Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Виды излучений, применяемых в лучевой диагностике. Характеристика излучений. Основные свойства ионизирующих и неионизирующих излучений.



Искусственное контрастирование объекта исследования. Виды контрастных препаратов; ионные и неионные контрастные препараты, пути их введения. Реакции и осложнения при применении рентгеноконтрастных средств.

Естественная контрастность создаётся при условиях, когда рядом с воздушными тканями или тканями, содержащими воздух, которые выглядят как просветление, находятся более плотные ткани, дающие симптом затемнения. Например, это относится к рентгенологической картине органов грудной полости, когда лёгкие выглядят прозрачными, светлыми на фоне затемнения, образованного средостением.

Искусственное контрастирование проводят в тех случаях, когда рядом расположенные органы и ткани приблизительно одинаковы по плотности, они не дифференцируются друг от друга и тогда для их визуализации необходимо введение контрастного вещества.

Высококонтрастные вещества (рентгенопозитивные) - препараты, контрастность которых выше мягких тканей, поэтому они выглядят в виде симптома интенсивного затемнения (рис. 1.6 а).

- Бария сульфат (ВаSО4) - применяют в виде самостоятельного препарата или в составе Бар-ВИПС♠, выпускают в виде белого порошка, расфасованного в пакетиках, продают в аптеках. Используют при исследовании пищевода, желудка и кишечника в виде водной взвеси. Для того чтобы БаSО4 лучше прилипал к слизистой оболочке, в него добавляют танин (при контрастной клизме), цитрат натрия, сорбит или белок яйца (при рентгеноскопии желудка), а для увеличения вязкости - желатин или целлюлозу (при исследовании желудка), Бар-ВИПС* в своём составе уже содержит вышеперечисленные ингредиенты.

- Водорастворимые препараты.

• Йодсодержащие неионные растворы в ампулах используют при контрастировании сосудов, полостей сердца, а также мочевыводящей системы: натрия амидотризоат, (урографин, тразограф, триомбраст и др.) и жёлчных путей (йопаноевая кислотаp).

• Йодсодержащие ионные препараты - менее токсичные (мономеры - йогексол, йопромид или димеры - йодиксанол, йоталамовая кислота).

- Йодированные масла представлены эмульсией йодистых соединений в растительных маслах (персиковом, маковом), например липиодол ультра-флюид♠, который используют при исследовании бронхов, лимфатических сосудов, полости матки, свищевых ходов.

Низкоконтрастные (рентгенонегативные) препараты входят в группу препаратов, контрастность которых ниже контрастности мягких тканей - это газы (динитроген оксид, углекислый газ, воздух), поэтому рентгенологически они выглядят в виде просветления (рис. 1.6 б). При введении в кровь применяют углекислый газ, в полости тела и клетчаточные пространства - динитроген оксид, а в ЖКТ - воздух.

----

На рентгенограмме легко различить изображения сердца и легких, так как они в разной степени поглощают излучение. Эти органы обладают, как принято говорить в рентгенодиагностике, естественной контрастностью. Однако на снимке не различимы бронхи, поскольку они, как и легочная ткань, содержат воздух. Не видны также полости сердца, потому что они заполнены кровью, которая задерживает излучение в той же степени, что и сердечная мышца.

Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, поглощающих примерно одинаково количество излучения, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают больше или, наоборот, меньше рентгеновского излучения, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст с исследуемыми органами. Вещества, задерживающие больше излучения, чем мягкие ткани, называют рентгенопозитивными. Они созданы на основе тяжелых элементов — бария или йода. В качестве же рентгенонегативных контрастных веществ используют газы — воздух, закись азота, углекислый газ. Основные требования к рентеноконтрастным веществам очевидны: создание высокой контрастности изображения, безвредность при введении в организм больного, быстрое выведение из организма.

Для контрастирования органов используют два принципиально различных способа. Один из них заключается в прямом механическом введении контрастного вещества в полость органа: в пищевод, желудок, кишечник, слезные или слюнные протоки, желчные пути, полость матки, кровеносные сосуды или полости сердца. Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в нее контрастное вещество, концентрировать и выделять его. Этот принцип — концентрации и выведения — используют при рентгенологическом исследовании мочевыделительной системы.

В рентгенологической практике применяют следующие контрастные средства.

