Лучевая диагностика — техногенная зона риска

М.М. Маркварде

Radiation diagnostics — technogenic risk zone
M.M. Markvarde

В последние годы на различных мировых форумах все чаще обсуждается роль ионизирующих излучений в медицине и ощутимый повреждающий эффект в результате их широкого использования в диагностических целях. Вопросы радиационной безопасности, средств контроля и защиты в лучевой диагностике стали темой специальных программ.

Интерес к данной проблеме обусловлен прежде всего значительным увеличением коллективной дозы облучения (КДО) в результате проводимых среди населения рентгено-радиологических процедур. Так, по данным Научного комитета по действию атомной радиации при ООН, опубликованным еще в 1985 г., доля облучения населения от источников радиации, используемых в медицине, достигает 40% суммарной дозы, получаемой от всех прочих источников. При этом КДО количественно сопоставима с ежегодным облучением населения после аварии на ЧАЭС, а по мнению ряда специалистов, даже превышает ее. Совокупность повреждающих факторов является серьезной причиной индуцирования различных заболеваний, в том числе онкологических, у лиц различных возрастных групп, особенно у подрастающего поколения.

Значение рентгенологии в медицине благодаря интенсивному научно-техническому прогрессу и внедрению микропроцессорных технологий с каждым годом возрастает. Сфера использования диагностических методов расширяется, что при существующем количественном объеме процедур и их ежегодном приросте на 8—10% увеличивает надфоновое облучение населения со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Следует отчетливо дифференцировать причины увеличения КДО в экономически развитых странах и в постсоветских республиках. В западных государствах, на первый взгляд, создан максимум условий для минимизации лучевой нагрузки на больных и обслуживающий персонал, так как медицинские учреждения оснащены самым современным оборудованием, при этом замена аппаратов на новые, более совершенные модели осуществляется регулярно по истечении рабочего ресурса — примерно через 3—5 лет. В таких благоприятных условиях увеличение КДО объясняется интенсивным использованием аппаратных средств и особенно широким и комбинированным применением современных технологий — рентгеновской компьютерной томографии (РКТ), методик интервенционной радиологии, профилактической рентгенографии и маммо- графии и др. Пациенту стараются выполнить максимум диагностических процедур, порой без очевидного учета медицинских показаний. Подобная парадоксальная ситуация при избытке технических средств, по-видимому, обусловлена жаждой максимального экономического эффекта в условиях страховой медицины и частного предпринимательства.

Уровень и достижения здравоохранения в любой стране определяются условиями финансирования, уровнем организационной структуры и состоянием материально-технической базы. Это относится и к нашей республике. В настоящее время государство не в состоянии финансировать в полном объеме нужды здравоохранения, в том числе весьма дорогостоящую рентгенологическую службу.

В лечебно-профилактических учреждениях Беларуси современных аппаратов, установок с цифровой обработкой изображения, существенно снижающих лучевую нагрузку, очень мало. Надфоновое излучение за счет использования РКТ и методик интервенционной радиологии на данном этапе нам также не грозит. В таких условиях превышение лучевой нагрузки на пациента в значительной степени обусловлено конструктивной отсталостью и изношенностью материально-технической базы и инфраструктуры службы лучевой диагностики.

В республике сложилась следующая ситуация: более 80% рентгеновского диагностического оборудования устарело морально и физически и выработало — порой в несколько раз — свой рабочий ресурс (аппараты АРД-2, РУМ-10, РУМ-20, Диагномакс-125, семейство ТУР, РДК-50/6 и др.). Причем доля устаревшего оборудования из-за незначительности новых поступлений с каждым годом возрастает. При этом необходимо учитывать, что количество исследований (включая массовые профилактические осмотры) в течение года экстенсивно увеличивается.

Эксплуатация морально устаревшего диагностического оборудования неизбежно сопряжена с более высокой лучевой нагрузкой на пациентов и персонал. А если сравнить его с современными моделями аппаратов, оснащенных, например, цифровыми системами обработки изображения, то доза облучения на 1—2 порядка выше.

