгая, рекомендуется накануне исследования легкий ужин, утром в день исследования не принимать пищу, не пить. Все это необходимо для того, чтобы желудок был пустым и ничего бы не помешало визуализации изменений в нем. При экскреторной и обзорной урографии также необходимо выполнение очистительной клизмы, к тому же, если пациент страдает запорами и избыточным газообразованием. Кроме того, перед экскреторной урографией необходимо сдать кровь на креатинин и мочевину с целью оценить, насколько хорошо почки фильтруют кровь, поскольку данное исследование предполагает введение в вену контрастного вещества, которое затем выводится почками. При нарушении функции почек скорость его выведения замедляется, что повышает вероятность токсических эффектов.

При рентгенографии поясничного отдела позвоночника также в некоторых случаях может потребоваться очистительная клизма с целью уменьшения наложений газа и содержимого кишечника на позвоночник. При гистеросальпингографии вначале необходимо исключить инфекционные заболевания матки, маточных труб (чтобы не допустить попадания инфекции в полость малого таза). При компьютерной томографии с контрастом подготовка та же, что и при экскреторной урографии – исследование креатинина и мочевины крови, а также сахара.

Все остальные исследования – рентгенография грудной клетки, конечностей, суставов, грудного и шейного отдела позвоночника, флюорография, маммография и т. д. – не требуют специальной подготовки. С собой лишь необходимо взять направление, амбулаторную карту, другие медицинские документы, выполненные ранее снимки, пеленку или простыню, сменную обувь или бахилы.

КАК ЗАЩИТИТЬСЯ ОТ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ?

Существует несколько простых правил, соблюдение которых позволить минимизировать вред от рентгеновского излучения при диагностических исследованиях.

• При возможности старайтесь выполнять исследование на более современных аппаратах. Цифровые рентгеновские аппараты позволяют в десятки раз снизить дозу по сравнению с пленочными.
• Не выполняйте такие исследования, как рентгенография поясничного отдела позвоночника, экскреторная урография без крайней необходимости и без назначения врача. Если у вас боли в спине и необходимо исключить грыжу межпозвонкового диска – рентгенография – последнее, о чем вы должны подумать. Метод выбора при этом – МРТ. При подозрении на мочекаменную болезнь может быть достаточно УЗИ почек. Однако, окончательное решение остается за вашим врачом. Рентгеноскопия желудка с контрастом также в некоторых случаях может быть заменена ФГДС.
• Просите лаборанта закрывать смежные участки тела при помощи защитных фартуков, жилетов, ширм. Это обязательное мероприятие при рентгенографии (-скопии), отказать в нем персонал не имеет права.

СТАНДАРТНЫЕ ВОПРОСЫ ПАЦИЕНТОВ

Рассмотрим некоторые стандартные вопросы, которые чаще всего задают пациенты, обеспокоенные вредностью рентгеновских лучей.

ВОПРОС 1. Доктор, я сделал несколько исследований подряд — к примеру, рентгенографию грудной клетки, пазух носа и рентгеноскопию желудка. Какой вред нанесен моему здоровью? Ожидать ли мне каких-то опасных последствий?

ОТВЕТ. При контакте с ионизирующим излучением медицинского назначения бессмысленно говорить о прямом вредном воздействии на организм (лучевая болезнь, ожоги, лейкемия и др.), так как полученная организмом доза (т.н. поглощенная доза) намного ниже тех значений, которые могут непосредственно вызвать какое-то заболевание. К примеру, чтобы получить ожог кожи, нужно сделать несколько тысяч рентгенограмм, и т.п. Можно говорить только о повышенной вероятности заболеть в будущем (например, раком) — это называется стохастическим эффектом. Например, при прохождении компьютерной томографии на какие-то доли процента повышается вероятность получить онкологическое заболевание в старости. В этом смысле рентгеновские исследования вредны. Но при внимательном рассмотрении проблемы видно, что аналогичный вред приносят и другие виды излучений, с которыми мы постоянно сталкиваемся в жизни. Так, мы облучаемся, когда загораем на солнце, летим в самолете, находимся высоко в горах, гуляем по мостовой, сделанной из радиоактивного (да-да!) гранита. Наконец, существует нормальный природный радиационный фон (лучше было бы без него). Резюмируя, ответ такой: не беспокойтесь, прямого вреда здоровью не будет, но задуматься о превышении дозы все-таки стоит, и не делать лучевые исследования без необходимости.

ВОПРОС 2. Доктор, моему ребенку сделали рентгенографию головного мозга (или грудной клетки, или брюшной полости). Отразится ли это на его здоровье в дальнейшем?

ОТВЕТ аналогичен ответу на предыдущий вопрос. Не беспокойтесь, нарушения здоровья не произойдет. Но рентгеновские исследования без необходимости делать не стоит, особенно детям.

ВОПРОС 3. Какая доза безвредна? Сколько можно сделать снимков, чтобы не навредить здоровью?

ОТВЕТ. Любая доза ионизирующего излучения вредна, понятия «безвредное исследование» не существует. Но вред заключается не в прямом ухудшении здоровья, а в том, что немного повышается вероятность заболеть