Препараты сульфата бария (BaSOJ. Водная взвесь сульфата бария — основной препарат для исследования пищеварительного канала. Сульфат бария нерастворим в воде и пищеварительных соках, безвреден. Его применяют в виде суспензии в концентрации 1:1 или более высокой — до 5:1. Для придания препарату дополнительных свойств (замедление оседания твердых частиц бария, повышение прилипаемости к слизистой оболочке) в водную взвесь добавляют химически активные вещества (танин, цитрат натрия, сорбит и др.), для увеличения вязкости — желатин, пищевую целлюлозу. Существуют готовые официнальные препараты сульфата бария, отвечающие

всем перечисленным требованиям, например отечественный препарат ≪Бар-ВИПС≫.

Йодсодержащие растворы органических соединений. Это большая группа органических препаратов, представляющих собою главным образом производные некоторых ароматических кислот — бензойной, адипиновой, фенилпропионовой и др. Их используют для контрастирования кровеносных сосудов и полостей сердца. Эти препараты выделяются через мочевыводящую систему, поэтому их применяют также для исследования чашечно-лоханочного комплекса почек, мочеточников и мочевого пузыря. Иодсодержащие препараты делят на две большие группы — ионные (высокоосмолярные их осмолярность при 37 °С около 2000 мосмомоль/кг И,О) и неионные (низкоосмолярные их осмолярность при 37 °С 600—800 мосмомоль/кг Н,0). К группе ионных препаратов относят урографин, неионных — омнипак, ультравист, оптирей, а также визипак, который имеет такую же осмолярность при 37 °С (290 мосмомоль/кг Н20), как и кровь (300 мосмомоль/кг Н20), т. е. является изоосмолярным.

Все йодсодержащие препараты, особенно ионные, могут вызывать аллергические реакции и оказывать токсическое воздействие на организм. Общие аллергические проявления наблюдаются со стороны кожи и слизистых оболочек (конъюнктивит, ринит, крапивница, отек слизистой оболочки гортани, бронхов, трахеи), сердечно-сосудистой системы (снижение кровяного давления, коллапс), центральной нервной системы (судороги, иногда параличи), почек (нарушение выделительной функции). Указанные реакции обычно преходящие, но могут достигать высокой степени выраженности и даже привести к смерти. В связи с этим при выполнении рентгеноконтрастных исследований перед введением в кровь йодсодержащих препаратов, особенно высокоосмолярных ионных, необходимо провести биологическую пробу: осторожно вводят 1 мл рентгеноконтрастного препарата внутривенно и в течение 2—3 мин внимательно наблюдают за состоянием больного. В случае отсутствия аллергической реакции вводят основную дозу, которая при разных исследованиях варьирует от 20 до 200 мл.

При введении йодсодержащих препаратов наиболее часто поражаются почки. Именно мочевыводящая система человека принимает основной удар при рентгеноконтрастных исследованиях. Иногда через несколько часов после введения рентгеноконтрастных препаратов, особенно в большом количестве, возникает недостаточность почек — контрастиндуцированная нефропатия.

При малейших признаках реакции на введение пробной дозы рентгеноконтрастного препарата исследование прекращают. С большой осторожностью проводят рентгеноконтрастные исследования лицам с аллергическими заболеваниями: бронхиальной астмой, сенной лихорадкой, аллергическим назофарингитом, а также с сахарным диабетом и особенно с заболеваниями почек. В рентгеновском кабинете всегда хранят средства для предотвращения и устранения аллергических и токсических реакций. Еще раз подчеркнем, что благодаря введению в клиническую практику ионных контрастных препаратов значительно уменьшились частота возникновения и выраженность неблагоприятных реакций.

Газы (закись азота, углекислый газ, воздух). Наиболее часто газообразующие вещества применяют при исследовании пищеварительного канала. В некоторых случаях рентгенологическое исследование проводят с двумя рентгеноконтрастными веществами — рентгенопозитивным и рентгенонегативным. Это так называемое двойное контрастирование. Чаще такой прием используют в гастроэнтерологии: при исследовании пищеварительного канала одновременно вводят сульфат бария и воздух.

----

Побочные действия рентгеноконтрастных веществ следует подразделить на две группы — побочные реакции и осложнения.