Важнейшим критерием оценки вероятного уровня облучения обычно является дозиметрический контроль. Однако дозиметрический контроль в рентгеновских кабинетах республики в определенной степени носит формальный характер, так как с помощью дозиметров обычно протоколируются лишь те показатели, которые возникают при заранее заданных (а не фактических) технических условиях. Так, например, контроль защитных свойств в области экрана, входной или выходной дозы на универсальном штативе рентгеновского аппарата в режиме рентгеноскопии (просвечивания) обычно осуществляется при следующих условиях. В качестве фантома используется пластмассовая 10-литровая канистра, заполненная водой; устанавливается высокое напряжение электрического тока — 90 кВ и сила анодного тока в 1 мA. Затем с помощью дозиметра регистрируется определенная мощность дозы за экраном (зачастую не превышающая предельного уровня) либо входная или выходная доза, которые заносятся в протокол. Формально после дозиметрического контроля складывается впечатление о полном лучевом «благополучии». Естественно, результаты такого протоколирования являются серьезным юридическим противовесом любому оппоненту, указывающему на превышение лучевой нагрузки во время исследования пациентов.

Фактическая лучевая нагрузка на пациента (входная доза) при просвечивании, например, органов грудной клетки на рентгеновском аппарате типа РУМ-20 (не оснащенном электронно-оптическим преобразователем — ЭОП) обычно значительно выше, чем на новом аппарате такого же класса. Данное обстоятельство объясняется прежде всего тем, что рентгеноскопия на устаревших аппаратах обычно вынужденно производится при высокой силе анодного тока (минимум 2—3 мA, чаще 4—5 мA и более). Следовательно, режимы анодного тока в 2—4 раз выше, чем при официальном дозиметрическом контроле. Соответственно неизбежно увеличивается лучевая нагрузка на пациента. Подобная ситуация присуща практически любому рентгенодиагностическому аппарату устаревшей конструкции и выработавшему в течение 20—25 лет свой рабочий ресурс.

Положение с рентгеновскими аппаратами, оснащенными ЭОП, не менее тревожное. Следует иметь в виду, что только с помощью исправного и отрегулированного ЭОП качественное рентгеновское изображение на экране телевизионного монитора в режиме просвечивания воспроизводится при использовании относительно небольшой силы анодного тока. Это условие по сравнению с традиционным просвечиванием в 2—3 мA позволяет как минимум на порядок снизить лучевую нагрузку. Однако аппараты с ЭОП российского производства, в основном используемые в нашей республике, обычно имеют сравнительно ограниченный рабочий ресурс и достаточно быстро (в течение 2—3 лет) теряют положительные исходные свойства. Качество изображения на телевизионном мониторе снижается (ухудшается резкость, снижаются яркость и контрастность), и для его улучшения сознательно завышают значения анодного тока — до 3 мA и более. В таком случае (имеется в виду защита пациента и персонала) теряется смысл использования ЭОП, поскольку создается такой же уровень лучевой нагрузки, как и на аппарате без данного устройства.

Режим рентгенографии предусматривает использование в рентгеновских кассетах полноценных, а не выработанных от длительной экс- плуатации усиливающих экранов. Ознакомление с работой рентгенкабинетов в некоторых районах Гомель- ской и Могилевской областей показало, что в большинстве из них пользуются просроченными усиливающими экранами, которые практически не меняются на новые в течение многих лет (при том, что предельная продолжительность использования усиливающего экрана не должна превышать 5 лет). Утратившие свои исходные свойства усиливающие экраны снижают качество изображения на снимках. В подобных условиях рентгенлаборант добивается достаточно приемлемого по качеству изображения путем завышения силы анодного тока и других технических режимов, поэтому создаются условия для увеличения лучевой нагрузки на пациента.

С помощью современного дозиметрического комплекса — «Рентгеновского мультиметра» марки PMX-III (Швеция) нами произведено специальное опытное определение входной дозы при рентгенографии на втором рабочем месте аппарата РУМ-20 (Россия), находившегося в эксплуатации свыше 12 лет. Проведенные измерения при различных технических условиях показали следующее:

— увеличение напряжения лишь на 6 кВ (с 63 до 69 кВ, при постоянных значениях — 150 mas, экспозиция 0,1 с, фокусное расстояние 100 см) в ходе нескольких включений привело к увеличению входной дозы на 23—30%, а при увеличении еще на 7 кВ (с 69 до 76 кВ) доза возросла почти наполовину (на 47%);

— увеличение показателя на 100 mas (с 150 до 250 mas) при постоянном напряжении 63 кВ и экспозиции 0,1 с сопровождалось увеличением входной дозы на 20%.

