Экспозиционная доза: Экспозиционная доза излучения

Содержание

Справка: Единицы измерения радиоактивности и доз облучения | Европа и европейцы: новости и аналитика | DW

Едва речь заходит об угрозе радиоактивного заражения местности или об опасности, которую ионизирующее излучение представляет для здоровья человека, как начинается путаница с единицами измерения: тут фигурируют то кюри, то беккерель, то рентген, то зиверт, то бэр, то грэй, а то и банановый эквивалент. Чтобы трезво оценивать реальное положение на тех же японских АЭС, необходимо четко понимать, что же означают те или иные единицы измерения радиоактивности и какие дозы облучения являются нормальными, какие — допустимыми, какие — опасными, а какие — смертельными. Попробуем в этом разобраться.

Начнем с измерения активности нуклида в радиоактивном источнике, то есть частоты ядерных превращений в нем. Для этого существуют две единицы: одна старая, внесистемная — кюри, другая более современная, системы СИ — беккерель. Один беккерель соответствует активности нуклида, при которой за 1 секунду происходит один распад.

Однако сама по себе эта величина, хоть и очень важна в ядерной физике, на практике мало что говорит о радиоактивной нагрузке на окружающую среду и на человека.

Более важное практическое значение имеют единицы, которые служат для измерения доз ионизирующего излучения. Впрочем, тут нужно различать поглощенную, экспозиционную и эквивалентную дозы. В системе СИ первая измеряется в грэях, вторая — в кулонах на килограмм, третья — в зивертах. Есть, впрочем, и внесистемные единицы — рады, рентгены и бэры, то есть биологические эквиваленты рентгена. Поглощенная доза — это основная физическая величина, определяющая степень радиационного воздействия.

Коэффициент качества излучения

Но главной дозиметрической величиной, представляющей для нас наибольший интерес, является «эквивалентная» доза, поскольку именно она служит для оценки того ущерба, что наносится здоровью человека хроническим воздействием ионизирующего излучения. Причем речь идет об излучении произвольного состава — то есть эта величина содержит так называемый коэффициент качества излучения, поскольку разные его виды производят разный поражающий эффект.

Существующий повсеместно естественный радиационный фон, а также некоторые медицинские процедуры приводят к тому, что каждый человек ежегодно получает в среднем эквивалентную дозу облучения от 2 до 5 миллизивертов. В Германии этот показатель составляет 4 миллизиверта. Даже для людей, профессионально связанных с радиоактивными материалами, годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 миллизивертов.

Летальной считается доза в 8 зивертов, доза половинной выживаемости, то есть доза, при которой погибает половина облученной группы людей, составляет 4-5 зивертов. На Чернобыльской АЭС около тысячи людей, находившихся рядом с реактором в момент катастрофы, получили дозы от 2 до 20 зивертов, что в ряде случаев оказалось смертельным. У ликвидаторов средняя доза составила около 100 миллизивертов, хотя иногда достигала 500 миллизивертов.

Банановый эквивалент

Что же касается бананового эквивалента, то эту единицу используют поборники атомной энергетики для характеристики источников ионизирующего излучения посредством сравнения их с уровнем радиоактивности обычного банана. Дело в том, что банан — как, впрочем, и многие другие продукты питания — обладает природной радиоактивностью вследствие наличия в нем калия-40 — радиоизотопа, активность которого составляет 32 беккереля. Известны случаи, когда системы обнаружения радиоактивных материалов в аэропортах срабатывали на обычный банан.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Вячеслав Юрин

1.4 Экспозиционная доза

Экспозиционная доза является качественной характеристикой фотонного излучения (рентгеновского и гамма-излучения), она определяется по ионизации воздуха, т.е. когда поглощенная энергия в некотором объеме воздуха равна суммарной кинетической энергии электронов и позитронов, образованных фотонным излучением в том же объеме.

Непосредственно измеряемой физической величиной при определении экспозиционной дозы  -излучения является электрический заряд ионов одного знака, образованных в воздухе за время облучения:

эксп= Q / m , (1. 3)

где D эксп— экспозиционная доза, Кл/кг;

Q — полный заряд ионов одного знака, Кл;

m — масса объема воздуха, кг.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р),

1 Р = 0,285 мКл/кг.

1.4 Поглощенная доза

Поглощенная доза характеризует изменения, происходящие в облучаемом веществе (воздухе, воде, дереве, железе и т.д.).

Поглощенная доза — это энергия, передаваемая веществу массой в одну единицу:

погл= E / m , (1.4)

где D погл— поглощенная доза, Дж/кг;

E — энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым веществом, Дж;

m — масса облучаемого вещества, кг.

В системе СИ поглощенная доза измеряется в Гр (грей):

1 Гр = 1 Дж/кг.

В практике часто используется специальная единица поглощенной дозы — рад. Один рад соответствует такой поглощенной дозе, при которой количество энергии, выделяемой одним граммом любого вещества, равно 0,01 Дж, т.е.

1рад = 0,01 Дж/кг =0,01Гр .

Поглощенная доза связана с экспозиционной дозой следующим соотношением:

погл= DэкспК1, (1.5)

где К1— коэффициент, учитывающий вид облучаемого вещества (воздух, вода и т.п.), т.е. учитывающий отношение энергии, поглощенной данным веществом, к электрическому заряду ионов, образованных в воздухе такой же массы.

При экспозиционной дозе в 1 Р энергия  -излучения, расходуемая на ионизацию 1 г воздуха, равна 0,87 рад, т.е. для воздуха

К1= 0,87 рад/Р = 0,870,01 Дж/кг = 0,870,01 Гр/Р .

Поскольку ткани организма имеют несколько иной эффект поглощения по сравнению с водой, то используются переводные коэффициенты для различных тканей тела человека:

для воды в организме К1= 0,887…0,975 рад/Р,

для мышц К1= 0,933…0,972 рад/Р,

для костей К1= 1,03… 1,74 рад/Р.

В целом для организма человека при облучении от  -источника коэффициент К1= 1 рад/Р = 0,01 Гр/Р.

1.5 Эквивалентная доза

Эквивалентная доза учитывает не только энергию, передаваемую веществу, но и те биологические эффекты, которые производит проникающая радиация в теле человека:

Dэкв= DпоглК2= DэкспК1К2, (1.6)

где Dэкв — эквивалентная доза, Зв;

К2— коэффициент качества облучения (таблица 1. 2).

Таблица 1.2

Средние значения коэффициента качества к2

Вид излучения

К2 (Зв/Гр или бэр/рад)

Рентгеновское и -излучение

1

Электроны и позитроны, -излучение

1

Нейтроны с энергией меньше 20 кэВ

3

Нейтроны с энергией 0,1 — 10 МэВ

10

-излучение с энергией меньше 10 МэВ

20

В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Специальной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рентгена).

Для рентгеновского и  излучения коэффициенты

К1 = 1 рад/Р, К2= 1 бэр/рад и 1Р эквивалентен 1 бэр,

т.е. 1Р 1 рад1 бэр.

Чтобы отметить различие между экспозиционной, поглощенной и эквивалентной дозами, а также единицами измерений эти параметры сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Основные параметры, характеризирующее излучение

Параметры

Единицы измерения

Старая система

Система СИ

А – активность радионуклида (количество частиц, вылетающих из вещества в единицу времени)

Бк (беккерель)

1 Бк = 1 расп/с

1 Ku= 3,71010Бк

Dэксп– экспозиционная доза (определяется по ионизации воздуха)

Р (рентген)

Кл/кг

1 Р = 2,6 10-4Кл/кг

Dпогл– поглощенная доза (определяется по энергии, поглощенной воздухом, водой и другими веществами)

рад

Гр (грей)

1 Гр = 1 Дж/кг

100 рад = 1 Гр

Dэкв– эквивалентная доза (определяется по действию на человека)

бэр

Зв (зиверт)

100 бэр = 1 Зв

Dэкв = DпоглК2= DэкспК1К2

Для рентгеновского и -излучения 1 Р эквивалентен 1 бэр, т. е. коэффициенты К1= 1 рад/Р = 0,01 Гр/Р, К2= 1 бэр/рад = 1 Зв/Гр,

1 Р 1 рад1 бэр,

100 Р 1 Гр1 Зв

НИЛ 2103. Эталоны единиц величин

Научно-исследовательская лаборатория эталонов в области дозиметрии бета, рентгеновского, гамма и тормозного излучения


НИЛ 2103
  • ГВЭ единиц кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-7 до 20 Гр, мощности кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-8 до 1·10-3 Гр/с, экспозиционной дозы в диапазоне от 3·10-9 до 6·10-1 Кл/кг, мощности экспозиционной дозы в диапазоне от 3·10-10 до 3·10-5 А/кг, амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы в диапазоне от 1·10-7 до 20 Зв, мощностей амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы в диапазоне от 1·10-8 до 1·10-3 Зв/с (ГВЭТ 8-2)

  • ГРЭ 1-го разряда единиц мощности: кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-11 до 6·10-9 Гр/с, экспозиционной дозы в диапазоне от 4·10-13 до 2·10-10 А/кг, амбиентного эквивалента дозы в диапазоне от 3·10-11 до 3·10-9 Зв/с, направленного эквивалента дозы в диапазоне от 1·10-11 до 7·10-9 Зв/с.

  • ГВЭ единиц поглощённой дозы в диапазоне от 1·10-4 до 1·100 Гр и мощности поглощённой дозы в диапазоне от 1·10-6 до 1·10-2 Гр/c бета-излучения в тканеэквивалентном материале (ГВЭТ 9-1)

  • ГРЭ единиц экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, амбиентного эквивалента дозы и мощности амбиентного эквивалента дозы импульсного рентгеновского излучения. Дозиметр универсальный UNIDOS


ГВЭТ 8-2 Государственный вторичный эталон единиц:
кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-7 до 20 Гр,
мощности кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-8 до 1·10-3 Гр/с,
экспозиционной дозы в диапазоне от 3·10-9 до 6·10-1 Кл/кг,
мощности экспозиционной дозы в диапазоне от 3·10-10 до 3·10-5 А/кг,
амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы в диапазоне от 1·10-7 до 20 Зв,
мощностей амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы в диапазоне от 1·10-8 до 1·10-3 Зв/с

Номер эталона в госреестре: 2. 1.ZZB.0135.2015

Состав эталона:

  • Поверочная дозиметрическая установка УИЭЗ с набором закрытых источников гамма-излучения переменного состава из радионуклидов: америций-241, цезий-137, радий-226 и кобальт-60;

  • поверочная дозиметрическая установка гамма-излучения УДЦ-1 с радионуклидом цезий-137;

  • компаратор на основе полостных ионизационных камер объёмом 0,6 см3 (TM30010-1 №002546), 30 см3 (TM32005 №0035) и 1000 см3 (TM32002 №0090) КИК-1;

  • компаратор на основе сцинтилляционных детекторов БКМГ-АТ1102 и БКМР-АТ1104;

  • электрометр Keithley 6517В;

  • секундомер электронный Интеграл С-01.

Метрологические характеристики

Диапазоны измерений: кермы в воздухе от 1·10-7 до 20 Гр;
мощности кермы в воздухе от 1·10-8 до 1·10-3 Гр/с;
экспозиционной дозы от 3·10-9 до 6·10-1 Кл/кг;
мощности экспозиционной дозы от 3·10-10 до 3·10-5 А/кг;
амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы от 1·10-7 до 20 Зв;
мощности амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы от 1·10-8 до 1·10-3 Зв/с.
при измерении кермы в воздухе и мощности кермы в воздухе S=0,60 %,
при измерении экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы S=0,56 %,
при измерении амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы и их мощностей S=1,1 %.
Неопределенность: при измерении кермы в воздухе и мощности кермы в воздухе uс=0,60 %,
при измерении экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы uс=0,56 %,
при измерении при измерении амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы и их мощностей uс=1,1 %.


Государственный рабочий эталон 1-го разряда единиц мощности:
кермы в воздухе в диапазоне от 1·10-11 до 6·10-9 Гр/с,
экспозиционной дозы в диапазоне от 4·10-13 до 2·10-10 А/кг,
амбиентного эквивалента дозы в диапазоне от 3·10-11 до 3·10-9 Зв/с
направленного эквивалента дозы в диапазоне от 1·10-11 до 7·10-9 Зв/с.

Номер эталона в госреестре: 3.1.ZZB.0106.2015

Состав эталона:

  • закрытый радионуклидный источник гамма-излучения из кобальта-60 типа КМ № А-11;

  • закрытый радионуклидный источник гамма-излучения из цезия-137 типа Ц2-7 № 767;

  • закрытый радионуклидный источник гамма-излучения из радия-226 типа ЕР-1 № 1983;

  • закрытый радионуклидный источник гамма-излучения из радия-226 типа ЕР-14 № 4403;

  • закрытый радионуклидный источник рентгеновского излучения из кадмия-109 типа XСd9.06 № Сd109 127.12;

  • закрытый радионуклидный источник рентгеновского излучения из железа-55 типа ИРИЖ-3 № А56;

  • комплект держателей радионуклидных источников.

Метрологические характеристики

Диапазоны измерений: мощности кермы в воздухе от 1·10-11 до 6·10-9 Гр/с;
мощности экспозиционной дозы от 4·10-13 до 2·10-10 А/кг;
мощности амбиентного эквивалента дозы от 3·10-11 до 3·10-9 Зв/с;
мощности направленного эквивалента дозы от 1·10-11 до 7·10-9 Зв/с.
при измерении мощности кермы в воздухе δо(Р=0,95)=2,0%,
при измерении мощности экспозиционной дозы δо(Р=0,95)=2,0%,
при измерении мощности амбиентного эквивалента дозы δо(Р=0,95)=3,0%,
при измерении мощности направленного эквивалента дозы δо(Р=0,95) =3,5%.
Неопределенность: при измерении мощности кермы в воздухе U(k=2)=2,0 %,
при измерении мощности экспозиционной дозы U(k=2)=2,0 %,
при измерении мощности амбиентного эквивалента дозы U(k=2)=3,0 %,
при измерении мощности направленного эквивалента дозы U(k=2)=3,5 %.