Побочные реакции: головная боль, головокружение, металлический вкус во рту, ощущение жара, падение АД в пределах 20 мм рт. ст. В большинстве случаев они не требуют лечебных мероприятий и проходят бесследно по окончании исследования. Однако могут быть и предвестниками более серьезных осложнений, и поэтому к ним следует относиться со вниманием (необходимо наблюдение за больным).

К осложнениям относятся аллергические проявления (уртикарная и петехиальная сыпь, ангионевротический отек, слезо- и слюнотечение, бронхо- и ларипгоспазм), анафилактический шок, коллапс, острая почечная и печеночная недостаточность, смерть.

При введении рентгеноконтрастных веществ могут возникнуть явления йодизма как результат индивидуальной непереносимости йода. У большинства больных йодизм протекает легко и проявляется раздражением слизистых оболочек и кожи. Кашель, насморк, слезотечение, уртикарная сыпь обычно исчезают в первые часы, редко — через 1—2 дня. Реже наблюдаются более, тяжелые осложнения в результате идиосинкразии к йоду, которые выражаются в ларинго- и бронхоспазме, анафилактическом шоке.

Нередко при введении контрастного вещества отмечаются боли по ходу сосуда. Интенсивность их зависит не столько от свойства контрастного вещества, сколько от его концентрации, количества и скорости введения. При введении контрастного вещества в локтевую вену боль локализуется по ходу вены и в подмышечной впадине. Она вызвана рефлекторным спазмом вены и зависит от длительности контакта контрастного вещества с эндотелием сосуда. Более интенсивная боль и ощущение онемения в дистальной части руки наблюдаются при введении контрастного вещества в мелкие вены тыльной поверхности кисти.

Они обусловлены недостаточным разведением контрастного вещества кровью, вследствие чего оно сильно раздражает рецепторы интимы, и растяжением сосуда малого калибра с последующим его спазмом. Длительный спазм вены может привести к флеботромбозу. Резкие боли возникают при паравазальном введении контрастного вещества, после чего появляется болезненный инфильтрат, который может привести к некрозу окружающих тканей.

Нефротоксическое действие рентгеноконтрастных веществ может выражаться в протеинурии, остром тубулярном и медуллярном некрозе и острой почечной недостаточности. Основу патогенеза нефротоксичности контрастных веществ составляют вазоконстрикция, которая может быть вызвана прямым повреждением эндотелия или связыванием белка, а также агглютинация и разрушение эритроцитов. Эти осложнения клинически могут проявляться по типу интерстициального канальцевого нефрита, канальцевого нефроза или шоковой почки. Морфологически выявляют сосудистые нарушения: тромбозы, инфаркты, фибриноидные некрозы стенки капилляров, клубочков, меж- и внутридольковых артерий.

Лечебные мероприятия:

При аллергических реакциях (уртикарная и петехиальная сыпь, отек языка, гортани, трахеи) прежде всего необходимо ввести внутривенно 20—30 мл 30 % раствора тиосульфата натрия (лучший антидот йода), затем 10 мл 10 % раствора хлорида кальция или глюконата кальция, глюкокортикоиды (100—200 мг гидрокортиноза или 40—60 мг преднизолона в 5 % растворе глюкозы), супрастин, димедрол, пипольфен, лазикс (20—40 мг).

Внезапное снижение АД в сочетании с резким побледнением кожных покровов и малым, слабым пульсом необходимо расценивать как острую сердечно-сосудистую недостаточность и срочно провести лечебные мероприятия.

Анафилактический шок (внезапно кожный зуд, чувство тяжести, стеснения в груди и эпигастральной области, одышка, покраснение лица сменяется бледностью, падение АД, иногда потеря сознания, судороги). Внутривенно или внутрисердечно следует ввести 0,5—1 мл 0,1 % раствора адреналина или норадреналина, глюкокортикоиды (100—200 мг гидрокортизона или 40—60 мг преднизолона внутривенно в 5 % растворе глюкозы), эфедрин, димедрол, дипразин. Если шок возникает во время внутривенного введения в конечность контрастного вещества, то рекомендуется немедленно наложить на нее жгут

Нейрологические осложнения. При появлении эпилептиформных приступов внутривенно вводят тиопентал натрия; проводят интубацию для наркоза. При поражении спинного мозга (опоясывающие боли, сопровождающиеся котрактурой мышц соответствующего сегмента) внутривенно вводят 10 мл 10 % раствора хлорида кальция, морфин.