В ходе серии включений аппарата при равных технических условиях выявилась явная нестабильность высоковольтного генератора: значения напряжения по сравнению с установленными на пульте колебались от 6 до 9 кВ и оказались заниженными.

Следовательно, увеличение даже в небольших пределах параметров анодного тока и напряжения при каждом включении рентгеновского аппарата приводит к значительному увеличению лучевой нагрузки на пациента. Кроме того, нестабильность технических режимов постоянно снижает качество получаемого рентгеновского изображения, что также может послужить поводом для повторных снимков.

По нашему мнению, превышение лучевой нагрузки как в режиме просвечивания, так и в режиме снимков может быть обусловлено рядом причин:

— износом и неровностью («ноздреватостью») зеркала анода в рент- геновской трубке с рассеиванием излучения;

— наличием просроченного флюоресцирующего экрана, в связи с чем потеря исходных свойств приводит к низкой яркости свечения и снижению качества экранного изображения, что вынуждает врача и рентгенлаборанта завышать режимы и увеличивать экспозиционные показатели;

— неполадками и перекосом подвижных защитных шторок, затрудняющими диафрагмирование исследуемого поля до оптимальных размеров;

— несовершенством механических и электрических схем, неточностью настройки приборов, контролирующих и регулирующих технические параметры;

— иногда отсутствием металлических фильтров;

— отсутствием в аппаратах высокочастотных генераторных устройств, экспозиционных автоматов, экспонометров и т.д.

Использование устаревшего рент- геновского оборудования привело к парадоксальной ситуации. Главные врачи ЛПУ, да и представители Гос- атомнадзора прекрасно осознают, что дальнейшая эксплуатация таких аппаратов, мягко говоря, недопустима. Кабинет давно следует за- крыть, а аппарат списать. Однако на радикальные меры у главного врача нет юридически оформленного основания,

так как официальные акты дозиметрического контроля «подтверждают», что лучевая обстановка «в норме»! Кроме того, рентгеновский аппарат, несмотря на свою дряхлость, тем не менее включается и еще позволяет (неважно, какой ценой) производить рентгеновские снимки!

В целях уменьшения КДО необходимо осуществлять закупки самого современного оборудования, несмотря на его высокую стоимость, ориентируясь на сложившиеся в мировой практике передовые тенденции. Как свидетельствуют материалы 13-го Европейского конгресса радиологов — ECR-2001 (2—6 марта 2001 г., Вена, Австрия), практически все ведущие мировые производители рентгеновской аппаратуры в настоящее время сосредоточили усилия на следующих приоритетных направлениях:

— на изготовлении и использовании в диагностических аппаратах блоков прямого считывания рентгеновского изображения, перевода аналогового изображения в цифровое и регистрации графической информации с помощью современных компьютерных средств. Данная технология позволяет перейти на более прогрессивный и оправдавший себя на практике способ — беспленочное рентгенологическое исследование;

— на разработке и совершенствовании компьютерного программного обеспечения для более эффективной интерпретации пользователями получаемого с помощью беспленочных технологий разнообразного цифрового изображения и его объективизации.

Вместе с тем пока еще сохраняется производство традиционного оборудования последних поколений — стационарных диагностических аппаратов различного назначения с использованием пленочных технологий, так что подобные установки в медицинских учреждениях еще достаточно долго будут составлять большинство.

В условиях нашей республики для комплектования многопрофильных областных, клинических больниц и отделений специализированных НИИ, выполняющих самый большой и наиболее сложный объем работы, по-прежнему следует приобретать аппараты ведущих мировых производителей — «Philips», «Siemens» и др. (универсальные аппараты с системами цифровой обработки изображения, специализированные ангиографические комплексы, спиральные компьютерные томографы, маммографы, магнитно-резонансные томографы и др.). Эти приобретения, уменьшая КДО, позволят поддерживать профессиональную деятельность на современном уровне.