ГВЭТ 9-1 Государственный вторичный эталон единиц поглощённой дозы в диапазоне от 1·10
-4 до 1·100 Гр и мощности поглощённой дозы в диапазоне от 1·10-6 до 1·10-2 Гр/c бета-излучения в тканеэквивалентном материале

Номер эталона в госреестре: 2. 1.ZZB.0107.2015

Установка эталонная дозиметрическая бета-излучения УЭДБ-1В №02

Наименование физической величины Диапазон значений Основная относительная
погрешность (Р=0,95)
Поглощённая доза бета-излучения
в тканеэквивалентном материале на глубине 7 мг/см2
1·10-4 − 1·100 Гр ±5,8 %
Мощность поглощённой дозы бета-излучения
в тканеэквивалентном материале на глубине 7 мг/см2
1·10-6 − 1·10-2 Гр/с ±5,6 %

Установка эталонная дозиметрическая бета-излучения УЭДБ-1Г №03

Наименование физической величины Диапазон значений Основная относительная
погрешность (Р=0,95)
Поглощенная доза бета-излучения
в тканеэквивалентном материале на глубине 7 мг/см2
1·10-4 − 1·100 Гр ±5,9 %
Мощность поглощённой дозы бета-излучения
в тканеэквивалентном материале на глубине 7 мг/см2
1·10-6 − 1·10-2 Гр/с ±5,7 %

Государственный рабочий эталон единиц экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, амбиентного эквивалента дозы и мощности амбиентного эквивалента дозы импульсного рентгеновского излучения.
Дозиметр универсальный UNIDOS

Номер эталона в госреестре: 3.1.ZZB.0005.2012

Состав эталона:

  • дозиметр универсальный UNIDOS № 10640;

  • ионизационная камера М30001 № 109;

  • ионизационная камера ТМ32002 № 131.

Дозиметр универсальный «UNIDOS» с ионизационными камерами М30001 и ТМ32002 является рабочим эталоном в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений экспозиционной дозы, средней мощности экспозиционной дозы, среднего потока и средней плотности потока энергии импульсного рентгеновского излучения ГОСТ 8.473-82 и служит для хранения и передачи единиц экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, амбиентного эквивалента дозы и мощности амбиентного эквивалента дозы импульсного рентгеновского излучения.

Метрологические характеристики

Наименование физической величины Диапазон значений Пределы допускаемой относительной
погрешности эталонаδо**, (Р=0,95)
Экспозиционная доза 8·10-8 − 1·102 Кл/кг
(3·10-4 − 6·105 Р)
± 6 %
Керма в воздухе 3·10-6 − 6·103 Гр
Амбиентный эквивалент дозы 3·10-6 − 6·103 Зв
Средняя мощность экспозиционной дозы 8·10-9 − 3·10-2 А/кг
(3·10-5 − 1·102 Р/с)
Средняя мощность кермы в воздухе 3·10-7 − 1 Гр/с
Средняя мощность амбиентного эквивалента дозы 3·10-7 − 1 Зв/с

** Соответствует относительной расширенной неопределённости (U) при коэффициенте охвата 2.

Доза излучения — Вики

До́за излуче́ния — в физике и радиобиологии — величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые организмы и их ткани.

Экспозиционная доза

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза — это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.

В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.

Поглощённая доза

При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощённая доза. Она показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе поглощающего вещества.

За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грей (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр = 100 рад.

Эквивалентная доза (биологическая доза)

Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путём умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена, после 1963 года — биологический эквивалент рада — Энциклопедический словарь). 1 Зв = 100 бэр.

Эффективная доза

Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учётом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.

Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в лёгких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом радиационного риска. Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма.

Значение коэффициента радиационного риска для отдельных органов

Органы, ткани Коэффициент
Гонады (половые железы) 0,2
Красный костный мозг 0,12
Толстый кишечник 0,12
Желудок 0,12
Лёгкие 0,12
Мочевой пузырь 0,05
Печень 0,05
Пищевод 0,05
Щитовидная железа 0,05
Кожа 0,01
Клетки костных поверхностей 0,01
Головной мозг 0,05
Остальные ткани 0,05

Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE — the committed effective dose equivalent)- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества. СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всей жизни). В зависимости от ситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе облучения определенного органа, а не всего тела.

Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, то есть, величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические величины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, то есть амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — зиверт (Зв).

Групповые дозы

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе — сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т.  д. Её получают путём умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица — человеко-бэр (чел.-бэр).

Кроме того, выделяют следующие дозы:

  • коммитментная — ожидаемая доза, полувековая доза. Применяется в радиационной защите и гигиене при расчёте поглощённых, эквивалентных и эффективных доз от инкорпорированных радионуклидов; имеет размерность соответствующей дозы.
  • коллективная — расчётная величина, введенная для характеристики эффектов или ущерба для здоровья от облучения группы людей; единица — Зиверт (Зв).
    Коллективная доза определяется как сумма произведений средних доз на число людей в дозовых интервалах.
    Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
  • пороговая — доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
  • предельно допустимые дозы (ПДД) — наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)
  • предотвращаемая — прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
  • удваивающая — доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв), а для хронического облучения — около 4 Зв.
  • биологическая доза гамма-нейтронного излучения — доза равноэффективного по поражению организма гамма-облучения, принятого за стандартное. Равна физической дозе данного излучения, умноженной на коэффициент качества.
  • минимально летальная — минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облучённых объектов.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения) — приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например, Зв/час, бэр/мин, мЗв/год и др.).

Сводная таблица единиц измерения

Физическая величина Внесистемная единица Единица СИ Переход от внесистемной единицы к единице СИ
Активность нуклида в радиоактивном источнике Кюри (Ки) Беккерель (Бк) 1Ки=3.7⋅1010 Бк
Экспозиционная доза Рентген (Р) Кулон/килограмм (Кл/кг) 1Р=2,58⋅10−4 Кл/кг
Поглощенная доза Рад (рад) Грей (Дж/кг) 1рад=0,01 Гр
Эквивалентная доза Бэр (бэр) Зиверт (Зв) 1бэр=0,01 Зв
Мощность экспозиционной дозы Рентген/секунда (Р/c) Кулон/килограмм в секунду (Кл/кг*с) 1Р/c=2. 58⋅10−4 Кл/кг*с
Мощность поглощенной дозы Рад/секунда (Рад/с) Грей/секунда (Гр/с) 1рад/с=0.01 Гр/c
Мощность эквивалентной дозы Бэр/секунда (бэр/с) Зиверт/секунда (Зв/с) 1бэр/c=0.01 Зв/с
Интегральная доза Рад-грамм (Рад-г) Грей-килограмм (Гр-кг) 1рад-г=10−5 Гр-кг

См. также

Измерение излучения | NRC.gov

Существует четыре различных, но взаимосвязанных устройства для измерения радиоактивности, облучения, поглощенной дозы и эквивалента дозы. Их можно запомнить по мнемонике R-E-A-D , как показано ниже, с использованием как общих (британских, например, Ки), так и международных (метрических, например, Бк) единиц:

  • R Адиоактивность относится к количеству ионизирующего излучения, выделяемого материалом. Испускает ли он альфа- или бета-частицы, гамма-лучи, рентгеновские лучи или нейтроны, количество радиоактивного материала выражается в терминах его радиоактивности (или просто его активности), которая представляет, сколько атомов в материале распадается за заданное время. период.Единицами измерения радиоактивности являются кюри (Ки) и беккерель (Бк).
  • E xposure описывает количество радиации, проходящей через воздух. Многие радиационные мониторы измеряют экспозицию. Единицы измерения экспозиции — рентген (R) и кулон на килограмм (Кл / кг).
  • Поглощенная доза b описывает количество излучения, поглощенное объектом или человеком (то есть количество энергии, которое радиоактивные источники выделяют в материалах, через которые они проходят).Единицами измерения поглощенной дозы являются поглощенная доза излучения (рад) и грей (Гр).
  • D эквивалент (или эффективная доза) сочетает в себе количество поглощенной радиации и медицинские эффекты этого типа радиации. Для бета- и гамма-излучения эквивалент дозы такой же, как и поглощенная доза. Напротив, эквивалент дозы больше, чем поглощенная доза для альфа- и нейтронного излучения, потому что эти типы излучения более опасны для человеческого организма. Единицами эквивалента дозы являются рентген-эквивалент человек (бэр) и зиверт (Зв), а биологические эквиваленты дозы обычно измеряются в 1/1000 бэр (известный как миллибэр или мбэр).

Для практических целей 1 R (облучение) = 1 рад (поглощенная доза) = 1 бэр или 1000 мбэр (эквивалент дозы).

Обратите внимание, что мера, указанная в Ci, показывает радиоактивность вещества, а мера в бэр (или мбэр) показывает количество энергии, которое радиоактивный источник откладывает в живой ткани.Например, человек получит дозу, эквивалентную 1 мбэр, от любого из следующих видов деятельности:

  • 3 дня жизни в Атланте
  • 2 дня жизни в Денвере
  • 1 год просмотра телевизора (в среднем)
  • 1 год ношения часов со светящимся циферблатом
  • 1 рейс авиакомпании «от побережья до побережья»
  • 1 год проживания по соседству с нормально работающей АЭС

Страница Последняя редакция / обновление 20 марта 2020 г.

Обеспечение качества доз облучения: вопросы и ответы

FDA рекомендует учреждениям работать с физиками-медиками, чтобы определить, соответствуют ли обычно дозы облучения их протоколам.

  1. упали ниже порога кожного повреждения, а
  2. соответствуют значениям, широко представленным в медицинской литературе. 1

1. Может ли доза вызвать какие-либо детерминированные эффекты, такие как покраснение кожи, выпадение волос или катаракта?

Самая высокая доза облучения, резко накапливающаяся в одном месте на коже пациента, называемая «пиковая доза на коже» (PSD), является важным параметром при оценке риска эритемы (покраснения кожи) и эпиляции (выпадения волос). 2 Пороговый диапазон для преходящей эритемы и временной эпиляции составляет 2-5 Гр PSD; длительная эритема и стойкая частичная эпиляция имеют пороговые значения 5-10 Гр PSD; а тяжелое повреждение кожи связано с более высокими значениями PSD. 3

Катаракта вызывает особую озабоченность, если глаз попадает в область прямого облучения, и современные сканеры могут наклоняться, чтобы избежать прямого попадания в глаз. Хотя в других авторитетных источниках 4 , 5 указаны дозы для хрусталика глаза от 2 Гр (при однократном воздействии) до 5 Гр (при фракционированном воздействии) в качестве пороговых значений для индукции катаракты, эти значения вызывают сомнения: они были основано на исследованиях 6 , 7 , 8 с относительно ограниченными объемами эпидемиологического наблюдения данных радиационно-связанной катаракты с момента воздействия.Более поздние исследования показывают, что самая низкая катарактогенная доза у людей намного меньше этих значений, статистически совместима с отсутствием порогового значения вообще, и что увеличение дозы связано с увеличением распространенности катаракты. 9 , 10 , 11 , 12

Важно отметить, что оценка PSD требует оценки «точечной дозы», то есть оценки, локализованной в пространстве. Оценки точечной дозы не эквивалентны ни одному из стандартизованных индексов, используемых для характеристики дозы в компьютерной томографии, а именно: CTDI 100 периферийных, CTDI 100 центральных, CTDI-взвешенных (CTDI w ), CTDI vol или другие индексы, такие как произведение дозы на длину (DLP) на основе значений CTDI 100 .При типичном сканировании перфузии головного мозга стол пациента неподвижен или переключается вперед и назад в диапазоне менее 100 мм. Кроме того, рентгеновское поле вдоль центральной оси (оси z) коллимируется до ширины менее 100 мм. В этих условиях периферийное устройство CTDI 100 имеет тенденцию переоценивать PSD на величину, которая зависит от конкретных условий работы во время сканирования. 13 , 14


2. Попадают ли обычно значения индекса дозы в диапазон, который можно вывести из медицинской и научной литературы?

В то время как в литературе сообщается о диапазоне значений индекса дозы, 15 имеет значение 0. Значение 5 Гр может служить полезным индикатором порядка величины среднего CTDI vol для сканирования перфузии мозга. Протоколы, определенные производителем, следует использовать в качестве отправных точек, которые могут потребовать пересмотра, чтобы они соответствовали конкретному пациенту или учреждению.


1 Энтони Сиберт, 2009, «Соображения по оценке клинических доз КТ для пациентов».

2 Дональд Л. Миллер и др., «Дозы излучения в процедурах интервенционной радиологии: исследование RAD-IR.Часть II: Кожная доза », J. Vasc. Интерв. Радиол. Vol. 14. С. 977-990, 2003.

.

3 Стивен Балтер и др., «Интервенционные процедуры под рентгеноскопическим контролем: обзор воздействия радиации на кожу и волосы пациентов», Радиология Vol. 254, No. 2, pp. 326-341, February 2010.

.

4 Международная комиссия по радиологической защите, Публикация 60 МКРЗ, Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 1990 г. , Pergamon Press, Oxford UK, 1991.

5 Национальный совет по радиационной защите и измерениям, Отчет NCRP 116, Ограничение воздействия ионизирующего излучения , NCRP, Bethesda MD, 1993.

6 М. Отаке и У. Шулл, «Связь гамма- и нейтронного излучения с затемнением задней линзообразной части у выживших после атомной бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки», Radiat. Res. Vol. 92, стр. 574-595, 1982.

7 R.J. Миллер, Т. Фуджино и М.Д. Нефзгер, «Находки линз у выживших после атомной бомбы: обзор основных офтальмологических исследований Комиссии по несчастным случаям при атомной бомбардировке (1949–1962), Arch. Офтальмол. Vol. 78, pp. 697-704, 1967.

8 M.D. Nefzger, R.J. Миллер и Т. Фуджино, «Глазные открытия выживших после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки: 1963–1964, Am. J. Epidemiol. Vol. 89, стр. 129–138, 1969.

9 Э. Накашима, К. Нерииси и А. Минамото, «Повторный анализ данных о катаракте атомной бомбы, 2000–2002 гг .: пороговый анализ», Health Phys. Vol. 90, стр. 154–160, 2006.