Астматический статус (или состояние); в I стадии приступ бронхиальной астмы, но с дыхательной недостаточностью и умеренной гипоксемией и бледным цианозом; во II стадии нарастает дыхательная недостаточность, усугубляющаяся гипоксемией и гипоксией; в III — потеря сознания и исчезновение рефлексов (гипоксическая кома). Обеспечивают вдыхание кислорода. Внутривенно вводят 10 мл 2,4 % раствора эуфиллина и 2 мл 2,5 % раствора глюкозы, внутривенно глюкокортикоиды (200-300 мг гидрокортизона пли 100—150 мг преднизолона) для уменьшения отека слизистой бронхов внутривенно лазикс (20—40 мг).

 

12. Ультразвуковая диагностика. Физические принципы. Основные методи­ки.

УЗИ - метод оценки морфологического и функционального состояния органов и тканей с помощью ультразвукового излучения.

Метод УЗИ основан на том, что ультразвуковые волны, проходя через организм человека, в котором органы и ткани имеют различную плотность, испытывают отражение, преломление, рассеяние и поглощение, что и вызывает изображение на принимающих устройствах, т.е. УЗИ - это регистрация отражённых от объекта эхосигналов.

УЗИ проводят с помощью ультразвукового аппарата, портативного, хотя и сложного устройства, которое может быть как стационарным, так и переносным. Основа аппарата - датчик, являющийся и излучателем, и приёмником ультразвука. В датчик входит преобразователь с пьезокерамическим кристаллом, создающим так называемый пьезоэлектрический эффект, в результате которого электрические сигналы, возникающие в том случае, если к кристаллу приложить переменный ток, преобразуются в ультразвуковые колебания. В то же время датчик принимает отражённые от организма человека эхосигналы и преобразует их в электрические. Датчик также формирует пучок ультразвуковых колебаний необходимой формы и обеспечивает его перемещение в исследуемой области.

Существуют следующие разновидности датчиков для УЗИ.

• Механические датчики служат для медленного сканирования, содержат 1-2 элемента и изображение на экране визуализируется в виде сектора (секторные датчики).

• Электронные датчики осуществляют быстрое сканирование в реальном времени (т.е. при прямом наблюдении на дисплее), являются многоэлементными и могут быть секторными, линейными и конвексными (выпуклыми).

Классификация датчиков по назначению:

- датчики для сканирования с поверхности тела;

- датчики, соединённые с эндоскопическим зондом (эндоэзофагеальные, эндоректальные, трансвагинальные и др.) для внутриполостного исследования, которое может комбинироваться с эндоскопией, эти датчики можно стерилизовать;

- биопсийные датчики для точного наведения пункционных игл;

- датчики для ультразвуковой локации на операционном столе (интраоперационные), их можно стерилизовать.

Классификация датчиков по принципу действия:

- эхоимпульсионные датчики для визуализации органов;

- допплеровские датчики для оценки функционального состояния органов (кровотока в сосудах, сокращений сердца);

- датчики, которые могут быть одновременно и эхоимпульсионными, и допплеровскими.

Существует три основных метода УЗИ:

1. Одномерное УЗИ, когда неподвижный датчик фиксирует амплитуду отражённого сигнала в зависимости от времени (эхография). Изображение визуализируется в виде кривых.

- А-метод визуализируется на экране в виде пиков прямой линии. Амплитуда пика характеризует плотность ткани, а расстояние между пиками - глубину залегания тех или иных структур. Смещение или исчезновение пика свидетельствует о патологических изменениях. Этот метод нашёл применение в основном в двух областях:

• неврологии - эхоэнцефалография, которая позволяет выявлять кровоизлияния, гематомы и опухоли головного мозга;

• офтальмологии - эхоофтальмография - для определения состояния глазного яблока, отслойки сетчатки или сосудистой оболочки, определения опухоли или инородного тела в глазнице.

- М-метод предназначен для исследования движущегося объекта, в частности сердца -эхокардиография. Отражённые от движущихся стенок сердца эхосигналы в виде кривых видны на дисплее и записываются на диаграммную бумагу.

