Зиверт, миллизиверт и микрозиверт

Зиверт, миллизиверт и микрозиверт

 

С момента открытия рентгеновых лучей отношение к их использованию и, вообще, существованию у народа нашего, да и не нашего, менялось полярно — от радиоистерии до радиофобии. В первое время увлечение радиологией среди более-менее грамотного населения планеты было довольно распространенным явлением. В лабораторных условиях смонтировать примитивную трубку, испускающую катодные лучи, не так уж и сложно, и в начале прошлого века рентгеновы лучи в своих целях начали использовать не только врачи, но и всякого рода врачеватели, фокусники и шарлатаны. Естественно, без всякой защиты и понимания природы этого явления. Последствия не заставили себя долго ждать. Появились сообщения о поражениях кожи, костей и выяснилось, что причиной их возникновения стало бездумное использование примитивных генераторов Х-лучей. Люди стали относиться к этому делу с осторожностью и настороженностью. Дальше была война, японцы и американцы со своими бомбами. В общем, в глазах общественности Хиросима окончательно испортила имидж лучевого воздействия на организм. Начался период радиофобии.

Однако с развитием науки, высоких технологий и на фоне всеобщего поумнения народ потихоньку успокоился. На Западе даже получила распространение так называемая теория радиационного гормезиса. Суть ее заключается примерно в том, что если большие дозы радиации оказывают неблагоприятное воздействие на живые организмы — угнетают деление клеток, рост и развитие, то малые дозы, наоборот, стимулируют практически все физиологические процессы.

Откуда взялось такое мнение? Ну, во-первых, сейчас ни для кого не секрет, что существует естественный радиационный фон и это такая же составная и неотъемлемая часть природы, как воздух, вода и солнечный свет. Жить без него нельзя. Вернее, можно, но мыши, изолированные от всякого фонового воздействия, чувствуют себя гораздо хуже своих вольных собратьев. То есть, для организма воздействие естественного радиационного фона — это что-то вроде «халявной» энергетической подпитки. Кратковременное и однократное увеличение фона стимулирует многие процессы, отвечающие за функционирование иммунитета и обновление клеток. Еще есть версия, что в далекой древности фон был многократно выше и, за счет мутагенного воздействия, образовалось множество разных тварей земных. Потом фон резко упал и за последние 10 тысяч лет ни одного нового зайца или березы у матушки Природы создать не получилось. Примерно так.

Есть у этой теории и ярые противники и их гораздо больше, чем сторонников. Противники эти придерживаются концепции линейного беспорогового эффекта радиации (ЛБЭ), согласно которой безвредных доз нет, вредны любые, но по-разному. Есть лимит установленный природой, а все, что свыше — уже лишнее, а значит — вредное. Разработал концепцию шведский физик Зиверт, он же придумал эффективную эквивалентную дозу, за что и был увековечен в качестве ее единицы.

Откуда же берется радиационный фон

Прежде всего, общий фон надо разделять на естественный природный и неестественный техногенный. Техногенный, понятно, фабрики, заводы, плюс электрификация всей страны и телевизор, компьютер в каждый дом. Ну и медицина конечно. На медицинские исследования в среднем приходится до четверти всего суммарного годового воздействия.

В свою очередь, источниками радиации, определяющими природный фон являются, как это не банально звучит — небо и земля. Из космоса на нас летят все мыслимые и не мыслимые виды излучения, способные испепелить на своем пути все живое. Однако, фильтруясь через атмосферу (особенно через многострадальный озоновый слой), на землю попадает, то, что попадает и никакого воздействия мы не чувствуем. От земли навстречу неустанно поднимается газ радон — продукт распада радиоактивных элементов. Элементы эти в разных количествах есть под всей поверхностью земли, и радон выделяется везде и постоянно — и в Антарктиде под пингвинами, и в Африке под пигмеями, и прямо сейчас у нас из подвала. Поэтому в душных подвальных помещениях радиационный фон всегда выше, чем на чердаке.