10 Казуо Нериши и др., «Случаи послеоперационной катаракты у выживших после атомной бомбы: реакция на дозу облучения и пороговые значения», Radiat. Res. Vol. 168, стр. 404-408, 2007.

11 Габриэль Чодик, «Риск катаракты после воздействия низких доз ионизирующего излучения: 20-летнее перспективное когортное исследование среди американских радиологических технологов», Американский журнал эпидемиологии Vol. 168, No. 6, pp.620-631, 2008.

12 E. A. Ainsbury et al., «Радиационный катарактогенез: обзор последних исследований», Radiation Research Vol. 172, стр. 1-9, 2009.

13 J. A. Bauhs, T. J. Vrieze, A. N. Primak, M. R. Bruesewitz и C. H. McCollough, «CT-дозиметрия: сравнение методов и устройств измерения», RadioGraphics Vol. 28, pp. 245-253, 2008 г., доступно по адресу http://radiographics.rsna.org/content/28/1/245.full.pdf+html.

14 Для обсуждения оценки дозы КТ, связанной с геометрией облучения конусным пучком, см. Отчет Американской ассоциации физиков в медицине (AAPM) No.111, Комплексная методология оценки дозы излучения в рентгеновской компьютерной томографии , AAPM, февраль 2010 г. (http://www.aapm.org/pubs/reports/RPT_111.pdf).

15 Примеры доз, связанных с исследованиями перфузии мозга при компьютерной томографии, см. В следующих статьях: Yoshimasa Imanishi et al., «Радиационно-индуцированная временная потеря волос как лучевое повреждение, возникающее только у пациентов, у которых была комбинация MDCT и DSA « евро. Радиол. Vol. 15, стр.41-46, 2005; M Cohnen et al., «Радиационное облучение пациентов при комплексной компьютерной томографии головы при остром инсульте», AJNR Am. J. Neuroradiol. Vol. 27, pp. 1741-1745, сентябрь 2006 г . ; Сунг Вон Юн и др., «Перфузионная КТ головного мозга с использованием детектора шириной 40 мм и методики с переключением стола для первоначальной визуализации острого инсульта», AJR Vol. 191, стр. W120-W126, сентябрь 2008 г .; Аниса Мнюсивалла, Ричард И. Авив и Шон П. Саймонс, «Доза облучения от многодетекторной компьютерной томографии для острого инсульта», Нейрорадиология Том.51, No. 10, pp. 635-640, October 2009.

Управляемая доза: рост радиационного облучения

Врачи используют радиацию в медицине более века. Использование излучения в диагностической визуализации, включая компьютерную томографию (КТ), рентгеноскопию, ангиографию, маммографию, компьютерную радиографию (CR) и цифровую рентгенографию (DR), а также в ядерной медицине, значительно помогло в диагностике и лечении рака. и другие болезни.

Однако за последние 30 лет использование ионизирующего излучения значительно увеличилось. «Если мы посмотрим на средний уровень воздействия на душу населения на типичного жителя Соединенных Штатов, он вырос примерно в три раза с 1980 года. Большая часть этого увеличения воздействия на душу населения приходится на медицинские изображения», — сказал Уильям О’Коннелл. Доктор наук, старший медицинский физик, GE Healthcare.

По мере увеличения объема данных о радиационном воздействии исследователи стали лучше понимать вредные последствия, которые оно может вызвать.Воздействие малых доз радиации с течением времени связано с изменениями химического состава крови, тошнотой, ожогами, усталостью, рвотой, выпадением волос, диареей и развитием рака. 1 Воздействие высоких доз радиации также было связано с повреждением центральной нервной системы, потерей сознания и смертью. 1 По мере того, как в стране возникает законодательство, больницы, врачи и поставщики ищут способы снизить радиационное облучение при сохранении клинического качества.

Повышение государственных мандатов

В нескольких штатах приняты законы — или они еще не приняты — для снижения ненужного радиационного облучения. Законопроект Сената 1237 требует, чтобы больницы и клиники Калифорнии, которые используют компьютерную томографию для диагностики, регистрировали дозу облучения, введенную во время обследований, в медицинских записях пациентов и в отчете; однако сюда не входят маленькие и сельские больницы. Законопроект также требует, чтобы эти учреждения сообщали о дозе облучения Государственному департаменту здравоохранения, пациенту и лечащему врачу пациента, когда это необходимо. 2

Департамент государственной службы здравоохранения штата Техас (DSHS) обновил Административный кодекс штата Техас 289.227 «Использование радиационных аппаратов в искусстве исцеления», включив в него правила рентгеноскопии и новые требования к протоколам управления радиацией. Согласно обновлениям, «Программы должны записывать мощность излучения при всех КТ и рентгеноскопических исследованиях (с использованием CTDI, DLP или воздушной кермы). После установления пороговых значений дозы программы должны сообщать в DSHS обо всех случаях передозировки ». 3

Коннектикут также представил законопроект 6423, который аналогичен законодательству Калифорнии.Законопроект в настоящее время находится на рассмотрении комитета на Генеральной ассамблее Коннектикута, и, если он будет принят, он потребует, чтобы доза КТ-излучения регистрировалась в радиологических отчетах и ​​«предписывала пять дней на то, чтобы сообщить штату и направить врача […], когда будут установлены пороги дозы комиссаром общественного здравоохранения, превышены ». 3

Знание пользователей и управление радиацией

Хотя в настоящее время существует лишь несколько штатов с законодательством о регистрации доз, предсказывается, что во всех штатах в конечном итоге будет какое-то законодательство.Это прогноз, благодаря которому многие медицинские практики по всей стране начинают применять свои собственные протоколы дозирования. Один из способов, которыми врачи и больницы решают управлять дозой облучения, — это точка зрения пользователя. Удостоверившись, что пользователи обучены должным образом — улучшая методы использования модальностей и гарантируя, что оборудование используется таким образом, который максимизирует потенциал — пользователи могут ограничить количество радиации, доставляемой к органам за пределами целевой области.

На ежегодном собрании радиологического общества Северной Америки (RSNA) 2013 года, состоявшемся в декабре прошлого года, Дуглас Э. Пфайффер, консультант Radcal Corp., говорил об управлении дозой облучения с использованием геометрии, среди прочего, в своей презентации «Доза облучения пациента. : Уменьшение и запись ». Он сказал, что технические специалисты могут легко ограничить дозовое воздействие, используя максимально возможное расстояние до приемника изображения источника и перемещая пациента как можно ближе к детектору, или наоборот. 4

Что касается рентгеноскопии, Пфайфер сказал, что зная, например, если система позволяет автоматическую фильтрацию, и использование этой функции может снизить дозу облучения кожи более чем на 70 процентов. Он также отметил, что многие рентгеноскопические системы имеют регуляторы скорости воздействия — низкие, средние и высокие. 4 Некоторые другие советы, которые могут помочь техническим специалистам при проведении рентгеноскопии, включали знание о том, что увеличение увеличения обычно увеличивает интенсивность облучения, и что изменение углов обзора, избегая перекрытия во время более длительных случаев, ограничивает дозу облучения кожи. 4

По словам Уильяма П. Шумана, доктора медицины, FACR, заместителя председателя и медицинского директора отделения радиологии, профессора радиологии Медицинского центра Вашингтонского университета, есть также много способов, с помощью которых операторы могут снизить дозу при использовании КТ.«Уделяя особое внимание тому, как вы выполняете сканирование, а не технологии внутри сканера, вы можете существенно снизить дозу за счет двузначных чисел», — сказал он. «Например, ограничивая объем сканируемого тела, внимательно следя за тем, чтобы пациент находился в мертвой точке сканера, и надлежащим образом защищая пациента».

Управляющая доза

В презентации RSNA 2013 «Снижение дозы CR и DR и клиническое управление» Чарльза Э. Уиллиса, доктора философии, FAAPM, доцента кафедры физики визуализации отделения диагностической визуализации онкологического центра доктора медицины Андерсона Техасского университета. В Хьюстоне Уиллис объяснил, что врачи могут помочь контролировать дозу облучения, которой подвергаются пациенты, за счет разумного выбора методов обследования.По словам О’Коннелла, компьютерная томография, вероятно, является самым крупным фактором увеличения радиационного облучения. Зная это, врачи могут выбрать альтернативные методы, когда это возможно. Если это невозможно, простой способ управлять радиационным воздействием — уменьшить количество просмотров за одно обследование.

Уиллис также заявил, что большая часть управления дозой облучения может быть решена, если радиологи и лечащие врачи будут более тесно сотрудничать. 5 Радиологи могут помочь в управлении дозой, обучая лечащих врачей тому, какое обследование лучше всего подходит для выполнения диагностической задачи, и стараясь избегать обследований, которые, как они знают, не принесут пользы пациенту, — таким образом предотвращая ненужные испытания и облучение. 5

Решения для мониторинга доз

В ответ на запросы врачей и больниц, которые стремятся лучше управлять дозой среди групп пациентов и подготовиться к будущим требованиям, многие поставщики начали предлагать решения для мониторинга доз. На RSNA 2013 некоторые объяснили, что существует большой интерес к программному обеспечению для мониторинга доз и управления ими. «Использование решения для мониторинга доз — это наиболее эффективный способ сбора и визуализации огромного объема данных, связанных с отчетностью о дозах», — сказал Ян Джадд, менеджер по продукту Sectra DoseTrack. 6

На RSNA 2013 компания GE Healthcare представила последнюю версию своего программного обеспечения DoseWatch, которое извлекает, отслеживает и сообщает о дозе облучения, полученной пациентами во время медицинских осмотров. Программное обеспечение также автоматически организует данные, чтобы врачи и руководство больницы могли их контролировать. Новейшая версия программного обеспечения имеет новый пользовательский интерфейс; инструмент анализа сравнения доз, с помощью которого пользователи могут сравнивать дозы между учреждениями, системами и протоколами; и улучшения ИТ.

Sectra также представила свое веб-решение для мониторинга доз DoseTrack на RSNA 2013. По заявлению компании, DoseTrack обеспечивает минимально возможные дозы за счет автоматического сбора, хранения и мониторинга данных со всех подключенных устройств, экономя драгоценное время и облегчение анализа. Программное обеспечение является сертифицированным партнером по программному обеспечению Американского колледжа радиологии (ACR).

Внедрение программного обеспечения для мониторинга доз

Многие больницы уже используют решения для дозиметрического контроля в радиологии.Медицинский центр Вашингтонского университета в Сиэтле использует DoseWatch GE для подключения всех устройств центра к единой базе данных. «У нас есть около 60 различных устройств, производящих радиацию, разбросанных по всей больнице, все они отправляют данные в режиме реального времени на один сервер и сообщают ему количество радиации за одно обследование, на пациента, на протокол, за день», — сказал Шуман.

Эта информация, с течением времени, позволяет врачам в центре заметить, кажется ли, что один конкретный сканер использует больше излучения, чем другие, если один конкретный протокол кажется выше, чем ожидалось, по дозе облучения или даже если один конкретный пациент получил больше радиация, чем ожидалось.Обладая этой информацией, руководство больницы может найти причины этих конкретных случаев и поработать, чтобы увидеть, можно ли снизить дозу облучения без ущерба для качества диагностики. В таком случае можно внести изменения в протокол. «Если вы продолжаете анализировать вещи на регулярной основе — мы пересматриваем еженедельно, но мы садимся группой и ежемесячно пересматриваем и корректируем — то со временем вы постепенно, итеративно снижаете дозу во всем учреждении», — сказал Шуман.

Университет реализует программу около года и находится в процессе расширения протокола по всей системе, которая состоит из пяти крупных больниц и четырех отдельно стоящих амбулаторных клиник в Сиэтле. «В конечном итоге у нас будет каждое устройство на каждом объекте, которое будет передавать данные в единое хранилище данных в режиме реального времени», — сказал он.

Создание программ управления дозами

Использование программного обеспечения для отслеживания дозы, а также других упомянутых методов управления дозой привело к созданию программ управления дозой. Программы радиационных протоколов определенно получат широкое распространение в Соединенных Штатах, поскольку врачи и руководители больниц видят, насколько они могут быть полезны в управлении дозой.«С момента внедрения программы управления дозой […] Сент-Джонс увидел снижение дозы КТ на 30-40 процентов по сравнению с дозой, использованной на КТ до внедрения», — сказал Ян Кассельман, доктор медицины, Больница Св. Иоанна, Бельгия, в пресс-релиз GE в декабре. «Система означает, что мы не только повышаем осведомленность, но и начинаем менять поведение. Забегая вперед, весь персонал больницы знает, что, когда он проводит обследование, он находится под наблюдением, и что переход на низкие дозы в настоящее время является правилом, а не исключением.

По словам Шумана, каждая больница может разработать программу, позволяющую уделять внимание и уменьшать дозу с течением времени, без необходимости излишне усложнять ее. «Это просто означает, что каждое радиологическое отделение и каждая администрация больницы обязуются уделять максимальное внимание дозировке, насколько это возможно в их среде, и использовать любую имеющуюся информацию, чтобы убедиться, что они снижают дозу без ущерба для своих диагностических возможностей», — сказал Шуман. Он отметил, что больницы могут рассматривать это как компонент своего общего протокола безопасности.«Я думаю, что все больницы в современном мире заинтересованы в безопасности пациентов, но я думаю, что радиационная безопасность является ключевым компонентом общей программы безопасности для любой больницы
», — заключил он.

Каталожные номера:

1. Radiation Protection, Агентство по охране окружающей среды США, www.epa.gov/radiation/, по состоянию на 9 января 2014 г.

2. Резюме законопроекта Сената Калифорнии, Американский колледж радиологии, http://www.leginfo.ca.gov/pub/09-10/bill/sen/sb_1201-1250/sb_1237_bill_2…, по состоянию на 9 января 2014 г.

3. Лауинг Б. «Законодательство о дозах радиации: ваше государство следующее», читальный зал, The Advisory Board Co., июнь 2013 г.

4. Пфайфер Д., «Доза облучения пациента: снижение и регистрация», сессия, представленная на RSNA 2013

5. Уиллис К., «Снижение дозы CR и DR и клиническое ведение», сессия, представленная на RSNA 2013

6. Häger S, «Используйте реестр индекса дозы ACR с помощью решения для мониторинга доз», http: // www.itnonline.com/article/leverage-acr%E2%80%99s-dose-index-regis …, по состоянию на 9 января 2014 г.

