Медицинское облучение населения (МРТ, КТ и другие виды исследований)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 
 

на тему:

Медицинское облучение населения 

(МРТ,  КТ и другие виды исследований) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Омск 2011

 

     Содержание 
 

     Введение------------------------------------------------------------------------------3

1. Магнитно- резонансная томография--------------------------------------------4
1. Понятие и применение-----------------------------------------------------4
2. Воздействие на организм человека--------------------------------------6
2. Рентгеновское излучение----------------------------------------------------------8
1. Понятиеи применение------------------------------------------------------8
2. Воздействие на организм человека-------------------------------------10
3. Компьютерная томография--------------------------------------------------12
1. Понятие и применение-----------------------------------------------------12
2. Воздействие на организм человека-------------------------------------13

Заключение--------------------------------------------------------------------------14

Список используемой литературы---------------------------------------------15 
 
 

 

     

     Введение 

Ещё с момента  открытия и первого применения радиоактивного

Излучения. В  конце 20-х г. XX в. была создана Международная комиссия по радиационной защите,  разрабатывающая правила работы с радиоактивными веществами, которые должны учитываться национальными нормативными документами. В пространстве радиоактивное распределение крайне неравномерно. Использование газа для приготовления пищи, использование открытых угольных жаровен , применение определённых строительных материалов, медицинское обслуживание- всё это и многое другое, даже образ жизни, может увеличить уровень облучения за счёт естественных источников  радиации. Многие исследователи приходят к выводу, что наиболее опасными  в вероятностном плане являются не атомные аварии или испытания, а медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивных изотопов. Принципы ограничения радиационных воздействий в медицине основаны на получении необходимой диагностической информации или терапевтического эффекта при минимально возможных уровнях облучения .При этом используются принципы обоснования назначения радиологических медицинских процедур и оптимизации мер защиты пациентов. Проведение медицинских процедур, связанных с облучением пациентов, должно быть обосновано путем сопоставления диагностических или терапевтических выгод, которые они приносят, с радиационным ущербом для здоровья, который может причинить облучение, принимая во внимание имеющиеся альтернативные методы, не связанные с медицинским облучением. 
 
 
 
 
 

1. Магнитно-резонансная  томография .

1. Понятие и применение. 
   

Магнитно-резонансная  томография (МРТ, MRT, MRI[1]) —

томографический метод исследования внутренних органов  и тканей с использованием физического  явления ядерного магнитного резонанса — метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости. 

С помощью  метода ядерного магнитного резонанса изучают

организм человека на основе насыщенности тканей органов человека водородом и особенностью их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет магнитный момент (спин) и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона (спинов) и их векторном направлении, которые могут находиться только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода.

Если протон поместить во внешнее магнитное поле, то его магнитный

момент будет  или противоположно направлен, или  сонаправлен магнитному моменту  поля, при этом в первом случае энергия  его будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты, часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. Причём системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии в момент «расслабления», или релаксации предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы  имели индукцию магнитного поля 0,005 Тл, но

качество полученных изображений было довольно низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (до 9,4 Тл), так и постоянные магниты (до 0,7 Тл). В соответствии с тем, сто поле должно быть сильным, применяют сверхпроводящие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты подходят только мощные. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Но постоянные магниты могут быть «открытой» конфигурации , и благодаря этому можно проводить исследования в движении, в положении стоя, осуществлять доступ врача к пациенту во время исследования и проведение манипуляций под контролем МРТ – так называемая интервенционная МРТ.

Для определения  расположения сигнала в пространстве, помимо

постоянного магнита  в МР-томографе, которым может  быть электромагнит, либо постоянный магнит, используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному  магнитному полю градиентное магнитное  возмущение. Это обеспечивает локализацию  сигнала ядерного магнитного резонанса и точное соотношение исследуемой области и полученных данных. Действие градиента, обеспечивающего выбор среза, обеспечивает селективное возбуждение протонов именно в нужной области. Мощность и скорость действия градиентных усилителей относится к одним из наиболее важных показателей магнитно-резонансного томографа. От них во многом зависит быстродействие, разрешающая способность и соотношение сигнал/шум. 

2. Воздействие на организм человека.

 

Биологическое действие магнитных полей на организм тщательно

изучалось. Несмотря на то, что прямого и кумулятивного  повреждающего действия постоянных магнитных полей не установлено, санитарные нормы в разных странах, в том числе и в России, строго регламентируют допустимое действие электромагнитных полей на производстве и в быту.

Коммерчески выпускаемые  МР томографы имеют индукцию (силу) статического магнитного поля в пределах 0,2-3,0 Тл. Американский Комитет по продуктам  питания и лекарствам (U.S. Food and Drug Administration) рассматривает использование в МР томографах поля до 8,0 Тл как "несущественный риск для пациента". Эта же организация выдаёт разрешение на использование более высоких полей только в научных целях. В России предельно допустимая величина постоянного магнитного поля для пациента и персонала не нормируется.