2. Двухмерное УЗИ (сонография) известно под названием В-метод. Сущность метода заключается в перемещении датчика, а значит, и ультразвукового пучка, по поверхности тела во время исследования. При этом воспринимается серия сигналов от многих точек объекта и формируется изображение органов и тканей на дисплее, которое также может быть зафиксировано на бумаге в виде сканограмм. В последние годы стали применять и трёхмерное УЗИ, но пока только при исследовании плода у беременных.

3. Допплерография служит для изучения кровотока. При этом совершает движение и датчик, и объект, в результате можно судить о направлении и скорости кровотока по сканограммам. Допплерографию можно проводить как в непрерывном, так и в импульсивном режимах. Развитие допплерографии привело к появлению некоторых её разновидностей.

 

- Ультразвуковая ангиография или цветное допплеровское картирование (ЦДК) с использованием энергетического допплера позволяет изучать не только скорость кровотока, но также получить представление о форме, контурах и просвете сосудов, выявить

сужение и тромбоз сосудов, увидеть атеросклеротические бляшки. При анализе допплерограммы следует иметь в виду, что кровь, движущаяся к датчику, при визуализации окрашивается в красный цвет, а от датчика - в синий. Интенсивность цвета возрастает с увеличением скорости кровотока.

- Тканевой допплер позволяет видеть изолированное изображение сердечной мышцы без крови, находящейся в полостях сердца. Этот метод необходим для определения сократительной функции миокарда, так как сердечная мышца визуализируется и в систолу, и диастолу.

- Дуплексная сонография даёт как изображение сосудов (в виде сканограмм), так и определяет скорость кровотока (в виде кривой), метод основан на сочетании сонографии и допплерографии. Применяют не только в кардиологии, но также при исследовании беременных (для изучения кровенаполнения плаценты, сокращений сердца у плода), системы воротной вены и др.

- Эндоскопическая сонография - одновременное использование УЗИ и эндоскопии преимущественно для исследования желудка и кишечника. Ультразвуковой датчик расположен на конце эндоскопа. Этот метод позволяет уточнить состояние стенки органа.

 

 

13. Рентгеновская компьютерная томография. Физические принципы. Ос­новные методики.

КТ — метод рентгеновской томографии, при котором пучок рентгеновского излучения про­ходит через тонкий слой тела пациента в разных направлениях (рис. 1.1). Используется парал­лельная коллимация, чтобы сформировать пу­чок лучей в виде тонкого веера, что определяет толщину сканируемого слоя. Ослабленную ин­тенсивность излучения на выходе из тела паци­ента измеряют детекторы. Математическая ре­конструкция изображений (обратное преобра­зование Радона) позволяет рассчитать локаль­ные ослабления излучения в каждой точке сре­за. Эти коэффициенты локального ослабления пересчитываются в КТ-числа и, наконец, пре­образуются в ступени серой шкалы, которые выводятся на экран, формируя изображение. При обычном КТ-сканировании объем интере­са сканируется последовательно, обычно продвигаясь на один срез за каждый шаг

Компьютерный томограф состоит из следующих составных частей.

• Стол, на котором помещается больной и который может автоматически перемещаться в направлении его длины. Расстояние между двумя срезами 5-10 мм. Один срез получают за 1-2 с.

• Штатив «Гентри» с отверстием диаметром 50 см, внутри которого расположен стол с пациентом. В штативе установлена круговая система детекторов (в количестве до нескольких тысяч). Рентгеновская трубка движется по окружности (продолжительность вращения 1-3 с) или по спирали, испуская лучи, которые, проходя через тело человека, попадают на детекторы, они преобразуют энергию излучения в электрические сигналы.

• Компьютер служит для сбора и обработки информации, поступающей от детекторов, а также для реконструкции изображения, его хранения и передачи необходимой информации на дисплей, пульт управления, штатив и стол.

• Пульт управления, с помощью которого устанавливают режим работы аппарата. К пульту подключен монитор и другие устройства для записи, хранения и преобразования информации.

Фиксировать изображение при КТ можно:

 

- на мониторе в реальном времени или поместить в долговременную память компьютера;

- рентгеновской плёнке;

- фотоплёнке.

----

В зависимости от вида сканирования различают компьютерные томографы трех типов: с пошаговым, спиральным и мультисрезовым спиральным (МСКТ) сканированием.