4. Как измеряется и оценивается радиационное облучение?

3.5 Дозиметрические аспекты

Чтобы оценить вклад риска от сканирований, выполненных с сканеры безопасности на основе технологий, использующих ионизирующие излучение как описано в разделах 3. 2.1 и 3.2.2 необходимо описать количество (дозы) ионизирующего излучения, полученное пассажиры. Для этого важно уточнить различные используемые термины.

3.5.1 Концепции доз

Когда имеешь дело с ионизацией радиация, основная концепция, используемая для описания выделения энергии, вызванного излучение к любому виду материала — это количество «поглощенного» доза D.Это определяется как энергия E, переданная небольшому количество материала:

D = dE / дм. где m — масса материала.

Эта доза является чистым физическим описателем передачи энергии из-за к ионизирующему излучению. Значения измерений даны в единицах СИ. Грей. (Гр), что составляет Дж / кг. Этот физический параметр вообще не достаточно для описания биологических эффектов, вызванных ионизацией радиация.Чтобы учесть эту зависимость биологическое воздействие на тип излучения (альфа, бета, гамма, и т. д.) и энергии, весовым коэффициентом качества излучения. w R (от 1 до 20). введен дополнительный дозовый член для излучения в целях защиты. Это величина «эквивалентная доза» H и определяется как:

H = w R * D

Единицей СИ для эквивалентной дозы является зиверт (Зв), который также выражается в Дж / кг.Сканеры безопасности, использующие ионизирующие излучения, которые коммерчески доступные, используют рентгеновские лучи от 50 кВп до 220 кВп (с некоторой дополнительной фильтрацией), которые имеют номинальное излучение добротность w R = 1.

Можно различать дозы, определенные для конкретных человек (индивидуальная доза) и дозы, измеренные или оцененные в конкретные места (амбиентная доза).

3.5.1.1 Органные дозы

Прежде всего, в большинстве случаев применения рентгеновских лучей на людях, в обстоятельства неоднородности радиация как для Например, рентген грудной клетки, эквивалентная доза для каждого органа может будь другим. Поскольку большинство эпидемиологических данных относятся к исследованиям внешнее облучение с достаточно высокими энергиями в больших однородных полей, в этих исследованиях можно считать равномерная дозировка для всего тела. Сканеры безопасности на низкая энергия используемого ионизирующего излучения приведет к разные дозы на разные органы. Как передаваемая энергия уменьшается, поэтому уменьшается проникновение и, следовательно, различия между различными дозами органов больше. Может даже быть различия внутри отдельных органов. Предполагается, что риск относящиеся к дозе в той же ткани, описываются средняя переданная энергия, умноженная на качество излучения фактор в конкретном органе.Следовательно, дозы на органы равны дается как среднее значение эквивалентной дозы по всему органу Н Т . Эти средние значения должны быть определены для всех органы.

H T, R = w R * D T, R

3.5.1.2 Эффективные дозы

Крупные эпидемиологические исследования риска ионизации радиация особенно исследование продолжительности жизни выживших после атомной бомбы Хиросима и Нагасаки показали, что разные органы показывают различный риск стохастических эффектов, таких как развитие рака вызванные ионизирующим излучением (см. раздел Эпидемиология 3.6.3.). На основе данных о заболеваемости и смертности выживших и их в основном равномерное облучение, удельные коэффициенты риска имеют были определены для различных органов. Предполагая, что сумма потенциальные риски для всех отдельных органов должны представлять полный риск облучения всего тела в результате подход эффективной дозы E, где коэффициенты риска переносятся на тканевые весовые коэффициенты wT для органов.К умножение этих факторов риска на соответствующий эквивалент дозы на органы и суммирование полученных взвешенных доз на органы, получает дозу, описывающую вероятность нанесения вреда здоровью сравнимо с общей дозой тела. Эффективная доза определяется в качестве:

E = Σ TwT * H T, R

Это значение дозы не предназначено для определения риск для человека, но это только оценка среднего риск в популяции, даже если риск для отдельного человека может варьируются в зависимости от возраста на момент воздействия, пола или других факторов риска. В весовые коэффициенты тканей перечислены в различных МКРЗ. (Международная комиссия по радиологической защите) публикации. Согласно фактическому определению МКРЗ, факторы риска приведены в таблице 1 (из публикации 103 МКРЗ (ICRP 2007)). Пределы дозы в законодательстве выражены в эффективных дозы и эквивалентные дозы.

Таблица 1: Весовые коэффициенты тканей в соответствии с ICRP 103 (ICRP 2007)

3.5.2.3 Конкретные дозы

Что касается использования различных сканеров, дозы на кожу и некоторые другие органы представляют особый интерес из-за неоднородное воздействие из-за геометрии облучения и низкой энергия излучения участвует.

Для определения доз на органы проводятся некоторые измерения. требуется. Для оценки риска оцениваются эквивалентные дозы.Обычно они оцениваются как H * (10), что описывает индивидуальная эквивалентная доза, измеренная на глубине 10 мм от эталона сфера, состоящая из мягких тканевый эквивалент согласно ICRU. Для близкого Представление дозы на кожу, H * (0,07) используется, что представляет собой значение эквивалентной дозы на глубине 70 мкм.

В системах обратного рассеяния с относительно низкими энергиями фотонов (пучок слабого излучения качества) органы, близкие к поверхности тела, такие как хрусталик глаза, женская грудь или яички получат более высокие дозы, чем органы глубже в теле.В системах с более высоким качества луча (более высокое напряжение на лампе, более жесткая фильтрация) распределение дозы внутри тел было бы больше униформа.

3.5.2 Определение дозы

Поскольку дозу ионизирующего излучение напрямую внутри тела дозы на органы обычно оцениваются измерение доз на репрезентативных площадях и затем выполнение симуляции с использованием моделей человеческого тела.Эти симуляции обычно предоставляют коэффициенты пересчета для получения доз на органы от измеренные значения входной дозы. Исторически первые моделирование проводилось на простых геометрических математических фантомах. Так обстоит дело с некоторыми уже опубликованными исследованиями; Другой исследования обеспечивают измерения доз. Эти измерения сведены в Таблицу 2.

Таблица 2: Измеренные эффективные дозы для различных видов безопасности сканеры

Затем были изготовлены воксельные фантомы с реалистичной анатомией.В новые стандартные эталонные фантомы, представляющие стандартного человека и стандартная женщина были представлены в публикации 110 МКРЗ. (МКРЗ 2009). Некоторые коэффициенты пересчета уже были определены для этих новых эталонных фантомов. Воздействие средний человек в контексте сканера безопасности может быть смоделировано. Эти симуляции, конечно же, не учитывают различия между разными людьми.Определение Органные и эффективные дозы для среднего человека достаточно точны ввиду присущей неопределенности, связанной с низким дозы, типичные для сканеров безопасности.

Моделирование методом Монте-Карло было выполнено на новом ICRP. стандартные воксельные фантомы и на модели для беременных. За расчеты, некоторые упрощения относительно геометрии процесс сканирования был произведен.Они должны быть консервативными и имеет второстепенное значение для результирующего эффективного и актуального (важные органы и органы с более высокими дозами по сравнению с другими органы) дозы на органы. Определенные значения (всегда для двусторонних (AP / PA) сканирование) приведены в таблице 3. Полная таблица может можно найти в приложении.

Таблица 3: Смоделированные эквивалентные дозы органов от обратного рассеяния сканеры

Доза облучения от сканирование одного пассажира примерно эквивалентно естественный фон радиация [Запрос — Джуди Ожоги], полученные в течение часа на земле или в течение 10 дней. минут полета на типовой крейсерской высоте (30 000-35 000 ноги).

Следует отметить, что эффективная доза для беременных женская модель на самом деле не имеет смысла, но дана, чтобы определенная возможность сравнения. Представленные значения доз здесь находятся в том же диапазоне, что и большинство других публикации.

Различные исследования показали последовательные результаты с точки зрения измеренные дозы облучения для аналогичного оборудования.Более того, соответствие между измеренными дозами и дозами, рассчитанными с помощью симуляторы хороши. Однако недавняя статья (Rez et al.2011) расчетные дозы на кожу достигают 2,5 мкГр для рентгеновских лучей 50 кВп и 0,68 мкГр для рентгеновского излучения 50 кВп (эффективные дозы 0,9 и 0,8 мкЗв соответственно). Однако эти результаты были основаны на подход отличается от других исследований (количество квантов необходим для достижения качественных характеристик изображения, с неопределенными предположения о геометрии и отношении сигнал / шум, вероятно, сильно влияют на результаты).Рабочая группа пришла к выводу, что основное направление эмпирических исследований с большей вероятностью предоставить более точные оценки дозы, чем единичный выброс.

Здесь следует констатировать, что дать надежные и содержательные оценки эффективных доз для детям до 14 лет, так как различия в росте и размерах даже больше, чем у взрослых. Кроме того, еще нет нового эталонного семейства. дети.Кроме того, эффект геометрических пропорций ребенок к сканеру и режим использования сканирования приведет к большим отклонениям. Должно быть разумно предположить, что эффективные дозы будут в том же порядке величина, как у взрослых.

3.5.3 Особые группы

Эффективная доза, поступающая из организма, может варьироваться. сканеры между людьми в зависимости от их физического характеристики (размер тела и пол).Следовательно рассчитанные значения доз указывают только средние дозы из-за использование сканеров безопасности. Диапазон доз для взрослого человека может варьируются до двух раз. Группы, которые могут быть просканированы часто включают часто летающих пассажиров, курьеров, летные экипажи и персонал аэропорта. Чтобы оценить максимальную правдоподобную дозу от сканеры безопасности, кто-то летает каждый рабочий день в году с несколькими стыковочными рейсами можно сканировать трижды ежедневно, всего до 720 раз в год. Совокупный эффективная доза от сканера обратного рассеяния, таким образом, составила бы примерно 300 мкЗв (предполагая дозу 0,4 мкЗв на сканирование, т. е. выше типичных расчетных значений). Если бы все сканы были выполняется с использованием технологии передачи (при условии эффективного доза 4 мкЗв за сканирование) соответствующая годовая кумулятивная эффективная доза будет на порядок выше, приближается к 3000 мкЗв или 3 мЗв.Это явно превысит предел дозы для населения (применимый к пассажирам, а также другим часто просматриваемым группам, таким как экипажи авиакомпаний, персонал аэропорта и т. д.). Принцип дозирования ограничение, следовательно, указывало бы на предпочтение обратного рассеяния технологии, если только способность обнаруживать объекты в пределах тело считается решающим. Чувствительность (восприимчивость к вредных воздействий) также варьируется в пределах населения в зависимости от возрасту, полу и другим факторам.Потенциально уязвимые группы в популяцию входят беременные женщины (плоды) и дети. Это рассматривается в разделе 3.6.3.

Оценка дозы облучения — Фонд исследования радиационных эффектов (RERF)

Физические оценки дозы

Дозиметрическая система обеспечивает индивидуальные оценки дозы на основе информации о местонахождении каждого выжившего и экранировании во время бомбардировок. Современная дозиметрическая система, именуемая DS02, была представлена ​​в 2002 году и основана на теории современной ядерной физики, подтвержденной измерениями существующих открытых материалов, таких как кирпич и плитка.

Для выживших, которые находились в пределах 2 км от гипоцентра, информация DS86 основана на подробных историях экранирования, полученных в ходе интервью, проведенных в конце 1950-х — начале 1960-х годов. Оценки других выживших основаны на менее подробной информации, предоставленной в ответах на анкеты. Оценки доз в настоящее время доступны для 92% из примерно 100 000 выживших во всей когорте и около 80% тех, кто подвергся облучению в пределах 2 км от гипоцентров. Те, для кого нет оценок, имели защитные ситуации, которые было трудно оценить.

Есть некоторая неточность в оценках доз из-за многих факторов. Местоположение выжившего не всегда точно известно, и невозможно подробно учесть все аспекты защиты. Кроме того, мощность бомб и некоторые технические вопросы, касающиеся характеристик излучения, можно только оценить. Вообще говоря, считается, что типичные случайные ошибки в оценках дозы могут составлять порядка ± 35%. Были разработаны специальные статистические методы для уменьшения систематического воздействия таких случайных ошибок на оценку риска.

Взаимосвязь между расстоянием от гипоцентра и дозой облучения в воздухе (без защиты) согласно DS02 (Dosimetry System 2002)

Большая часть радиационного облучения была вызвана гамма-лучами, но была небольшая нейтронная составляющая. В Нагасаки этот нейтронный компонент считается практически незначительным, но для Хиросимы он несколько больше, и есть некоторые признаки того, что нейтронное облучение в Хиросиме может нуждаться в пересмотре. Считается, что нейтроны имеют больший биологический эффект на единицу дозы, чем гамма-лучи, и во многих анализах используется взвешенная общая доза, такая как сумма дозы гамма-излучения в сером (Гр) и 10-кратной дозы нейтронов, предназначенная для приближения к эквивалентной доза чистого гамма-излучения, т. е. единицы взвешенной дозы (Гр).

DS02 обеспечивает оценку доз гамма-лучей и нейтронов для 15 органов. Эти дозы органов учитывают защиту органов телом и учитывают ориентацию и положение выживших во время бомбардировок, а также внешнюю защиту, упомянутую выше. Анализы конкретных участков рака, таких как рак желудка, основаны на этих дозах в органах.

Биологические оценки дозы

Некоторые эффекты излучения атомной бомбы «регистрируются» в клетках крови и зубной эмали и могут быть измерены даже сейчас.Такие измерения позволяют ученым лучше оценить дозы радиации, полученные отдельными выжившими. (См. Таблицу ниже.)