Кроме постоянного  магнитного поля на пациента действует 

переменное (градиентное) магнитное поле. Обычно в коммерчески  выпускаемых МР томографах градиент составляет около 30 мТл/м. Увеличение градиента  и скорости его нарастания технически сложно, однако, в исследовательских МР томографах достигает уже 150 мТл/м. Такие переменные поля могут вызывать стимуляцию периферических нервов. Теоретически это может проявляться в ощущении пациентом дискомфорта и даже болях. Пока градиентные поля не нормируются, что обусловлено тем, что эффект нейростимуляции в ближайшем будущем недостижим для аппаратов клинического назначения.

Большим воздействием на пациента, чем магнитное поле, обладает

радиочастотное  поле. Радиочастотное излучение вызывает нагрев тканей. Перед началом обследования пациента в компьютер МР томографа вносят данные о массе его тела. Это необходимо для автоматического расчёта специфической поглощённой энергии (SAR). Она учитывает несколько характеристик радиочастотного поля и измеряется в Вт/кг. Частота возбуждения (частота Лармора) зависит от магнитной индукции томографа и составляет 42,58 мГц/Тл для исследований по водороду. С увеличением радиочастоты возрастает поглощение энергии тканями, поэтому, аппараты со сверхвысокой индукцией потенциально опаснее. 

 

3. Рентгеновское излучение

 

1. Понятие и применение

 

Рентге́новское  излуче́ние — электромагнитные волны, энергия

фотонов которых  лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует  длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).

При помощи рентгеновских  лучей можно «просветить» человеческое

тело, в результате чего можно получить изображение костей, а в современных приборах и внутренних органов. Используется факт, что у содержащегося преимущественно в костях элемента кальция (Z=20) атомный номер гораздо больше, чем атомные номера элементов, из которых состоят мягкие ткани, а именно водорода (Z=1), углерода (Z=6), азота (Z=7), кислорода (Z=8). Помимо обычных приборов, дающих двумерную проекцию исследуемого объекта, существуют компьютерные томографы, которые позволяют получать объёмное изображение внутренних органов.

Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении  заряженных

частиц (тормозное  излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках  атомов или молекул. Оба эффекта  используются в рентгеновских трубках. Основными конструктивными элементами таких трубок являются металлические катод и анод (ранее называвшийся также антикатодом). В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий (характеристическое излучение, частоты определяются законом Мозли:  где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки). В настоящее время аноды изготавливаются главным образом из керамики, причём та их часть, куда ударяют электроны, — из молибдена или меди. 

 

2. Воздействие не организм человека.

 

Вскоре после открытия рентгеновского излучения, обнаружилось его

вредное биологическое  действие. Выяснилось, что новое излучение может вызвать что-то вроде сильного солнечного ожога (эритему), сопровождающегося более глубоким и стойким повреждением кожи. Появлявшиеся язвы нередко переходили в рак. Во многих случаях приходилось ампутировать пораженные органы, случались и летальные исходы. Впоследствии было установлено, что поражения кожи можно избежать, уменьшив время и дозу облучения, применяя экранировку (например, свинец) и средства дистанционного управления. Но постепенно выявились и другие, более долговременные последствия рентгеновского облучения, которые были затем подтверждены и изучены на подопытных животных.

Биологическое воздействие  рентгеновского излучения  на

человеческий  организм определяется уровнем дозы облучения и тем, какой именно орган тела подвергался облучению. К примеру, заболевания крови вызываются облучением кроветворных органов, главным образом костного мозга, а генетические последствия ‑ облучением половых органов, могущим привести также и к стерильности. К эффектам, обусловленным действием рентгеновского излучения относятся: 1) временные изменения в составе крови после относительно небольшого избыточного облучения; 2) необратимые изменения в составе крови (гемолитическая анемия) после длительного избыточного облучения; 3) возникновение катаракт; 4) рост заболеваемости раком (включая лейкемию); 5) более быстрое старение и ранняя смерть.

Исследования  показали, что даже малые дозы систематического

облучения  приводят к вредным генетическим эффектам ( исследования проводились на животных). Доказано, что это применимо и к человеческому организму. 

Степень опасности  рентгеновского облучения для людей зависит от

контингента лиц, подвергающихся облучению. В первую очередь это люди, работающие с рентгеновской аппаратурой. Эта категория охватывает врачей‑рентгенологов, стоматологов, а также научно‑технических работников и персонал, обслуживающий и использующий рентгеновскую аппаратуру. Вторая категория - это пациенты. Безопасный уровень облучения, который получают пациенты во время лечения, определяется лечащими врачами. Врачам не рекомендуется без необходимости подвергать пациентов рентгеновскому обследованию. Особую осторожность следует проявлять при обследовании беременных женщин и детей. В этом случае принимаются специальные меры.