При пошаговом сканировании трубка совершает вокруг больного один полный круг, после чего сканирование прекращается — получают один срез томограммы. Затем ложемент перемещается в апертуре гентри на некоторое расстояние, обычно на несколько миллиметров (его называют шаг сканирования), и начинается второе круговое движение трубки — получают второй срез, после чего в таком же порядке следуют третий, четвертый срез и т. д. В итоге получают серию тонких срезов изучаемого органа (рис. 24). Изображения срезов выводят на дисплей, и врач обрабатывает их в соответствии с поставленной перед ним задаче: может масштабировать изображение (увеличивать и уменьшать), выделять интересующие его области (≪зоны интереса≫), определять размеры органа, количество или характер патологических образований. Необходимо отметить, что выпуск аппаратов с пошаговым сканированием в настоящее время прекращен.

Попутно определяют плотность ткани на отдельных участках, которую измеряют в условных единицах — единицах Хаунсфилда (UH — ед. Н). За нулевую отметку принята плотность воды — 0 ед. Н. Плотность кости достигает +1000 ед. Н и выше, плотность воздуха равна —1000 HU. Все остальные ткани тела человека занимают промежуточное положение (обычно от 0 до 200—300 ед. Н) (рис. 25). Естественно, такой диапазон плотностей отобразить ни на дисплее, ни на фотопленке нельзя, поэтому врач выбирает ограниченный диапазон на шкале Хаунсфилда — ≪окно≫, размеры которого обычно не более нескольких десятков единиц Хаунсфилда.

При спиральном варианте сканирования вращение трубки осуществляется непрерывно в течение нескольких секунд за один период задержки дыхания. В это временя ложемент с больным плавно движется в апертуре штатива, при этом происходит непрерывное экспонирование значительного объема тела пациента — 20—50 см. Это позволяет значительно уменьшить общую продолжительность исследования и улучшить пространственное разрешение метода. В настоящее время спиральную компьютерную томографию выполняют с использованием многоядерного детектора. Такое исследование называют мультисрезовой компьютерной томографией (МСКТ). При ее проведении за время экспозиции, измеряемое долями секунды, удается собрать информацию с большого числа срезов. В компьютерных томографах последнего поколения количество срезов достигает 320.

 

Виды излучений, применяемых в лучевой диагностике. Характеристика излучений. Основные свойства ионизирующих и неионизирующих излучений.

Все излучения, используемые в медицинской радиологии, делят на две большие группы: неионизирующие и ионизирующие. Первые, как показывает их назва­ние, в отличие от вторых при взаимодействии со средой не вызывают ионизации атомов, т. е. их распада на противоположно заряженные частицы — ионы.

К числу неионизирующих излучений принадлежат тепловое (инфракрасное — ИК) излучение и резонансное, возникающее в объекте (тело человека), помещен­ном в стабильное магнитное поле, под действием высокочастотных электромаг­нитных импульсов. Кроме того, к неионизирующим излучениям условно относят ультразвуковые волны, представляющие собой упругие колебания среды.

ИК-излучение испускают все тела, температура которых выше абсолютного нуля. Интенсивным источником такого излучения являются ткани тела человека. Как из­вестно, ИК-волны относят к электромагнитным излучениям. По длине они занимают промежуточное положение между видимым светом и радиоволнами. Максимальное излучение тела человека лежит в области длинноволнового ИК-излучения и состав­ляет в среднем 9,6 мкм. Энергия ИК-лучей меньше, чем световых, поэтому они не действуют на фотоматериалы.

Ультразвук представляет собой волнообразно распространяющееся колебатель­ное движение частиц упругой среды. В зависимости от частоты колебаний звуковые волны делят на инфразвук — до 20 колебаний в секунду — 20 герц (Гц), собственно звук — от 20 Гц до 20 килогерц (кГц) и ультразвук — свыше 20 кГц. В медицинской диагностике применяют ультразвук частотой от 0,8 до 45 млн герц (МГц).

Общим свойством ионизирующих излучений является их способность ионизи­ровать атомы окружающей среды, в том числе атомы, входящие в состав тканей тела человека. Все эти излучения делят на две группы: квантовые, т. е. состоящие из фотонов, и корпускулярные, состоящие из частиц.