Биологическая дозиметрия для измерения дозы облучения

Метод

Необходимые материалы

Характеристики

Хромосомная аберрация лимфоцитов

Кровь (2 куб. См)

Возможно в любое время после экспонирования
Мутация лимфоцитов Т-клеточного рецептора (TCR)

Кровь (1 куб. См)

Возможно только в течение нескольких лет после воздействия
Электронно-спиновый резонанс (ЭПР) зубной эмали

Зуб удаленный

Возможно в любое время после экспонирования
Измерение с использованием клеток крови

Этот метод фокусируется на повреждении генетического материала (ДНК) клеток, которое радиация вызывает.В принципе, измерение может производиться либо на повреждение конкретных генов (мутировавшие клетки), либо на хромосомные аберрации (наблюдаемые во время деления клетки). Однако эти отклонения вызваны не только радиацией. Они также возникают естественным образом с определенной скоростью, когда происходит деление клеток. Следовательно, частота этих аномальных клеток обычно увеличивается с возрастом. Поскольку увеличение частоты этих аномальных клеток варьируется от человека к человеку, среди пожилых людей часто наблюдаются значительные различия по сравнению с более молодыми людьми.Фактически, это серьезное препятствие для изучения воздействия малых доз радиации. Кроме того, клетки способны восстанавливать повреждения ДНК. По этой причине степень повреждения не связана только с общей дозой, а зависит от времени, в течение которого она была получена. Эффекты мгновенного облучения (острое облучение), как и в случае с атомной бомбой, больше, чем эффекты того же общего количества радиации, получаемого постепенно в течение длительного периода времени (хроническое облучение), как в случае с атомной бомбой. случай людей, проживающих на территории, загрязненной в результате аварии на Чернобыльской АЭС.Тем не менее, измерения такого ущерба могут быть полезны при оценке радиационного облучения, особенно в сочетании с другими показателями.

Измерение с использованием зубной эмали

Недавно стало известно, что измерение радикалов, зарегистрированных в зубной эмали, очень эффективно для оценки дозы облучения. В этом случае эмаль отделяется от зубов, удаленных по медицинским показаниям, а наличие радикалов определяется количественно методом, называемым электронно-спиновым резонансом (ЭПР).Поскольку интенсивность сигнала СОЭ линейно коррелирует с количеством полученного излучения, мы можем оценить дозу по интенсивности сигнала. Этот метод можно одинаково хорошо использовать как при остром, так и при хроническом воздействии для измерения общей дозы. Есть большая надежда, что этот метод будет способствовать оценке доз радиации, полученных людьми, пострадавшими в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

назад

Об экспозиции

Что такое экспозиция?

Выдержка контактная.Независимо от того, насколько опасно вещество или действие, без воздействия оно не может причинить вам вреда.

Сумма воздействия

Более 400 лет назад один ученый сказал: «… ничто [не] без ядовитых качеств. Только доза делает вещь ядовитой». Доза — это количество вещества, которое попадает в человека или контактирует с ним. Важным фактором, который следует учитывать при оценке дозы, является масса тела. Если ребенок подвергается воздействию того же количества химического вещества, что и взрослый, ребенок (который весит меньше) может пострадать в большей степени, чем взрослый.Например, детям дают меньшее количество аспирина, чем взрослым, потому что доза для взрослых слишком велика для массы тела ребенка.

Чем больше количество вещества подвергается воздействию человека, тем выше вероятность его воздействия на здоровье. Большие количества относительно безвредного вещества могут быть токсичными. Например, две таблетки аспирина могут помочь облегчить головную боль, но прием целого флакона аспирина может вызвать боль в желудке, тошноту, рвоту, головную боль, судороги или смерть

Пути воздействия

Существует три основных способа, с помощью которых токсичное вещество может контактировать с телом или проникать в него. Это так называемые пути воздействия.

  • Вдыхание (вдыхание) газов, паров, пыли или туманов — распространенный путь воздействия. Химические вещества могут попасть в нос, дыхательные пути и легкие и вызвать раздражение. Они могут откладываться в дыхательных путях или всасываться через легкие в кровоток. Затем кровь может переносить эти вещества к остальному телу.
  • Прямой контакт (прикосновение) к коже или глазам также является путем воздействия. Некоторые вещества всасываются через кожу и попадают в кровоток.Сломанная, порезанная или потрескавшаяся кожа облегчит проникновение веществ в организм.
  • Проглатывание (проглатывание) еды, напитков или других веществ — еще один путь воздействия. Химические вещества, попавшие в пищу, сигареты, посуду или руки, можно проглотить. Дети подвергаются большему риску проглатывания веществ, содержащихся в пыли или почве, потому что они часто засовывают пальцы или другие предметы в рот. Свинец в стружках краски — хороший тому пример. Вещества могут всасываться в кровь, а затем переноситься в остальную часть тела.

Путь воздействия может определить, оказывает ли токсичное вещество эффект. Например, вдыхание или проглатывание свинца может иметь последствия для здоровья, но прикосновение к свинцу обычно не вредно, поскольку свинец не особенно хорошо всасывается через кожу.

Продолжительность воздействия

Кратковременное воздействие называется острым воздействием . Длительное воздействие называется хроническим воздействием . Любой из них может нанести вред здоровью.

Острое воздействие — это кратковременный контакт с химическим веществом.Это может длиться от нескольких секунд до нескольких часов. Например, может потребоваться несколько минут, чтобы очистить окна нашатырным спиртом, использовать жидкость для снятия лака или распылить баллончик с краской. Пары, которые кто-то может вдохнуть во время этих действий, являются примерами острого воздействия.

Хроническое воздействие — это постоянный или повторяющийся контакт с токсичным веществом в течение длительного периода времени (месяцев или лет). Если химическое вещество используется каждый день на работе, воздействие будет хроническим. Со временем в организме могут накапливаться некоторые химические вещества, такие как ПХД и свинец.

Хроническое воздействие также может происходить дома. Некоторые химические вещества в домашней мебели, ковровых покрытиях или чистящих средствах могут быть источниками хронического воздействия.

Чувствительность

Не все люди одинаково чувствительны к химическим веществам, и они не одинаково влияют на них. Есть много причин для этого.

  • Тела людей различаются по способности поглощать, расщеплять или устранять определенные химические вещества из-за генетических различий.
  • У людей может развиться аллергия на химическое вещество после воздействия. Тогда они могут реагировать на очень низкие уровни химического вещества и иметь другие или более серьезные последствия для здоровья, чем неаллергические люди, подвергшиеся воздействию того же количества. Например, люди, страдающие аллергией на пчелиный яд, имеют более серьезную реакцию на укус пчелы, чем люди, у которых нет.
  • Такие факторы, как возраст, болезнь, диета, употребление алкоголя, беременность и употребление медицинских или немедицинских наркотиков , также могут влиять на чувствительность человека к химическому веществу. Маленькие дети часто более чувствительны к химическим веществам по ряду причин.Их тела все еще развиваются, и они не могут избавиться от некоторых химикатов так же хорошо, как взрослые. Кроме того, дети поглощают в кровь большее количество некоторых химических веществ (например, свинца), чем взрослые.

Для получения дополнительной информации

Центр гигиены окружающей среды
Информационно-образовательная группа
Эмпайр Стейт Плаза-Корнинг Тауэр, комната 1642
Олбани, Нью-Йорк 12237

518-402-7530 или 800-458-1158

Воздействие асбеста и рака легких в низких дозах: взаимосвязь «доза-реакция» и взаимодействие с курением в референтном исследовании среди населения в Стокгольме, Швеция | Американский журнал эпидемиологии

Аннотация

В этом популяционном референтном исследовании изучается риск рака легких, связанный с профессиональным воздействием асбеста, с уделением особого внимания соотношению доза-реакция и взаимодействию с табакокурением. Случаи рака легких среди мужчин в возрасте 40–75 лет в округе Стокгольм, Швеция, были выявлены в период с 1985 по 1990 год. Референты выбирались случайным образом в пределах слоев (возраст, год включения) базы исследования. Анкеты, рассылаемые испытуемым или их ближайшим родственникам, давали информацию о занятиях, привычках к курению табака и месту жительства. Уровень ответов 87% и 85% привел к 1 038 обращениям и 2 359 референтам, соответственно. Профессиональное воздействие оценивалось промышленным гигиенистом. Риск рака легких увеличивался почти линейно с кумулятивной дозой асбеста.Риск при кумулятивной дозе в 4 волокна-года составил 1,90 (95% доверительный интервал (ДИ): 1,32, 2,74), что выше, чем прогнозировалось путем линейной экстраполяции вниз для высоконадежных профессиональных групп. Относительный риск (exp (бета)) для измененной переменной дозы ln (количество волокон-лет + 1) составил 1,494 (95% ДИ: 1,193, 1,871) на единицу воздействия. Совместное действие асбеста и курения было оценено в 1,15 (95% ДИ: 0,77, 1,72) раза больше, чем было предсказано на основе суммы их индивидуальных эффектов, и 0,31 (95% ДИ: 0. 11, 0,86) раз больше, чем было предсказано по их продукту, что указывает на совместный эффект аддитивности и мультипликативности.

Доказательства канцерогенности асбеста накапливались с 1950-х годов, что побудило многие западные страны запретить асбест. Однако асбест все еще добывается, и асбестовые изделия производятся и используются во многих частях мира. В 1996 году количество добытого асбеста в мире оценивалось в 2 290 000 метрических тонн (1). Несмотря на то, что Международное агентство по изучению рака (2) и Всемирная организация здравоохранения (3, 4) классифицировали асбест как канцерогенный для человека, независимо от типа волокна, все еще продолжаются дискуссии об опасностях воздействия асбеста, особенно в отношении низкого содержания асбеста. -дозовое воздействие хризотила (5).Опасности, связанные с воздействием низких уровней асбеста в окружающей среде, выбрасываемых асбестовой промышленностью или системами вентиляции, также широко обсуждаются из-за скудности эпидемиологических данных о зависимостях доза-реакция в диапазоне низких доз (6-8).

На синергетический эффект табачного дыма и асбеста в возникновении рака легких было показано раннее исследование, проведенное работниками изоляционных материалов в США (9). Более позднее и более крупное когортное исследование американских изоляторов показало, что совместное действие асбеста и табачного дыма имеет мультипликативный характер; то есть риск для работников, подвергшихся воздействию асбеста и табачного дыма, был равен произведению риска, связанного с каждым фактором (10).Однако более поздние исследования показали, что совместные эффекты варьируются от супрамультипликативных (11, 12) до промежуточных между аддитивным и мультипликативным (13, 14). Большинство систематических обзоров выявили заметную неоднородность в величине совместного эффекта (15–17), хотя в одном обзоре существующие данные считались показательными для мультипликативности (18). Различия в дизайне исследований, типах асбеста, уровнях воздействия или выборе пороговых значений переменных воздействия лишь частично объясняют наблюдаемую неоднородность (17).

В этом контексте следует подчеркнуть разницу между концепциями биологического и статистического взаимодействия. Статистическое взаимодействие оценивается как отклонение от указанной статистической модели (в случае логистической регрессии — как отклонение от мультипликативности), тогда как биологическое взаимодействие обычно определяется как отклонение от аддитивности (19). Было предложено несколько количественных показателей для оценки взаимодействия, в том числе индекс синергии (20).

На основе предполагаемой множественности между воздействием асбеста и курением было подчеркнуто, что для лиц, подвергшихся воздействию асбеста, особенно важно бросить курить, поскольку случаи рака легких, вызванные обоими воздействиями (из-за взаимодействия), будут предотвращены, наряду с теми, которые вызваны только курением.Эта озабоченность привела к формированию программ профилактики курения при воздействии асбеста (21).

Относительное отсутствие прямых данных о риске рака легких от низких доз асбеста и неоднозначность характера воздействия одновременного воздействия табачного дыма побудили нас исследовать этот вопрос в рамках популяционного референтного исследования. рака легких среди мужчин в Стокгольме, Швеция, который включал индивидуальные данные о профессиональном анамнезе, закодированные промышленным гигиенистом для определения воздействия асбеста; история курения на протяжении всей жизни; и другие данные (22).Исследование предоставило хорошую возможность изучить эффекты воздействия асбеста в малых дозах; до того, как асбест был запрещен в 1974 году, в районе Стокгольма использовались только асбестовые продукты, и не было добычи или крупномасштабного производства таких продуктов, что приводило к сравнительно низким уровням воздействия.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Мы провели популяционное исследование «случай-референт». База исследования, методы оценки и анализа воздействия, а также основные выводы по шести профессиональным воздействиям (выхлопы дизельного топлива, другие продукты сгорания, асбест, масляный туман, металлическая пыль и сварочные дымы) были представлены ранее (22).Здесь кратко описаны методы, и мы даем более подробное описание классификации воздействия асбеста. Методы и результаты, касающиеся загрязнения воздуха в окружающей среде, опубликованы отдельно (23, 24).

Объекты исследования

Исследуемая популяция включала всех мужчин в возрасте 40–75 лет, которые были жителями округа Стокгольм в любое время с 1985 по 1990 год и которые проживали за пределами округа не более 5 лет в период 1950–1990 годов.Все случаи рака легких ( Международная классификация болезней , седьмая редакция, код 162.1), диагностированные с 1 января 1985 г. по 31 декабря 1990 г., были зарегистрированы в региональном реестре онкологических заболеваний округа Стокгольм.

Референты были выбраны случайным образом из компьютеризированных регистров населения округа Стокгольм, и их частота сопоставлялась с случаями по возрасту (5-летние группы) и году включения в исследование (1985–1990). Были отобраны две референтные группы. Первый, «референт населения», был выбран без каких-либо ограничений среди всех мужчин, оставшихся в живых в конце каждого соответствующего года включения. Второй «референт по смертности» был сопоставлен по частоте со случаями в отношении жизненного статуса на 31 декабря 1990 г. (в дополнение к возрасту и году включения) и был выбран из тех мужчин, которые были живы в начале каждого года включения. Из-за высокого уровня смертности среди больных раком легких вторую референтную группу включили для оценки систематической ошибки в отчетности, которая могла возникнуть из-за дисбаланса в доле живых людей при сборе данных по случаям и референтам. Умершие референты были выбраны из лиц, не умерших от болезней, связанных с курением табака.Анализ воздействия как на рабочем месте, так и на окружающую среду не показал большой разницы в риске, когда были включены референтные данные, основанные на популяциях или сопоставимых показателях смертности (22, 24), и обе референтные серии были объединены для настоящего анализа.

По почте рассылалась анкета испытуемым или, для умерших, их ближайшим родственникам. Анкеты дополнялись телефонными интервью, если ответы были неполными. Уровень ответов был высоким как для дел (87 процентов), так и для референтов (85 процентов).В анализ были включены в общей сложности 1 038 дел и 2 359 референтов.