В последние годы в республике наконец налажено собственное производство доступного по стоимости современного рентгеновского оборудования отдельных классов. На научно-производственном предприятии «АДАНИ» создана серия рентгеновских низкодозовых цифровых аппаратов для рентгенографии, в которых используется современная система прямого считывания с помощью специального устройства и цифрового перевода рентгеновского изображения в блоки памяти персонального компьютера с возможностью дальнейшей его компьютерной обработки. Аппараты могут использоваться не только для исследования легких («Пульмоскан», «Пульмоэкс- пресс»), но и для рентгенографии других областей тела («Унискан»). На данных компьютеризированных аппаратах производятся снимки, их регистрация, анализ изображения на экране дисплея и его математическая обработка с целью повышения качества диагностики (изменение яркости, преобразование контрастности, увеличение отдельных фрагментов, инвертирование изображения, измерение площади и линейных размеров в зонах интереса и др.). Важным элементом системы является возможность сохранения изображения в базе данных или на других носителях и передачи графической и текстовой информации по линиям связи. Аппараты предназначены для эксплуатации в стационаре или поликлинике («Пульмоскан», «Уни- скан»), мобильный («Пульмоэкс- пресс») — в автомобиле. Эти аппаратные средства при их достаточно широком распространении в республике могут обеспечить до 30% общего объема рентгенографических исследований органов грудной клетки и других органов. В аппаратах еще следует усовершенствовать компьютерное обеспечение, а также создать более надежную систему диафрагмирования исследуемого поля. Как показывает опыт, для успешной и эффективной работы на компьютеризированных аппаратах, более полного освоения оборудования и возможностей программного обеспечения необходимо наличие постоянно действующего обучающего центра для пользователей — врачей, рентгенлаборантов, инженеров.

Экономическая эффективность использования беспленочных технологий очевидна. Например, в 6-й клинической больнице г. Минска, где 15 февраля 2001 г. установлен цифровой низкодозовый рентгеновский аппарат «Унискан», к 22 октября выполнено 4 624 исследования, что позволило сэкономить дорогостоящие рентгеновские пленки. Вместе с тем в 9-й клинической больнице Минска, где нет беспленочного цифрового оборудования, за три года (1999—2001) только на приобретение рентгеновских пленок и химреактивов израсходовано средств на сумму, превышающую 35 154 $. На эти средства можно было бы оборудовать рентгеновские отделения крайне необходимой локальной компьютерной сетью.

Прошедшая 17—19 октября 2001 г. в Москве Всероссийская научно-практическая конференция «Цифровая лучевая диагностика в пульмонологии и фтизиатрии», с учетом возросшей в последнее время заболеваемости легочным туберкулезом, подтвердила целесообразность и необходимость восстановления практики массовой профилактической флюорографии органов дыхания с обязательной заменой флюорографов устаревших конструкций на современное низкодозовое цифровое оборудование.

Фирма «Драйв» (Беларусь) в порядке частной инициативы изготовила из передовых комплектующих серию современных рентгенодиагностических аппаратов «Космос-330,

-530, -535». Аппараты оснащены высокочастотными генераторами и программным микропроцессорным управлением. Установки значительно дешевле импортных, выгодно отличаются от зарубежного аналога «Атлас» и предназначены для производства всех видов рентгенографии в районных и городских больницах, поликлиниках, травматологических центрах. Наиболее высокая эффективность данного оборудования достигается в сочетании с использованием автоматических проявочных машин и рентгеновских кассет с усиливающими оксисульфидно-гадолиниевыми экранами. Конструктивные возможности аппаратов способствуют существенному снижению лучевой нагрузки, они удобны в эксплуатации, экономически доступны.

Еще одним обнадеживающим фактом является то, что предприятие «Белмашприбор» в целях модернизации в медицинских учреждениях основных типов рентгеновских аппаратов намерено изготовить и запустить в серийное производство «Унифицированную систему формирования электронной регистрации рентгеновского изображения». Но данный проект следует отнести к весьма отдаленной перспективе.

В 1996 г. в Минздраве РБ рассматривался проект, предложенный фирмой «Philips», в рамках которого наряду с прямыми закупками современного передвижного рентгеновского диагностического аппарата Practix-400 планировалась передача технологии данного аппарата с целью создания и развития в республике технологической линии. Фирма «Philips» также брала на себя обязательство организовать сервисное обслуживание оборудования и учебной базы для подготовки специалистов. К сожалению, данный перспективный для здравоохранения проект по каким-то причинам не получил дальнейшего развития.

Весьма перспективными в плане уменьшения лучевых нагрузок и практического использования представляются различные разработки и усовершенствования зарубежных производителей рентгеновского оборудования. Так, ряд западных фирм («Philips», «Siemens» и др.) устанавливает на аппаратах рентгеновские трубки со специальными устройствами для импульсной генерации рентгеновского излучения. Прерывистая генерация укорачивает время непосредственного излучения и соответственно позволяет уменьшить лучевую нагрузку на пациента на 40—70% и более без потери качества изображения. Такие трубки предназначены для работы в режиме просвечивания, например при ангиографии и различных видах интервенционной радиологии, для обзорного исследования, контроля за установкой катетера или стента, продвижения контрастного вещества (при ангиографии), пункционной иглы, приспособления для взятия биоптата и др.

К недостаткам отрасли следует отнести отсталость ее инфраструктуры, что также приводит к неизбежному и систематическому увеличению КДО. Имеется в виду фотолабораторный процесс, расходные материалы (рентгеновская пленка, усиливающие экраны, химикаты, контрастные вещества), защитные средства и приспособления и др. Так, неоценимое значение для получения качественного рентгеновского изображения имеет современный фотолабораторный процесс. К сожалению, в подавляющем большинстве кабинетов используется отсталая технология — танковое проявление рентгеновских пленок. Температурные режимы (важнейшие в данном процессе) практически не регулируются, готовность изображения при проявлении (по фактору времени) определяется лаборантом «на глазок». В зависимости от ряда условий (свежий или истощенный проявитель, характеристика рентгеновской пленки и др.) лаборант по субъективным причинам удлиняет продолжительность проявления. Нередко неудовлетворенный качеством изображения лаборант вынужден повторять снимок с установкой новых, более высоких режимов. Все это неизбежно приводит к повышению лучевой нагрузки на пациента.

Наиболее прогрессивным на сегодняшний день способом проявления рентгеновской пленки считается использование проявочных машин (“Kodak”и др.), в работе которых предусмотрено автоматическое регулирование всех основных режимов проявочного процесса. Проявочные машины классифицируются по мощности — количеству производимых процедур. Их целесообразно устанавливать в отделениях с большим объемом исследований (травматология, пульмонология и др.). Оптимальные технические режимы экспонирования приводят к снижению лучевой нагрузки на пациента. При этом существенно повышается качество получаемого изображения, возрастает удельная экономичность каждой процедуры, стиль работы отделения становится более современным и т.п. В настоящее время проявочными машинами располагают лишь единичные учреждения.

Качество изображения на снимке в значительной степени зависит от состояния расходного материала — рентгеновской пленки. При хранении пленка не всегда оберегается от видимого света, ионизирующего излучения, высокой температуры, влажности, давления и трения эмульсии пленки, воздействия химических веществ.

Существенному снижению лучевой нагрузки на пациента при производстве рентгеновских снимков могут способствовать современные технологии в комплексе «кассета—экран—пленка», соблюдение которых не только улучшает качество изображения, но и, что особо важно, обеспечивает укорочение экспозиционных показателей. Так, например, фирмой «Kodak» созданы:

— усиливающие экраны на основе оксисульфида гадолиния и тиберия, которые увеличивают в 2 раза (по сравнению с кальций-вольфраматными) поглощение рентгеновских лучей и улучшают резкость и разрешение, что позволяет перейти к высоковольтным режимам и снизить лучевую нагрузку;

— рентгеновская пленка с эмульсией, включающей плоские кристаллы галогенида серебра, что способствует 1,5—2-кратному увеличению чувствительности и уменьшению кроссовера. Такие эмульсии чувствительны к спектру «зеленого» света и обладают значительным преимуществом перед пленками «синего» цвета, так как их чувствительность при одинаковом разрешении в несколько раз выше.

Качественное исследование органов дыхания с помощью рентгенологических методик всегда представляет сложную проблему, которая тесно связана с необходимостью воспроизведения изображения легочных структур и анатомических особенностей органов средостения. Получить информативное изображение указанных отделов на одном снимке с помощью традиционной рентгенографии не всегда возможно, что, как правило, приводит к необходимости использования дополнительных специальных методик — томографии, супервольтных снимков и, соответственно, к увеличению лучевой нагрузки на пациента и персонал.

Использование в пульмонологической практике новой прогрессивной технологии — инсайд-системы «Kodak» позволяет получить на одном снимке (т.е. при однократном включении рентгеновского аппарата) качественное изображение легких и органов средостения. Данная технология наряду с увеличением информативности позволяет существенно уменьшить лучевую нагрузку и должна стать приоритетной в работе пульмонологических отделений.

О важном значении своевременной замены усиливающих экранов свидетельствует проведенная нами опытная рентгенография фантома грудной клетки с применением использованных в течение 3 лет усиливающих экранов. По сравнению с аналогичными новыми обнаружено изменение оптической плотности негативного изображения на 11,5% (обработка в автоматической проявочной машине), что, естественно, также отражалось на качестве.

В практике исследований сосудов широко используются неионные контрастные вещества. К ним относятся: мономеры — ультравист (иопромид, «Schering») и омниопак (иогексол, «Nycomed»), димеры — визипак (иодиксанол, иомерон, «Nycomed») и изовист (иотролан, «Schering») и др. Эти препараты применяются при болюсном внутриартериальном и венозном введении, миелографии, для исследования пациентов с признаками аллергизации организма, с бронхиальной астмой, гиперфункцией щитовидной железы, почечной недостаточностью, сахарным диабетом и др. Благодаря низкой осмолярности, минимальному воздействию на биологические мембраны и меньшей токсичности введение неионных препаратов не только сопровождается значительно меньшим (в 3—5 раз) риском развития побочных реакций, но и приводит к оптимальному контрастированию и уменьшению экспозиционных режимов.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что во многих рентгенкабинетах районного и городского звена для защиты персонала и пациента используются выработавшие эксплутационный срок и подлежащие регулярной замене, нередко пришедшие в негодность экранирующие средства из просвинцованной резины: перчатки, передники, защитные ширмы и т.д. Из-за уменьшения свинцового эквивалента ослабляются их защитные свойства и, соответственно, увеличивается лучевая нагрузка.

В заключение следует вспомнить, что еще 30 лет назад в средствах массовой информации специалисты предсказали вероятность вступления восточноевропейских стран в череду техногенных катастроф. В наше время это находит печальное подтверждение. Есть основания полагать, что служба лучевой диагностики Беларуси по техническому уровню и физическому состоянию основных материально-технических фондов также вступила в техногенную «зону риска», основное негативное проявление которой — массовое и постоянное превышение лучевой нагрузки при медицинских диагностических исследованиях.

Радиационную проблему в республике могут решить лишь экстренные меры — реализация в относительно короткие сроки государственной программы по обновлению и модернизации службы лучевой диагностики. В настоящее время важнейшей практической задачей является минимизация лучевой нагрузки при рентгено-радиологических исследованиях всеми доступными средствами. Реализация этой непростой задачи осуществляется различными способами, связанными не только с техническим совершенствованием рентгеновской аппаратуры, но и с определенными требованиями к инфраструктуре отрасли. При выборе и назначении диагностической процедуры практический врач обязан руководствоваться строгими медицинскими показаниями, взвешенно сопоставляя степень риска от рентгенологического исследования с эффектом вероятной диагностической информации, исходя из соотношения «польза—вред».

Одновременно нужно отметить, что уровень производственно-технической базы республики (по опыту создания аппаратов «Пульмоскан» и «Космос») вполне позволяет силами различных КБ и предприятий наладить самостоятельное изготовление необходимых для отрасли самых сложных, безопасных и экономически выгодных рентгеновских аппаратов, не уступающих зарубежным образцам, особенно если учесть, что современное оборудование в мире создается на базе передовых комплектующих. Однако для такой созидательной и перспективной деятельности необходима серьезная и целенаправленная государственная программа обновления отрасли, которой, к сожалению, в республике нет. Нужны всемерное содействие, желание и инициатива Минздрава, определяющего и регулирующего приоритеты здравоохранения и представляющего их в правительстве. Важным компонентом в реализации подобной программы является непременное привлечение инвестиций, обязательное содействие инициативе бюджетных и внебюджетных разработчиков технических инноваций.

Статья опубликована в журнале Медицинские новости