Такое деление в значительной мере условно, поскольку любое излучение имеет двойственную природу и в определенных условиях проявляет то свойства волны, то свойства частицы, однако в радиологической практике подобное деление по ряду со­ображений удобно.

К квантовым ионизирующим излучениям относят тормозное, в частности рент­геновское, излучение и у-излучение. К корпускулярным излучениям причисляют пучки электронов, протонов, нейтронов, мезонов и других частиц.

Различают естественные и искусственные источники ионизирующих излучений. Первым естественным источником является космическое излучение, приходящее на Землю из Вселенной. В его состав входят протоны, нейтроны, атомные ядра и другие частицы. Они нередко обладают исключительно высокой энергией, но благодаря на­личию атмосферы (кстати, ее масса составляет около 5 000 000 млрд т) тратят эту энергию главным образом на взаимодействие с атомами воздуха. На поверхности Зем­ли интенсивность космического излучения сравнительно мала. Вторым естественным источником ионизирующих излучений являются радиоактивные элементы, распреде­ленные в земных породах, воздухе, воде, живых организмах, в том числе в тканях тела человека. Все указанные источники определяют радиоактивность окружающей среды — естественный (природный) радиационный фон.

Искусственными источниками ионизирующих излучений являются различные технические устройства, созданные человеком.

 Свойства ионизирующего излучения.

1. Проникающая способность, на которой и основана рентгенодиагностика зависит от плотности тканей. Так, костная ткань обладает наибольшей плотностью, а значит, и поглощающей способностью, поэтому при рентгенологическом исследовании дает затемнение высокой интенсивности. Паренхиматозные органы также выглядят в виде затемнения, но они в 2 раза меньше задерживают рентгеновские лучи, и затемнение имеет среднюю интенсивность. Воздух не задерживает лучи и создаёт просветление, как, напри- мер, лёгочная ткань которая представлена альвеолами, заполненными воздухом.

2. Флюоресцирующее свойство - способность вызывать свечение некоторых химических веществ. Именно благодаря этому свойству Рентген открыл Х-лучи. На этом свойстве основан метод рентгеноскопии- получение теневого изображения на рентгеновском экране представленном куском картона, покрытым химическим составом. Рентгеновские лучи, возникнув в рентгеновской трубке и пройдя через тело человека, попадают на экран и вызывают его свечение

3.Фотохимическое свойство- способность вызывать почернение плёнки благодаря разложению галоидных соединении серебра, составляющйх основу фотослоя. Данное свойство позволило использовать рентгеновские лучи для рентгенографии. При этом лучи выходя из рентгеновской трубки и проходя через тело человека, вызывают образование теневого изображения на рентгеновской плёнке.

4. Ионизирующее свойство заключается в том, что под действием рентгеновских лучей в любой среде, через которую они проходят, образуются ионы, по количеству которых судят о дозе излучения. На этом свойстве основан метод дозиметрии - измерение дозы с помощью различных видов специальных приборов - дозиметров. Дозиметрию осуществляют специальные ведомственные службы.

5. Биологическое или повреждающее действие на организм человека ионизирующих излучений вызывает необходимость защиты от него как персонала рентгеновских кабинетов, так и пациентов при осуществлении методов рентгенодиагностики. В то же время это свойство используют в лучевой терапии для лечения как опухолевых, так и неопухолевых заболеваний.__

 

2. Биологическое действие ионизирующего излучения. Морфологические и функциональные изменения в тканях и органах при воздействии ионизи­рующих излучений.

Все излучения, как неионизирующие, так и ионизирующие, способны вызывать изменения в живых организмах, т. е. обладают биологическим действием, которое является результатом поглощения энергии излучения элементами биоструктур. Од­нако энергия ультразвуковых волн и высокочастотных электромагнитных колебаний, используемых в диагностике, значительно ниже энергии, которая вызывает механи­ческую и химическую реакции тканей. В настоящее время продолжается изучение биологического действия ультразвука, стабильного магнитного поля и высокоча­стотных радиоволн, однако выраженных негативных последствий от ультразвуковых и магнитно-резонансных воздействий не зарегистрировано.

Совсем иное дело — ионизирующие излучения. Их биологическое действие ста­ло известно вскоре после открытия рентгеновского излучения.