Исследование было одобрено этическим комитетом Каролинского института в Стокгольме.

Данные воздействия

В анкете задавались вопросы о профессиональном анамнезе на протяжении всей жизни, анамнезе в местах проживания с 1950 года, привычках курения на протяжении всей жизни и некоторых других потенциальных факторах риска рака легких. Профессиональная история включала название и местонахождение компании, род занятий и рабочие задачи для каждого периода работы продолжительностью не менее 1 года.

Интенсивность и вероятность воздействия асбеста во время каждого рабочего периода оценивалась с помощью анкет старшим промышленным гигиенистом, не имеющим отношения к референтному статусу субъектов исследования. Оценка воздействия была основана в основном на большом исследовании воздействия асбеста, проведенном на рабочих местах в Швеции в 1969–1973 годах. В опросе было задействовано более 2400 проб на 35 рабочих местах, что составляет 70–75 процентов от общего количества асбеста, импортированного Швецией в то время (25).Образцы были взяты с использованием метода мембранного фильтра и проанализированы с помощью фазово-контрастной микроскопии с использованием критериев, установленных Американской конференцией государственных промышленных гигиенистов в 1973 г. (26). Кроме того, были использованы результаты небольших исследований, как опубликованных, так и неопубликованных. При оценке учитывались изменения уровней асбеста за календарные периоды, особенно значительное снижение уровней воздействия, которое произошло, когда асбест был запрещен в 1974 году.

Годовые среднеарифметические уровни воздействия асбеста за определенный период времени были классифицированы с использованием четырехуровневая шкала с отсечками, относящимися к шведскому пороговому значению (TLV) в 1993 г. (0.30 волокон / мл). Отсечки на уровне 1/10, 1/3 и 1/1 от уровня TLV привели к следующим классам: менее 0,03 волокон / мл («неэкспонированные»), 0,03–0,09 волокон / мл, 0,10–0,29 волокон / мл, и больше или равно 0,30 волокон / мл. Вероятность того, что человек испытал интенсивность, назначенную для каждого периода, оценивалась с использованием четырех классов на основе предполагаемой распространенности воздействия для каждой профессии / рабочей задачи: 0, 20, 50 или 85 процентов. Для некоторых периодов работы было одинаково актуально присвоить код высокой интенсивности, но с низкой вероятностью, или код низкой интенсивности, но с высокой вероятностью для воздействия асбеста; в этих условиях мы отдавали предпочтение высокой вероятности.Кумулятивное воздействие рассчитывалось как произведение интенсивности, вероятности и продолжительности воздействия, суммированное по всем периодам работы в течение профессионального анамнеза и выраженное в виде волокон × мл -1 × лет (волокон-лет).

Анализ данных

Относительные риски и 95-процентные доверительные интервалы для развития рака легких были оценены с помощью безусловной логистической регрессии. Все анализы были скорректированы для соответствия референтов (возрастная группа и год включения) с использованием индикаторных переменных.

Относительные риски были скорректированы (с использованием индикаторных переменных) для профессионального воздействия выхлопных газов дизельного двигателя, продуктов сгорания (22), исторического загрязнения воздуха в результате дорожного движения и косвенного значения уровней радона в помещениях в каждом жилище с 1955 года (24). Курение учитывалось с использованием четырех индикаторных переменных, показывающих бывших курильщиков (≥2 лет после прекращения) и нынешних курильщиков, выкуривающих в среднем 1–10, 11–20 и более 20 сигарет в день или соответствующее количество табака.Кроме того, непрерывные переменные использовались для корректировки количества времени с момента прекращения курения и, для нынешних курильщиков, интенсивности курения (чтобы избежать остаточного смешения, возникающего из-за относительно широких категорий интенсивности курения в индикаторных переменных). Анализы, которые могут быть затруднены воздействием асбеста, были скорректированы с использованием индикаторной переменной для воздействия выше или ниже порогового значения 0,9 волокно-лет, медианы кумулятивного воздействия среди подвергшихся воздействию референтов (22).

Совместное воздействие асбеста и табачного дыма оценивалось с точки зрения отклонения от аддитивных или мультипликативных моделей.Отклонение от мультипликативности было исследовано путем включения члена взаимодействия в модель логистической регрессии; отклонение от аддитивности оценивалось по доверительному интервалу индекса синергии (только в дихотомическом анализе) в соответствии с методами, описанными Хосмером и Лемешоу (27). Программа SAS, разработанная Lundberg et al. был использован (28).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Из этих случаев 20,0% когда-либо подвергались воздействию асбеста в течение как минимум 1 года, и соответствующая доля для референтов составила 14.4 процента. Дела и референты имели 10 441 рабочий период продолжительностью не менее 1 года. Коды интенсивности и вероятности воздействия асбеста, присвоенные этим периодам работы, показаны в таблице 1. Как правило, кумулятивные дозы асбеста были низкими, в диапазоне от нуля (или фоновых уровней окружающей среды) до максимум 20,4 волокно-лет.

ТАБЛИЦА 1.

Перекрестная таблица всех 10 441 периода работы для мужчин и референтов, с разбивкой по интенсивности и вероятности воздействия асбеста, Стокгольм, Швеция, 1985–1990 гг.

Вероятность (%) . Интенсивность (волокон / мл)
.
0–0,02 . 0,03–0,09 . 0,10–0,29 . ≥0,30 . Все интенсивности .
0 9,659 9,659
20 85 10 9045 9045 9045 9066 9045 9045 42 1 303
85 252 103 26 381
9066 155 9045 9066 9045 9,659 9045
Вероятность (%) . Интенсивность (волокон / мл)
.
0–0,02 . 0,03–0,09 . 0,10–0,29 . ≥0,30 . Все интенсивности .
0 9,659 9,659
20 85 10 9045 9045 9045 9066 9045 9045 9045 42 1 303
85 252 103 26 381
9066 155 9045 9066 9045 9,659 9045
ТАБЛИЦА 1.

Перекрестная таблица всех 10 441 рабочего периода для мужчин и референтов, с разбивкой по интенсивности и вероятности воздействия асбеста, Стокгольм, Швеция, 1985–1990 гг.

Вероятность (%) . Интенсивность (волокон / мл)
.
0–0,02 . 0,03–0,09 . 0,10–0,29 . ≥0,30 . Все интенсивности .
0 9,659 9,659
20 85 10 9045 9045 9045 9066 9045 9045 42 1 303
85 252 103 26 381
9066 155 9045 9066 9045 9,659 9045
Вероятность (%) . Интенсивность (волокон / мл)
.
0–0,02 . 0,03–0,09 . 0,10–0,29 . ≥0,30 . Все интенсивности .
0 9,659 9,659
20 85 10 9045 9045 9045 9066 9045 9045 9045 42 1 303
85 252 103 26 381
9066 155 9045 9066 9045 9,659 9045

Количество случаев и референтов для каждой комбинации классов воздействия для асбеста и табачного дыма представлено в таблице 2. Число людей, получивших высокие дозы табачного дыма и асбеста, было низким, и для анализа взаимодействия две группы с самыми высокими дозами для обоих воздействий были объединены. Все группы были сохранены, когда переменные исследовались одна за другой. Бывшие курильщики были исключены из анализа взаимодействия.

ТАБЛИЦА 2.

Число мужских дел и референтов (дел / референтов), перекрестно сгруппированных по совокупной дозе асбеста и привычкам курения табака, Стокгольм, Швеция, 1985–1990 гг. . Среднее воздействие на класс (волоконно-лет) . Никогда не курите . Бывшие курильщики . Текущие курильщики: нет. выкуриваемых сигарет в день (в среднем в г / день)


. Итого . 1–10 (7,7) . 11–20 (16,5) . 21–30 (24,6) . > 30 (31,3) . Неэкспонированный 0 26/620 215/724 112/262 276/299 152/98 49/17 59 830 0–0,99 0,56 4/51 29/67 14/20 25/35 21/12 2/3 95/188 1–2,49 1,51 3/26 18/29 10/19 30/24 8/5 1/1 70/104 2.5–4,49 3,44 1/4 7/10 1/7 14/5 2/2 0/0 25/28 ≥4,5 8,80 2/4 1/10 5/4 3/0 5/1 2/0 18/19 Итого 36/705 270 / 840 142/312 348/363 188/118 54/21 1,038 / 2,359 59 830 0–0,99 1,51
Воздействие асбеста (волокно — годы) . Среднее воздействие на класс (волоконно-лет) . Никогда не курите . Бывшие курильщики . Текущие курильщики: нет. выкуриваемых сигарет в день (в среднем в г / день)
.
Итого .
1–10 (7,7) . 11–20 (16,5) . 21–30 (24,6) . > 30 (31,3) .
Неэкспонированный 0 26/620 215/724 112/262 276/299 152/98 49/17 0,56 4/51 29/67 14/20 25/35 21/12 2/3 95/188
1–2,49 3/26 18/29 10/19 30/24 8/5 1/1 70/104
2. 5–4,49 3,44 1/4 7/10 1/7 14/5 2/2 0/0 25/28
≥4,5 8,80 2/4 1/10 5/4 3/0 5/1 2/0 18/19
Итого 36/705 270 / 840 142/312 348/363 188/118 54/21 1038/2359
ТАБЛИЦА 2.

Число мужских дел и референтов (дела / референты), сведенные в перекрестные таблицы по совокупной дозе асбеста и привычкам курения табака, Стокгольм, Швеция, 1985–1990 гг.

59 830 0–0,99
Воздействие асбеста (волокно-годы) . Среднее воздействие на класс (волоконно-лет) . Никогда не курите . Бывшие курильщики . Текущие курильщики: нет. выкуриваемых сигарет в день (в среднем в г / день)
.
Итого .
1–10 (7,7) . 11–20 (16,5) . 21–30 (24,6) . > 30 (31,3) .
Неэкспонированный 0 26/620 215/724 112/262 276/299 152/98 49/17 0.56 4/51 29/67 14/20 25/35 21/12 2/3 95/188
1–2,49 1,51 3 26 18/29 10/19 30/24 8/5 1/1 70/104
2,5–4,49 3,44 1/4 7 / 10 1/7 14/5 2/2 0/0 25/28
≥4.5 8,80 2/4 1/10 5/4 3/0 5/1 2/0 18/19
Всего 36 / 705 270/840 142/312 348/363 188/118 54/21 1038/2359
59 830 0–0.99

1,5
Асбест Воздействие (волокна-лет) . Среднее воздействие на класс (волоконно-лет) . Никогда не курите . Бывшие курильщики . Текущие курильщики: нет. выкуриваемых сигарет в день (в среднем в г / день)
.
Итого .
1–10 (7,7) . 11–20 (16,5) . 21–30 (24,6) . > 30 (31,3) .
Неэкспонированный 0 26/620 215/724 112/262 276/299 152/98 49/17 0,56 4/51 29/67 14/20 25/35 21/12 2/3 95/188
1–2,49 3/26 18/29 10/19 30/24 8/5 1/1 70/104
2,5–4,49 3,44 1/4 7/10 1/7 14/5 2/2 0/0 25/28
≥4.5 8,80 2/4 1/10 5/4 3/0 5/1 2/0 18/19
Всего 36 / 705 270/840 142/312 348/363 188/118 54/21 1,038 / 2,359

Относительный риск рака легких монотонно увеличивается с кумулятивной дозой. На Рисунке 1 показаны точечные оценки и 95-процентные доверительные интервалы для категорированной кумулятивной дозы асбеста (те же классы, что и в таблице 2).Точечные оценки показали кривую доза-ответ, которая не следовала экспоненциальной схеме, которая соответствовала бы прямой линии на рисунке 1, когда для оси y использовалась логарифмическая шкала. Напротив, риск при высоких дозах был ниже, чем предсказанный экспоненциальной моделью, и был близок к предсказанному линейной моделью. Чтобы соответствовать мультипликативности, присущей логистической модели (29), дозы были преобразованы с помощью логарифмического преобразования: доза = ln (количество волокон-лет + 1). Полученная непрерывная кривая риска показана сплошной линией на рисунке 1, а пунктирные линии представляют 95-процентный доверительный интервал.Относительный риск (exp (бета)) для преобразованной переменной составил 1,494 (95-процентный доверительный интервал (ДИ): 1,193, 1,871) на единицу воздействия. Соответствующие риски были очень близки к рискам, полученным для категориальной переменной. При любой кумулятивной дозе риск, прогнозируемый моделью, можно получить графически из рисунка 1 или рассчитать следующим образом: Относительный риск при кумулятивной дозе x волокно-лет = 1,494 лн ( x + 1) . При этой дозе доверительный интервал 95 процентов может быть получен путем замены 1.193 и 1.871 для 1.494. Например, через 4 волокна-года риск составил 1,494 ln (4 + 1) = 1,90 (95-процентный ДИ: 1,32, 2,74).

РИСУНОК 1.

Относительный риск рака легких и совокупная доза асбеста для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 годы. Ромбами и столбиками ошибок обозначены точечные оценки и 95% доверительные интервалы относительных рисков для категорированных кумулятивных доз асбеста, нанесенных на график на месте средней арифметической дозы в пределах каждого класса (см. Определение классов в таблице 2).Сплошная линия указывает относительный риск, а пунктирные линии — 95% доверительный интервал для непрерывной переменной дозы, полученной с помощью преобразования ln (волокна-годы + 1). Относительный риск (exp (бета)) для переменной преобразованной дозы составил 1,494 (95% доверительный интервал: 1,193, 1,871) (см. Текст). Относительные риски были скорректированы для возрастной группы, года отбора, бытового радона, курения табака, диоксида азота в окружающей среде, выхлопных газов дизельных двигателей и продуктов сгорания.

РИСУНОК 1.

Относительный риск рака легких и совокупная доза асбеста для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг. Ромбами и столбиками ошибок обозначены точечные оценки и 95% доверительные интервалы относительных рисков для категорированных кумулятивных доз асбеста, нанесенных на график на месте средней арифметической дозы в пределах каждого класса (см. Определение классов в таблице 2). Сплошная линия указывает относительный риск, а пунктирные линии — 95% доверительный интервал для непрерывной переменной дозы, полученной с помощью преобразования ln (волокна-годы + 1).Относительный риск (exp (бета)) для переменной преобразованной дозы составил 1,494 (95% доверительный интервал: 1,193, 1,871) (см. Текст). Относительные риски были скорректированы для возрастной группы, года отбора, бытового радона, курения табака, диоксида азота в окружающей среде, выхлопных газов дизельных двигателей и продуктов сгорания.

Риск, связанный с воздействием асбеста, также рассчитывался отдельно для никогда не куривших и для курильщиков в настоящее время. Эксперимент (бета) для преобразованной переменной дозы (ln (волокно-годы + 1)) был равен 1.345 (95-процентный ДИ: 1,024, 1,767) для нынешних курильщиков и 2,848 (95-процентный ДИ: 1,486, 5,458) для никогда не куривших. Подстановка дозы 4 волокна-года на 1,345 л (количество волокон-лет + 1) дала относительный риск 1,55 для нынешних курильщиков и 2,848 л (4 + 1) 5 5,38 для никогда не куривших на этом уровне дозы.

Как и ожидалось, курение табака сильно повлияло на риск рака легких (рис. 2). Риск рака легких для тех, кто выкуривает более 30 сигарет в день или соответствующее количество табака (в среднем 31.7 г) был более чем в 50 раз выше, чем у некурящих на протяжении всей жизни. Для курения категориальные данные показали доза-ответ между линейностью и экспоненциальностью. Использование либо дозы (граммы в день) напрямую, либо логарифмического преобразования (ln (г / день + 1)) дало плохой результат. Вместо этого риск был смоделирован путем извлечения квадратного корня из количества выкуриваемых в день граммов, что достаточно хорошо согласуется с категоризованными данными (рис. 2).

РИСУНОК 2.

Относительный риск рака легких и курения табака среди мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг.Исключались бывшие курильщики. Ромбы и столбики ошибок указывают точечные оценки и 95% доверительные интервалы относительных рисков для категорированных доз табака (г / день), нанесенные на график в позиции средней арифметической дозы внутри каждого класса (определение пороговых значений см. В таблице 2). Сплошная линия указывает относительный риск, а пунктирные линии — 95% доверительный интервал для непрерывной переменной дозы, полученной с помощью регрессионной модели, основанной на следующем преобразовании дозы: квадратный корень (г / день).Относительный риск (exp (бета)) для преобразованной переменной составил 1,999 (95% доверительный интервал: 1,865, 2,142). Относительные риски были скорректированы с учетом возрастной группы, года отбора, радона в жилых помещениях, двуокиси азота в окружающей среде, выхлопных газов дизельных двигателей, продуктов сгорания и асбеста.

РИСУНОК 2.

Относительный риск рака легких и курения табака среди мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 годы. Исключались бывшие курильщики. Ромбы и столбики ошибок указывают точечные оценки и 95% доверительные интервалы относительных рисков для категорированных доз табака (г / день), нанесенные на график в позиции средней арифметической дозы внутри каждого класса (определение пороговых значений см. В таблице 2).Сплошная линия указывает относительный риск, а пунктирные линии — 95% доверительный интервал для непрерывной переменной дозы, полученной с помощью регрессионной модели, основанной на следующем преобразовании дозы: квадратный корень (г / день). Относительный риск (exp (бета)) для преобразованной переменной составил 1,999 (95% доверительный интервал: 1,865, 2,142). Относительные риски были скорректированы с учетом возрастной группы, года отбора, радона в жилых помещениях, двуокиси азота в окружающей среде, выхлопных газов дизельных двигателей, продуктов сгорания и асбеста.

Риски рака легких при сочетании дозы асбеста и привычки табакокурения показаны в таблице 3.Воздействие асбеста было связано с повышенным риском рака легких как у курильщиков табака разного количества в настоящее время, так и у некурящих на протяжении всей жизни. Дозовая реакция не увеличивалась монотонно во всех слоях курящих, вероятно, из-за низких цифр, на что указывают широкие доверительные интервалы.

ТАБЛИЦА 3.

Относительные риски * рака легких в связи с воздействием асбеста и курением табака с использованием в качестве эталонов не подверженных воздействию обоих веществ для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг.

904 45 0,6, 71,9 9045 , 5,5 4
Воздействие асбеста (волокна- годы) . Никогда не курите
.
Текущие курильщики (количество выкуриваемых сигарет в день)
.
1–10
.
11–20
.
> 20
.
руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Неэкспонированный 1 10,5 6,7, 16,6 23,3 15,2, 35,8 45,4 28,6, 71,9
18,1 8,2, 40,4 17,0 8,8, 32,7 38,5 17,7, 83,4
1-2.49 2,7 0,7, 9,5 12,1 5,1, 29,3 29,8 15,1, 58,6 36,8 11,9, 113,7
≥2,5 2,5 4,6, 40,0 86,2 28,8, 258,2 80,6 20,2, 322,0
904 45 0,6, 71,9 9045 , 5,5
Воздействие асбеста (волокно — годы) . Никогда не курите
.
Текущие курильщики (количество выкуриваемых сигарет в день)
.
1–10
.
11–20
.
> 20
.
руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Неэкспонированный 1 10,5 6,7, 16,6 23,3 15,2, 35,8 45,4 28,6, 71,9
18,1 8,2, 40,4 17,0 8,8, 32,7 38,5 17,7, 83,4
1–2,49 2.7 0,7, 9,5 12,1 5,1, 29,3 29,8 15,1, 58,6 36,8 11,9, 113,7
≥2,5 10,2 4,6 , 40,0 86,2 28,8, 258,2 80,6 20,2, 322,0
ТАБЛИЦА 3.

Относительные риски * рака легких в связи с воздействием асбеста и табакокурением, используя в качестве Референты, для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг.

904 45 0,6, 71,9 9045 , 5,5 4
Воздействие асбеста (волокно-годы) . Никогда не курите
.
Текущие курильщики (количество выкуриваемых сигарет в день)
.
1–10
.
11–20
.
> 20
.
руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Неэкспонированный 1 10,5 6,7, 16,6 23,3 15,2, 35,8 45,4 28,6, 71,9
18,1 8,2, 40,4 17,0 8,8, 32,7 38,5 17,7, 83,4
1-2.49 2,7 0,7, 9,5 12,1 5,1, 29,3 29,8 15,1, 58,6 36,8 11,9, 113,7
≥2,5 2,5 4,6, 40,0 86,2 28,8, 258,2 80,6 20,2, 322,0
904 45 0,6, 71,9 9045 , 5,5
Воздействие асбеста (волокно — годы) . Никогда не курите
.
Текущие курильщики (количество выкуриваемых сигарет в день)
.
1–10
.
11–20
.
> 20
.
руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Неэкспонированный 1 10,5 6,7, 16,6 23,3 15,2, 35,8 45,4 28,6, 71,9
18,1 8,2, 40,4 17,0 8,8, 32,7 38,5 17,7, 83,4
1–2,49 2.7 0,7, 9,5 12,1 5,1, 29,3 29,8 15,1, 58,6 36,8 11,9, 113,7
≥2,5 10,2 4,6 , 40,0 86,2 28,8, 258,2 80,6 20,2, 322,0

Степень синергизма между табачным дымом и асбестом можно грубо оценить, сравнив относительные риски, указанные в четырех угловых ячейках таблицы 3. .Если табачный дым и асбест имеют совместный эффект, следующий за мультипликативностью, относительный риск, указанный в ячейке, сочетающей наивысшую дозу асбеста и табачного дыма, будет равен произведению риска для некурящих, подвергающихся высокому воздействию асбеста, и курильщиков из самой высокой категории курящих, но не подвергались воздействию асбеста (20): 45,4 × 10,2 = 463,1. Наблюдаемый риск значительно ниже — 80,6, что указывает на то, что совместный эффект меньше мультипликативного. Наблюдаемый риск ненамного превышает прогнозируемый с помощью аддитивной модели (20): 45.4 = 10,2 — 1 = 54,6.

Статистические тесты характера совместного действия табачного дыма и асбеста были выполнены в моделях, в которых использовались как дихотомические, так и непрерывные переменные для асбеста и курения. В дихотомическом анализе воздействие асбеста более или равное 1 волокну в год сравнивалось с отсутствием воздействия, а нынешние курильщики сравнивались с некурящими на протяжении всей жизни (таблица 4). Этот анализ подтвердил меньший, чем мультипликативный эффект, с относительным риском 0.31 (95 процентов ДИ: 0,11, 0,86) для члена взаимодействия. Индекс синергии составил 1,15 (95-процентный ДИ: 0,77, 1,72), что указывает на совместный эффект, близкий к аддитивности. Аналогичные выводы были сделаны, когда воздействие асбеста, равное или превышающее 2,5 волокно-года, было противопоставлено отсутствию, как показано в правой части таблицы 4.

ТАБЛИЦА 4.

Относительные риски * рака легких, условия взаимодействия и индекс синергии для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг.

.
. Воздействие асбеста
.
Воздействие асбеста
.
. Нет
.
≥1,0 ​​волокно-лет
.
Нет
.
≥2,5 волокно-лет
.
. руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Никогда не курильщики 1 4,2 1,6, 11,1 1 10,2 2,5, 41,2
2,5, 41,2 9066
28.6
19,9, 48,3
21,7 14,3, 32,6 43,1
20,1, 88,6
9066 9066 9045 Точечная оценка
95% ДИ
Член взаимодействия в мультипликативной модели 0,31 0,11, 0,86 0.20 0,04, 0,89
Индекс синергии 1,15 0,77, 1,72 1,41 0,65, 3,04
Воздействие асбеста
.
Воздействие асбеста
.
. Нет
.
≥1,0 ​​волокно-лет
.
Нет
.
≥2,5 волокно-лет
.
. руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Никогда не курильщики 1 4,2 1,6, 11,1 1 10,2 2,5, 41,2
2,5, 41,2
9045 9,8 28,6
19,9, 48,3
21,7 14,3, 32,6 43,1
20,1, 88,6

957 9045 9045

Точечная оценка
95% ДИ
Член взаимодействия в мультипликативной модели 0.31 0,11, 0,86 0,20 0,04, 0,89
Индекс синергии 1,15 0,77, 1,72 0,64 9066 1,72 904 904 1,5
ТАБЛИЦА 4.

Относительные риски * рака легких, условия взаимодействия и индекс синергии для мужчин в Стокгольме, Швеция, 1985–1990 гг.

.
. Воздействие асбеста
.
Воздействие асбеста
.
. Нет
.
≥1,0 ​​волокно-лет
.
Нет
.
≥2,5 волокно-лет
.
. руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Никогда не курильщики 1 4,2 1,6, 11,1 1 10,2 2,5, 41,2
2,5, 41,2 9066
28.6
19,9, 48,3
21,7 14,3, 32,6 43,1
20,1, 88,6
9066 9066 9045 Точечная оценка
95% ДИ
Член взаимодействия в мультипликативной модели 0,31 0,11, 0,86 0.20 0,04, 0,89
Индекс синергии 1,15 0,77, 1,72 1,41 0,65, 3,04
Воздействие асбеста
.
Воздействие асбеста
.
. Нет
.
≥1,0 ​​волокно-лет
.
Нет
.
≥2,5 волокно-лет
.
. руб. . 95% ДИ † . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ . руб. . 95% ДИ .
Никогда не курильщики 1 4,2 1,6, 11,1 1 10,2 2,5, 41,2
2,5, 41,2
9045 9,8 28,6
19,9, 48,3
21,7 14,3, 32,6 43,1
20,1, 88,6

957 9045 9045

Точечная оценка
95% ДИ
Член взаимодействия в мультипликативной модели 0.31 0,11, 0,86 0,20 0,04, 0,89
Индекс синергии 1,15 0,77, 1,72 0,64 9066 1,72 904 904 1,5

Модель, основанная на непрерывных переменных для асбеста и курения, представленная на рисунках 1 и 2, дала коэффициент взаимодействия 0,85 (95-процентный ДИ: 0,73, 0,99). Опять же, это значение указывает на субмультипликативный совместный эффект.

Только шесть человек, которые не курили, получили кумулятивную дозу асбеста более или равную 2,5 волокно-год. Потенциальное влияние неправильной классификации привычек курения было оценено путем перекодировки одного из этих шести случаев на бывшего курильщика. Это перекодирование изменило член взаимодействия в модели выше с 0,31 до 0,37 (95-процентный ДИ: 0,13, 1,09), что не является формально статистически значимым, но все же указывает на субмультипликативный совместный эффект.

Оценки риска различались незначительно по сравнению с контрольной группой.Относительный риск воздействия асбеста более или равного 2,5 волокно-годам по сравнению с отсутствием воздействия составил 1,84 (95-процентный ДИ: 1,00, 3,38) при использовании референтной численности населения и 2,00 (95-процентный ДИ: 1,08, 3,67) при смертности соответствует референтной группе.

Референты были сопоставлены по частоте случаев с учетом возрастной группы и года включения в исследование. Когда в некоторых слоях очень низкие числа, безусловная регрессия может дать необъективные результаты. Для изучения этой возможности был проведен условный регрессионный анализ; 42 комбинации семи возрастных групп и шести лет включения были использованы для определения согласованных наборов, и анализы, представленные в таблице 3, были повторены.Были получены почти идентичные результаты.

ОБСУЖДЕНИЕ

Настоящее исследование — одно из немногих, посвященных оценке риска рака легких в связи с воздействием низких доз асбеста. Исследование включало индивидуальные оценки кумулятивной дозы асбеста, а также индивидуальные данные о табакокурении, других профессиональных воздействиях, бытовом радоне и загрязнении воздуха, связанном с дорожным движением.

Наше исследование показало очевидный повышенный риск рака легких в связи с профессиональным воздействием асбеста.Риск в расчете на одно наблюдаемое волокно в год, основанный на популяции с низким уровнем воздействия, был намного выше, чем прогнозируемый методом нисходящей линейной экстраполяции из исследований когорт с высоким уровнем воздействия (30, 31). Расчеты «доза-реакция», основанные на таких когортах, показывают большую вариабельность риска на единицу воздействия (волокно в год) в зависимости от типов асбеста, типов промышленности и исследуемых групп населения (30). Однако есть определенное согласие с тем, что риск в диапазонах высоких доз линейно связан с кумулятивной дозой асбеста, как описано следующим уравнением: относительный риск = 1 + k × (волокна-лет), где k = 0.01 для хризотилового асбеста (31). Хризотиловый асбест на сегодняшний день является наиболее распространенным типом асбеста, используемым в Стокгольме. Это уравнение также было принято Агентством по охране окружающей среды США (32), хотя известно, что имеющиеся эпидемиологические данные показывают как более высокие, так и более низкие значения константы k (1, 30). На уровне 10 волокон-лет уравнение предсказывает относительный риск рака легких 1,10, тогда как наше исследование показало риск 1,5–4,5 при этом уровне воздействия (рис. 1). Наши результаты контрастируют с результатами исследования воздействия асбеста на окружающую среду, которое предполагает, что линейная экстраполяция вниз переоценивает риск при низких дозах (33).Наше исследование не предоставляет информации о риске при более высоких кумулятивных дозах и имеет разумную точность для доз примерно до 5 волокон-лет.

Поскольку асбест и табачный дым, по-видимому, не обладают мультипликативным совместным эффектом, любой расчет общего относительного риска, связанного с асбестом в популяции, будет зависеть от доли курильщиков. Кривые зависимости реакции от дозы асбеста будут более крутыми для групп с небольшим количеством курильщиков, чем для групп с высокой долей курильщиков.Однако в нашем исследовании риск на единицу экспозиции только для курильщиков был выше, чем прогнозируемый экстраполяцией для сильно облученных когорт со смешанными привычками курения: при кумулятивной дозе 4 волокно-года относительный риск для курильщиков в нашем исследовании составлял 1,55 , значительно выше, чем 1,04, предсказанный при изучении сильно облученных групп. Таким образом, наш вывод о более крутой кривой доза-реакция не может быть объяснен низкой долей курильщиков в нашей исследовательской базе.

Анализ совместного действия асбеста и курения табака показал субмультипликативный, но несколько больший, чем аддитивный совместный эффект.Этот результат согласуется с результатами многих, хотя и не всех, исследований по этой теме (15–17). Первые выводы о мультипликативности американских изоляторов (10) привели к сосредоточению внимания на предотвращении курения лиц, подвергавшихся воздействию асбеста или ранее подвергавшихся воздействию асбеста (21). Хотя такое внимание вполне оправдано из-за профилактического воздействия на риск рака легких в будущем, сомнительно, является ли число дополнительных случаев заболевания, предотвращаемых путем сосредоточения внимания на лицах, подвергшихся воздействию асбеста, особенно большим с учетом настоящих результатов.

Различия в подверженности между работниками в рамках рабочих заданий, неполная информация о более ранних уровнях воздействия и ошибки в трудовой книжке — все это способствует неправильной классификации рисков. В значительной степени профессиональные истории были получены от ближайших родственников пациентов из-за короткого времени выживания пациентов с раком легких. Несколько более высокая оценка риска была получена при использовании сопоставленных со смертностью референтов вместо референтов населения, что указывает на то, что воздействие асбеста могло быть несколько недооценено, когда косвенная информация использовалась для историй занятости.В этом отношении оценка риска, полученная при использовании сопоставленных референтов по смертности, может быть более достоверной, чем оценка для референтов населения, из-за сходства со случаями доли использованной косвенной информации. Поскольку различия были небольшими, данные для всех референтов были сохранены в анализах для повышения статистической мощности. Воздействие было классифицировано промышленным гигиенистом, не имеющим отношения к референтному статусу субъектов исследования, и возражал против неправильной дифференциальной классификации на данном этапе оценки воздействия.

Метод оценки воздействия, использованный в нашем исследовании, основанный на «экспертной оценке», оказался надежным и более действенным, чем методы самооценки (34, 35). Включение данных о рабочих задачах и типе отрасли повысило точность оценок воздействия по сравнению с оценками, основанными только на названиях должностей (36). Ошибки в классификации воздействия, которые систематически различались между делами и референтами, кажутся маловероятными. Нельзя исключать систематические и единообразные заниженные или завышенные оценки воздействия, поскольку оценки воздействия основывались на данных внешнего воздействия.Однако эти данные относятся к периоду (1969–1973 гг.), Так как это произошло до того, как асбест был запрещен в Швеции, и данные также учитывают задержку в 15–20 лет от периода воздействия до наблюдения за риском. Даже если нельзя исключить некоторую неправильную классификацию более ранних уровней воздействия, маловероятно, что это могло бы объяснить гораздо более высокий риск на волокно в год, обнаруженный в этом исследовании.

Методы, используемые для отбора проб (мембранный фильтр) и анализа (фазово-контрастная микроскопия), по-прежнему указаны для соответствия ПДК (37).Никакие большие систематические различия из-за аналитических методов не кажутся вероятными.

Наше исследование — одно из немногих, в котором изучается относительный риск рака легких в диапазоне воздействия низких доз асбеста с использованием индивидуально оцененных воздействий и индивидуальных данных о важных искажающих факторах. Мы обнаружили явный избыточный риск рака легких при низких дозах и что линейная экстраполяция от высоких уровней воздействия недооценивает риск при низких дозах. Даже если этот вывод имеет некоторую косвенную поддержку в других популяционных исследованиях референтных случаев (38–41), существуют данные, свидетельствующие об обратном (33).Дальнейшие исследования кажутся оправданными, прежде чем можно будет надежно оценить форму кривой доза-реакция в диапазоне низких доз.

Это исследование финансировалось Шведским советом по исследованиям трудовой жизни, Советом графства Стокгольм и Шведским агентством по охране окружающей среды.

Авторы благодарят докторов наук. Ларсу Ярупу и Тому Белландеру за их ценный вклад в оценку загрязнения атмосферного воздуха. Они признательны Агнете Вальбом и Улле Клинге за проведение телефонных интервью, а также Сесилии Руденгрен, Маркусу Хьюгоссон, Еве Скарке, Камилле Бенгтссон, Анне Боберг, Еве-Бритт Густавссон и Керстин Острем за управление сбором данных и ведение базы данных.

ССЫЛКИ

1.

Альбин М., Маньяни С., Крстев С. и др. Асбест и рак: обзор современных тенденций в Европе.

Environ Health Perspect

1999

;

107 (доп. 2)

:

289

–98.2.

Общие оценки канцерогенности: обновление томов с 1 по 42 монографий МАИР. Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека. Дополнение 7. Лион, Франция: Международное агентство по изучению рака, 1987.

3.

Всемирная организация здравоохранения. Асбест и другие натуральные минеральные волокна. Критерии гигиены окружающей среды 53. Женева, Швейцария: Всемирная организация здравоохранения, 1986.

4.

Всемирная организация здравоохранения. Хризотиловый асбест. Критерии экологического здоровья 203. Женева, Швейцария: Всемирная организация здравоохранения, 1998.

5.

Каллен М. Хризотиловый асбест: достаточно, достаточно.

Ланцет

1998

;

351

:

1377

–8.6.

Демироглу Х. Воздействие хризотилового асбеста без работы и риск рака легких.

N Engl J Med

1998

;

339

:

999

–1000.7.

Landrigan PJ. Асбест — по-прежнему канцероген.

N Engl J Med

1998

;

338

:

1618

–19.8.

Sokas RK. Воздействие хризотилового асбеста на работу без работы и риск рака легких. (Письмо).

N Engl J Med

1998

;

339

:

1000

.9.

Selikoff IJ, Hammond EC, Churg J. Воздействие асбеста, курение и новообразования.

JAMA

1968

;

204

:

106

–12.10.

Hammond EC, Selikoff IJ, Seidman H. Воздействие асбеста, курение сигарет и уровень смертности.

Ann N Y Acad Sci

1979

;

330

:

473

–90.11.

Кьюус Х., Скьяервен Р., Лангард С. и др. Референтное исследование рака легких, профессионального воздействия и курения. II. Роль воздействия асбеста.

Scand J Work Environ Health

1986

;

12

:

203

–9.12.

де Клерк Н.Х., Маск А.В., Армстронг Б.К. и др. Курение, воздействие крокидолита и заболеваемость раком легких и асбестозом.

Br J Ind Med

1991

;

48

:

412

–17,13.

Селикофф И.Дж., Зайдман Х., Хаммонд ЕС. Смертность от курения сигарет среди рабочих завода по производству асбеста.

J Natl Cancer Inst

1980

;

65

:

507

–13.14.

Liddell FD, Thomas DC, Gibbs G, et al. Воздействие клетчатки и смертность от пневмокониоза, респираторных и абдоминальных злокачественных новообразований при производстве хризотила в Квебеке, 1926–75.

Ann Acad Med Singapore

1984

;

13 (2 доп.)

:

340

–4,15.

Стинланд К., Тун М. Взаимодействие между табакокурением и профессиональным воздействием в качестве причины рака легких.

J Occup Med

1986

;

28

:

110

–18,16.

Вайнио Х., Боффетта П. Механизмы комбинированного действия асбеста и курения в этиологии рака легких.

Scand J Work Environ Health

1994

;

20

:

235

–42.17.

Эррен Т.С., Якобсен М., Пиекарски К. Синергия между асбестом и курением в отношении риска рака легких.

Эпидемиология

1999

;

10

:

405

–11.18.

Ли PN. Связь между совместным воздействием асбеста и курением и риском рака легких.

Occup Environ Med

2001

;

58

:

145

–53,19.

Ротман К.Дж., Гренландия S, ред. Современная эпидемиология. 2-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт-Рэйвен, 1998.

20.

Ротман К.Дж. Современная эпидемиология. Бостон, Массачусетс: Little, Brown and Company, 1986.

21.

Waage HP, Vatten LJ, Opedal E, et al. Вмешательство в курение у лиц с риском рака легких, вызванного асбестом

Am J Ind Med

1997

;

31

:

705

–12.22.

Густавссон П., Якобссон Р., Нюберг Ф. и др. Профессиональное воздействие и риск рака легких: референтное исследование на популяции в Швеции.

Am J Epidemiol

2000

;

152

:

32

–40.23.

Белландер Т., Берглинд Н., Густавссон П. и др. Использование географических информационных систем для оценки индивидуальной исторической подверженности загрязнению воздуха в исследовании случай-контроль рака легких в Стокгольме.

Environ Health Perspect

2001

;

109

:

633

–9,24.

Нюберг Ф., Густавссон П., Яруп Л. и др. Загрязнение городского воздуха и рак легких в Стокгольме.

Эпидемиология

2000

;

11

:

487

–95,25.

Боман Н., Кристенсон Б.Asbest på våra arbetsplatser — asbestosprojektets slutrapport. (Асбест на наших рабочих местах — заключительный отчет проекта по асбестозу). (На шведском языке). Undersökningsrappport AMT 102/74. Стокгольм, Швеция: Национальный совет по безопасности и гигиене труда (Arbetarskyddsstyrelsen), 1974 г. (Отчет № AMT 102/74).

26.

Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене. Документирование предельно допустимых значений содержания веществ в воздухе рабочего помещения. Цинциннати, Огайо: Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене, 1973.

27.

Хосмер Д.В., Лемешоу С. Оценка доверительного интервала взаимодействия.

Эпидемиология

1992

;

3

:

452

–6.28.

Lundberg M, Fredlund P, Hallqvist J, et al. Программа SAS, рассчитывающая три показателя взаимодействия с доверительными интервалами.

Эпидемиология

1996

;

7

:

655

–6.29.

Breslow NE, Day NE, ред. Статистические методы исследования рака. Том I. Анализ исследований случай-контроль.Лион, Франция: Международное агентство по изучению рака, 1980 г. (научная публикация МАИР № 32).

30.

Lash TL, Crouch EA, зеленый LC. Мета-анализ связи между совокупным воздействием асбеста и относительным риском рака легких.

Occup Environ Med

1997

;

54

:

254

–63.31.

Долл Р., Пето Дж. Асбест: воздействие на здоровье воздействия асбеста. Лондон, Соединенное Королевство: Комиссия по охране здоровья и безопасности, HMSO, 1985.

32.

Институт воздействия на здоровье. Асбест в общественных и коммерческих зданиях: обзор литературы и обобщение современных знаний. Кембридж, Массачусетс: Институт воздействия на здоровье, 1991.

33.

Камю М., Семятицкий Дж., Мик Б. Воздействие хризотилового асбеста и риск рака легких в непрофессиональных условиях.

N Engl J Med

1998

;

338

:

1565

–71,34.

Fritschi L, Siemiatycki J, Richardson L. Профессиональные воздействия, оцениваемые самооценкой и оцененные экспертами.

Am J Epidemiol

1996

;

144

:

521

–7.35.

Siemiatycki J, Fritschi L, Nadon L, et al. Надежность экспертной рейтинговой процедуры для ретроспективной оценки профессионального облучения в исследованиях случай-контроль на уровне сообществ.

Am J Ind Med

1997

;

31

:

280

–6.36.

Siemiatycki J. Оценка воздействия в исследованиях профессионального рака на уровне сообществ.

Occup Hyg

1996

;

3

:

41

–58.37.

Асбест и прочие волокна методом ПКМ №7400. Карманный справочник по химическим опасностям (NPG). (CD-ROM). Цинциннати, Огайо: Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья, 2000 г. (публикация NIOSH № 2000-130).

38.

Brownson RC, Alavanja MC, Chang JC. Факторы профессионального риска рака легких среди некурящих женщин: исследование случай-контроль в Миссури (США).

Контроль причин рака

1993

;

4

:

449

–54,39.

Ярвхольм Б., Ларссон С., Хагберг С. и др.Количественное значение асбеста как причины рака легких в шведском промышленном городе: референтное исследование.

Eur Respir J

1993

;

6

:

1271

–5.40.

van Loon AJ, Kant IJ, Swaen GM и др. Воздействие канцерогенов на рабочем месте и риск рака легких: результаты когортного исследования в Нидерландах.

Occup Environ Med

1997

;

54

:

817

–24.41.

Йокель К.Х., Аренс В., Ян И. и др.Факторы профессионального риска рака легких: исследование случай-контроль в Западной Германии.

Int J Epidemiol

1998

;

27

:

549

–60. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.