Многие, наверное, обращали внимание, что в буржуйских фильмах, когда показывают подвалы небоскребов, там обязательно есть большие страшные вентиляторы — это они так с радоном борются. У нас в этом плане проще: радон — не аммиак, глаз не щиплет, в нос не бьет, значит его вроде и нету. Так и живем.

Поскольку радиация не пахнет, ее присутствие приходится определять и измерять с помощью разнообразной дозиметрической аппаратуры. Некоторые индивидуумы иногда заявляют, что чувствуют изменения в своем организме даже при малейшем и кратковременном изменении радиационного фона, например, после ортопантомографии. Можно с уверенностью сказать, что это ни какая не сверхчувствительность, а просто истерика или вранье. В Хиросиме — там, конечно да, все резко почувствовали, а тут — не тот случай.

Для измерения мощности излучения и полученной дозы существует много разных единиц, но население наше между собой эти единицы, как правило, не различает и все, что связано с излучением меряют в «рентгенах». Рентгены у нас излучают, получают, их хватают, они летают, образуются и накапливаются. Сразу следует сказать, что рентген сейчас считается единицей внесистемной и вместо него официально используется «Кулон на килограмм» — Кл/кг.

Однако кулон, из-за некруглости своей, единица очень неудобная и поэтому, для разного рода расчетов до сих пор допускается использование единицы рентгена. В общем, рентген — это такое количество излучения, при воздействии которого в 1 кубическом сантиметре воздуха образуется 2,08х109 пар ионов. И все. Остальное — не рентген.

В рентгенах измеряют количество генерированного излучения или экспозиционную дозу. То есть, это количество энергии, которое, можно сказать, в вашу сторону вылетело, и должно упасть, если ничем не предохраняться. То, что упало и уже не смоешь, называется поглощенной дозой и измеряется в Греях.

Грей — это 1 джоуль энергии на 1 кг живого веса. По старому 1 Гр равен 100 рад (Radiation Absorbed Dose) и получается при воздействии экспозиционной дозы в 100 рентген. Однако, рад, как и бэр (биологический эквивалент рентгена) — тоже единицы внесистемные и сейчас не используются. Вместо них используется Зиверт.

Что такое Зиверт

Вот если на человека (не дай Бог, конечно!) упал 1 Грей лучистой энергии, то, проникая вовнутрь ткани, луч ослабляется за счет тканевого поглощения. В результате, грубо говоря, от целого упавшего на кожу «джоуля на килограмм», с учетом коэффициента тканевого ослабления, остается 0,85. Но уже внутри, в тканях — это и есть Зиверт. Доза, измеряемая в Зивертах, называется эквивалентной, то есть соответствующей определенному виду излучения (a, b, y, X-R).

Однако для рентгеновского излучения поглощенная и эквивалентная дозы считаются равными.

Поступившая в ткани энергия проделывает определенную работу и способна вызвать в организме какой-либо эффект. Для оценки возможных эффектов, как скорых, так и вероятных отдаленных (стохастических) используют понятие — эффективная эквивалентная доза. Определяется она из расчета воздействия на весь организм путем нахождения среднего числа от эквивалентных доз, полученных двенадцатью самыми проблемными местами организма. Этими местами являются: половые, молочные и щитовидная железы, красный костный мозг, легкие, надпочечники, поверхность ближайшей костной ткани и еще 5 наиболее подверженных воздействию участков при данном виде исследования. В нашем случае это язык, глаз, слюнные железы, хрусталик и гипофиз.

Так что же, все-таки такое 1 Зиверт?

Это такая эффективная эквивалентная доза, которая получается при поглощенной дозе в 1 Грей. А что такое 1 Грей — много или мало? Если поставить 100 нормальных здоровых мужиков и каждому одномоментно раздать по Грею, то велика вероятность того, что половина из них заболеет лучевой болезнью.

Иначе говоря, поглощенная доза в 1 Гр в 50% случаев вызывает развитие лучевой болезни в различных ее проявлениях. Излечение при такой дозе происходит самопроизвольно. Смертельная доза для человека — 6 Гр. Поэтому Грей, или то же самое Зиверт — это очень большая доза. Если не участвовать в ликвидации радиационных катастроф, не подвергаться лучевой терапии по поводу опухоли и не пытаться создать в сарае атомную бомбу — такую дозу вряд ли можно где-то просто так получить. Поэтому более широкое применение находят меньшие единицы.

Разделив 1 Зиверт на 1000 мы получаем миллизиверт. То есть 1 мЗв — это одна тысячная Зиверта.

Сколько это — 1 миллизиверт?

Если убрать техногенный фон и забраться в самый экологически чистый район, где не делают флюорографию, не смердят кочегарки и не добывают уран — естественный фон там будет примерно 0,5–1,0 миллизиверт в год (1 мЗв).

Предельно допустимой для жизнедеятельности человека величиной фона считается 5 мЗв в год. Если брать планету в целом, то средний естественный фон составляет 2 мЗв. Однако, «средняя температура по больнице» — совсем не означает, что во всех палатах одинаково прохладно.

В Чернобыльской зоне, в одном из многочисленных Боливийских Сан-Паулу и кое-где на юге Африки фон перехлестывает все мыслимые границы, и ничего, люди живут. Короче, 1 миллизиверт в год — это такая доза, которая считается абсолютно безопасной при добавлении ее к среднему естественному фону, и именно столько отпущено нам на год для проведения рентгенографии. Но, миллизиверт, опять же, величина достаточно крупная. Например, обычная пленочная флюорография обеспечивает дозу около 0,5–0,8 миллизиверта. Поэтому, делим миллизиверт еще на тысячу. Получаем — микрозиверт.

Микрозиверт — 1 мкЗв

Это одна тысячная миллизиверта или одна миллионная Зиверта. То есть, пленочная флюорограмма равна 500–800 мкЗв, а цифровая — 60 мкЗв. Компьютерная томограмма черепа, сделанная на пошаговом томографе обеспечивает 1000–15000 мкЗв, на современном спиральном – 400–500 мкЗв, а на челюстно-лицевом томографе с плоскостным сенсором —  45–60 мкЗв. Почувствуйте разницу.

Где можно получить дозу в 1 микрозиверт

Если открыть «Taschenatlas der Zahnarztlichen Radiologie» Фридриха Паслера и Хайке Виссер, больше известную у нас в русском переводе как «Рентгенодиагностика в практике стоматолога», то где-то в середине книги можно найти информацию, что серия из 20 внутриротовых снимков, выполненных с помощью визиографа и современного рентгенодиагностического аппарата с круглым тубусом, обеспечивают эффективную эквивалентную дозу 21,7 мкЗв.

Данные официально опубликованы в Германии в 2000 году. То есть, по немецким расчетам, один внутриротовой снимок зуба как раз и соответствует примерно 1 микрозиверту. Вот, казалось бы, и все. Но, имея пытливый ум, вредный характер и отягощенную Чернобылем историю, можно попробовать усомниться.

Измеряют стандартную эффективную эквивалентную дозу с помощью антропоморфных фантомов. Это такая кукла, сделанная из материала с коэффициентом поглощения как у мягких тканей человека (например, воск или резина). В места, где у человека находятся вышеперечисленные органы, помещают дозиметры, делают снимок исследуемой области, потом считывают показания и выводят среднее. Казалось бы — чего проще. Но, как выяснилось, у нас в стране большие проблемы с фантомами. Всяких разных много, но именно таких днем с огнем не сыщешь. Так что измерить достоверно эквивалентную эффективную дозу для каждого вида современной рентгенографии не так-то просто. Можно, конечно, попробовать договориться с моргом… Но лучше начнем с теории.

Отталкиваясь от знания того, что 75% лучистой энергии уходит прямо по направлению луча, особенно при близком положении объекта и генератора, можно утверждать, что при исследовании зубов верхней и нижней челюсти человек получает совершенно разную лучевую нагрузку.

При рентгенографии зубов нижней челюсти, луч направлен почти параллельно земле или даже снизу вверх, то есть в затылок, в макушку, в щеку, в общем, большинство жизненно важных органов и прочих гениталий остаются далеко сбоку.

И, наоборот, при исследовании зубов верхней челюсти луч направляется большей частью сверху вниз, то есть в аккурат за шиворот, где все это добро обычно и находится.

В те времена далекие, когда терапевтическая стоматология у нас была проста и однозначна, как солдатское белье, Ставицкий Р. В. проводил расчеты доз как раз на стоматологическом приеме при рентгенографии с помощью актюбинских рентгенодиагностических аппаратов 5Д-1 и 5Д-2.

Судя по его цифрам, пациент получал от этих генераторов (а кое-где получает до сих пор) и советской пленки 29–47 мкЗв за один снимок при рентгенографии зубов верхней челюсти и 13–28 мкЗв — нижней. То есть, нагрузка при исследовании зубов верхней челюсти практически в 2 раза выше, чем при работе с нижней. Та же пропорция наблюдается в рекомендациях некоторых производителей современной аппаратуры в отношении высокочувствительной пленки — 8–12 мкЗв верхняя челюсть и 4–7 мкЗв — нижняя. Если учесть, что нагрузка при цифровой рентгенографии в среднем в 3–4 раза ниже, чем при пленочной, то, по грубым подсчетам, нагрузка при работе с радиовизиографом получается по максимуму 4 мкЗв для верхней челюсти и 2 мкЗв для нижней.

В общем, по немцам выходит, что в отпущенный нам на облучение 1 миллизиверт мы можем вложить тысячу внутриротовых снимков зубов (безусловно, с учетом того, что пациент в течение текущего года не будет проходить флюорографию и другие тяжелые лучевые обследования), а по нашим грубым подсчетам — 250–300. Вам столько надо? Нет, конечно!

О нюансах следует помнить 

До сих пор речь шла об эффективной эквивалентной дозе из расчета на весь организм, однако в силу специфики обследования, эквивалентная доза, полученная половыми железами и слюнными отличается в сотни раз!

Наибольшую нагрузку при рентгенографии зубов избирательно получают язык, слюнные железы и хрусталик. Нагрузка на остальные органы либо идентична, либо меньше приведенной выше эффективной эквивалентной дозы. Эквивалентная доза для языка в 8 раз выше эффективной, слюнных желез — в 4, а хрусталика — в 1,25 раза.

В то же время, без разницы —1 мкЗв или 5 мкЗв — это дозы, ничтожно малые. Пять микрозивертов человек получает после трех часов сиденья перед обыкновенным телевизором и ничуть не «парится» по этому поводу.

Понятие «малых доз» начинается после 100 000 мкЗв, поскольку первые минимальные подвижки в организме и негативные реакции на излучение, которые могут быть сразу же выявлены в условиях лаборатории, начинаются при дозе в 100 миллизивертов.

В общем, не стоит применять к своему мирному стоматкабинету такие понятия, которые используются на ядерном полигоне. Все гораздо проще и светлей. Понятно, что в связи с чернобыльской трагедией, радиофобия для нашего народа — почти национальная черта, но тут, опять же, не тот случай. Конечно, перегнуть можно любую палку — даже самый небольшой генератор весит около пуда, и если голова у аппарата случайно открутится — можно сильно отбить ноги. А на вопрос пациента «Какую дозу я получил?» — вы можете добрым голосом ответить: «Маленькую. Очень маленькую!». И при этом никого не обманете! Так что, соблюдайте технику безопасности, действуйте согласно инструкции и все будет хорошо!

Журнал «Профилактика», №3–2008