Первый этап биологического действия ионизирующих излучений представляет собой физический процесс взаимодействия излучения с веществом. Все излучения непосредственно или опосредованно вызывают возбуждение либо ионизацию ато­мов биосистем. В результате этого в тканях появляются возбужденные и ионизи­рованные атомы и молекулы, обладающие высокой химической активностью. Они вступают во взаимодействие друг с другом и с окружающими атомами, при этом под влиянием облучения возникает большое количество высокоактивных свободных ра­дикалов и перекисей. Поглощение энергии излучения и первичные радиационно­химические реакции совершаются практически мгновенно — в течение миллион­ных долей секунды.

Затем за тысячные доли секунды радиационно-химический процесс приводит к изменению расположения и структуры молекул и, следовательно, к нарушению биохимии клеток. Морфологические и функциональные изменения клеток проявля­ются уже в первые минуты и часы после облучения. Последнее воздействует на все компоненты клеток, но в первую очередь, особенно при использовании сублеталь- ных и летальных доз излучения, поражаются ядерные структуры —ДНК, дезоксину- клеопротеиды и ДНК-мембранные комплексы. Прекращаются рост и деление клетки, в ней обнаруживают дистрофические изменения вплоть до гибели клетки. Изменения в хромосомном аппарате клетки отражаются на ее наследственных свойствах — при­водят к радиационным мутациям. Они могут развиться в соматических клетках, обу­словливая снижение жизнеспособности их потомства или появление клеток с новыми качествами. Полагают, что эти новые популяции клеток могут быть источником рака и лейкоза. Мутации, развившиеся в половых клетках, не отражаются на состоянии облученного организма, но могут проявиться в следующих поколениях, а это может вести к увеличению числа наследственных болезней, которых и без того много в че­ловеческой популяции.

Разумеется, биологические последствия облучения отнюдь не сводятся только к клеточным и тканевым реакциям: они лишь лежат в основе сложных процессов на­рушения деятельности нервной, кроветворной, эндокринной, иммунной и других си­стем организма. Исключительно высока радиочувствительность организма эмбриона и плода (особенно в период с 8-й по 15-ю неделю после зачатия). Установлено, что облучение эмбриона даже в малых дозах в 1,5—2 раза повышает спонтанный уровень развития детского рака (в первые 10—15 лет жизни).

Биологический эффект в первую очередь определяется величиной поглощенной дозы и распределением ее в теле человека. При равной дозе наиболее значитель­ные последствия наблюдаются при облучении всего тела, менее выражена реак­ция в случае облучения его отдельных частей. При этом не все равно, какие части облучены. Облучение живота, например, дает гораздо более выраженный эффект, чем воздействие в той же дозе на конечности. Вместе с тем биологический эф­фект зависит от радиочувствительности облученных тканей и органов. Радиочув­ствительность — очень важное понятие в медицинской радиологии. Она опреде­ляется выраженностью лучевого повреждения клеток и тканей и способностью их к восстановлению после облучения.

Чувствительность клетки к облучению зависит от многих факторов: вида излуче­ния (энергии квантов или частиц), стадии митотического цикла, степени оксигенации, функционального состояния клетки в момент облучения. Особенно значительно по­ражаются клетки, которые в этот момент находились в состоянии повышенной актив­ности (например, в период синтеза ДНК). Большую роль играют внешние условия: температура, содержание воды, кислорода и т. д.

Степень лучевых реакций зависит от парциального напряжения кислорода в био­субстрате: чем меньше кислорода в клетке, тем менее значительно лучевое по­вреждение. Это явление получило название «кислородный эффект».

Лучевые повреждения ярко проявляются в активно пролиферирующих тканях (лимфоидная, кроветворная и т. д.) и гораздо менее выражены и возникают в более отдаленные сроки в мало обновляющихся тканях (костная, хрящевая, мышечная, жи­ровая). Малодифференцированные клетки более чувствительны к облучению. Рас­сматривая вопрос о тканевой радиочувствительности, нужно учитывать, что гибель части клеток компенсируется деятельностью систем клеточного обновления, а она зависит от общего числа стволовых клеток, интенсивности клеточной пролиферации, состояния кровотока и оксигенации клеток.

Эффекты излучения детерминированные - клинически выявляемые вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше - тяжесть эффекта зависит от дозы.

Эффекты излучения стохастические - вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-04-11; Просмотров: 1306; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.084 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь