Основные вопросы. Понятие о дозиметрии и радиометрии, их цель и задачи. Основные дозиметрические" величины и единицы ихизмерений: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная дозы и мощности излучений. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) и коэффициент качества (КК).

Расчет доз при внешнем и внутреннем облучении. Связь между активностью и дозой излучения. Гамма-постоянная, миллиграмм - эквивалент радия.

Методы дозиметрии, классификация и характеристика основных методов дозиметрии. Ионизационная камера, его устройство, принцип работы.

Классификация дозиметрических и радиометрических приборов. Основные методы измерения радиоактивности - сравнительный, расчетный, абсолютный.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Изучая методы дозиметрии, следует четко уяснить, на ка­ких эффектах взаимодействия излучения с веществом основаны эти методы.

Выделить методы и средства детектирования, основанные на первичных эффектах взаимодействия (ионизационный, сцинтиляционный); изучить по учебнику устройство и принцип работы ионизационных камер, газоразрядных и сцинтиляционных счетчиков.

Необходимо ознакомиться с расчетом доз для основных ви­дов ионизирующих излучений. Для закрепления материала следует решить несколько задач с использованием данных приложения А и Б.

1. Задания по расчету доз облучения:

1. Определить величину экспозиционной дозы внесистемной единицы (Р) рентгеновского излучения, если в 1см 3 воздуха при 0 0 С и нормальном атмосферном давлении образуется следующее количество пар ионов:

2,08 × 10 9 и 1,04 × 10 9 ;

2. Определить величину экспозиционной дозы гамма-излучения в единицах СИ, если в 1 см 3 воздуха при 0 0 С и нормальном атмосферном давлении образуется следующее количество пар ионов:

2,08 × 10 5 и 1,04 × 10 5 ;

3. Вычислить поглощенную дозу в единицах СИ, если при облучении животного гамма-лучами при 0 0 С и нормальном атмосферном давлении в 1 см 3 воздуха образуется следующее количество пар ионов:

2,08 × 10 4 и 1,04 × 10 4 .

4. Вычислить поглощенную дозу в радах, если при рентгеновском обследовании легких человека при 0 0 С и нормальном атмосферном давлении в 1 см 3 воздуха образуется следующее количество пар ионов:

2,08 × 10 9 и 1,04 × 10 9 .

5.Определить количество пар ионов, образующихся в 1 см 3 воздуха при 0 0 С и нормальном атмосферном давлении, если при исследовании желудка собак экспозиционная доза рентгеновских лучей была равна:

2,58 × 10 -4 , 2,58 × 10 -5 Кл/ кг,

7.Определить экспозиционную дозу в единицах СИ, если поглощенная доза равна: 10,0 и 13 мР; 20,0 и 25,0 Р;

8.Определить экспозиционную дозу в единицах СИ, если поглощенная доза равна: 1) 1,0 и 20,0 рад, 2) 50,0 и 100, мрад.

9. Выразить поглощенную дозу в радах, если она составила:

1) 1 Гр и 0,5Гр; 2) 20,0 мГр, 3) 300,0 мкГр;

10. Определить поглощенную дозу в единицах СИ, если экспозиционная доза составила: 2,58 × 10 -4 и 12,9 × 10 -4 Кл/кг.

11.Определить экспозиционную дозу в рентгенах, если поглощенная доза равна: 10,0 и 20,0 рад.

12. Определить поглощенную дозу в радах, если экспозиционная доза равна: 1) 10,0 и 45,0 Р; 2) 150,0 и 30,0 мР.

13.Определить экспозиционную дозу в рентгенах, если поглощенная доза равна: 1) 0,1 и 0,05 Гр; 2) 10,0 и 75,0 мГр.

Рассмотрим величины, которыми оперирует дозиметрия. Независимо от природы излучения эффект его воздействия на вещество объективно будет определяться количеством энергии, которую передаёт пучок ионизирующего излучения единице массы облучаемого тела. Эту величину называют поглощённой дозой :

Единицей дозы в СИ называется грей (Гр), . Внесистемной единицей являетсярад . 1 рад = 10 -2 Гр.

Однако изменения, которые происходят в веществе, зависят не только от величины поглощённой дозы, но и от вида ионизирующего излучения, энергии его частиц и времени облучения. Чем быстрее накоплена данная доза, тем больше её поражающее действие. Быстрота накопления дозы определяется мощностью дозы – количества энергии переданной единице массы вещества за единицу времени :

[Р D ] = Гр/с. Внесистемной единицей мощности дозы является рад/с.

Казалось бы, для определения поглощённой дозы следует измерить энергию ионизирующего излучения, падающего на тело, энергию, прошедшую сквозь тело и разделить их разность на массу тела. Однако, на практике это сделать крайне трудно: во-первых, из-за рассеяния излучения в веществе; во-вторых, из-за неоднородности тел; в-третьих, из-за сложного состава излучений и др. Особенно трудно это сделать для биологических объектов. Тем не менее, оценить поглощённую дозу можно по ионизирующему действию излучения на воздух, окружающий тело.

В этой связи, для описания поля внешнего облучения объекта (экспозиции) вводится понятие экспозиционная доза , которая представляет собой дозу, поглощённую воздухом. Использовать эту величину для оценки поглощённой дозы биологических объектов можно только при условии равномерного распределения излучения в пространстве, что выполняется только для рентгеновского и γ-излучения. Количественно экспозиционная доза и мощность экспозиционной дозы определяются в СИ по величине заряда, образующегося под воздействием рентгеновского и γ-излучения в 1 кг сухого воздуха:

И . (14)

Единицей экспозиционной дозы является Кл/кг. Старая единица экспозиционной дозы называется рентген. 1 Р – это такая доза, при которой в результате полной ионизации в 1 см 3 сухого воздуха (при t = 0 0 С и Р=760 мм.рт.ст.) образуется 2,08·10 8 пар ионов. 1 Р = 2,58·10 -4 Кл/кг. Единицей мощности экспозиционной дозы в СИ является 1 А/кг, а внесистемными единицами 1 Р/с; мР/час; мкР/час.

Биологические эффекты ионизирующих излучений в большей степени зависят от вида излучений. При одной и той же поглощённой дозе тяжёлые частицы (α, n, р) производят гораздо большие физиологические нарушения, чем β-, рентгеновское или γ-излучение. Особенно опасны для биоситем потоки нейтронов. В дозиметрии принято сравнивать биологические эффекты различных излучений с такими же эффектами, создаваемыми рентгеновским и γ-излучением.

Количественно оценка биологического воздействия разных излучений осуществляется с помощью «коэффициента качества» (КК), иначе его называют коэффициентом относительной биологической эффективности (ОБЭ). Значение КК (ОБЭ) определяют опытным путём. Для рентгеновского и γ-излучений коэффициент качества принят равным 1, тогда для β-частиц КК = 1; для медленных нейтронов – 5, быстрых нейтронов и протонов – 10, α-частиц – 20.

С учётом коэффициента качества оценка степени воздействия радиации на человека и другие биологические объекты производится величиной – эквивалентная доза :

D экв = k кк · D п. (15)

Единица D экв имеет ту же размерность, что и D п, однако, называются в СИ по-другому – зиверт. Внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рада). 1бэр=10 -2 Зв.

Однако эквивалентная доза не в полной мере отражает степень радиационной опасности, т.к. разные органы и виды биотканей человека имеют разную радиочувствительность. При облучении в первую очередь поражаются красный костный мозг, половые железы, молочные железы и лёгкие. Напротив, нервные ткани очень устойчивы к радиации.

Учёт радиационной чувствительности разных тканей производится с помощью введения коэффициентов радиационного риска (КРР). Значения КРР для органов и тканей: гонады – 0,25; мозг – 0,12; молочные железы – 0,15. Если умножить эквивалентные дозы, полученные отдельными органами и частями тела, на КРР, и сложить полученные произведения, то получим величину, называемую эффективной эквивалентной дозой .

. (16)

Облучение, которому подвергаются живые организмы, в том числе и человек, делится на внешнее и внутреннее. Источниками внешнего облучения могут быть ядерные взрывы, ядерные реакторы на АЭС, ускорители, рентгеновские аппараты, а также естественные источники: космические лучи, радиоактивные руды, солнечная радиация, излучение горных пород, некоторые изотопы, присутствующие в почве и воздухе , , . Внутреннее облучение обусловлено долгоживущими радиоактивными элементами, поступающими в организм с воздухом (родон, торон), с пищей (калий, уран, рубидий, радий) и через кожу или вводятся внутрь организма с лечебными и диагностическими целями. Считается, что внутреннее облучение более опасно, т.к. при этом непосредственному воздействию подвергаются незащищённые ткани, органы и системы тела.

В течение всего биологического развития человек подвергался воздействию радиации связанной с естественным радиационным фоном Земли. Естественный радиоактивный фон окружающей нас среды по экспозиционной дозе составляет 10 ÷ 20 мкР/час или 25 мкКл/кг в год, что соответствует эквивалентной дозе примерно в 125 мбэр. Предельно допускаемая эквивалентная доза при профессиональном облучении равна 5 бэр/год. Минимальная летальная доза для человека при равномерном облучении всего организма γ или рентгеновским излучением около 600 бэр. Величина смертельной дозы зависит от вида биоорганизмов. Некоторые микроорганизмы прекрасно себя чувствуют даже в ядерном реакторе.

Мы рассмотрели только основные специальные величины дозиметрии. Следует отметить, что наряду со специальными, дозиметрия использует и такие общефизические параметры, как скорость и энергия частиц, частота и длина волны излучения, спектр излучения и др.

Дозиметрия ионизирующих излучений рассматривает свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения или взаимодействие излучения с веществом, а также принципы и методы их определения.

Дозиметрия имеет дело с такими физическими величинами, которые связаны с ожидаемым радиационным эффектом. Эти величины обычно называют дозиметрическими. Установленная связь между измеряемой физической величиной и ожидаемым радиационным эффектом - важнейшее свойство дозиметрических величин. Вне этой связи дозиметрические измерения теряют смысл.

В зависимости от природы регистрируемого физико-химического явления, происходящего в среде под воздействием ионизирующего излучения, различают ионизационный, химический, сцинтилляционный, фотографический и другие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Для любого вида ионизирующих излучений, первичными процессами, которые происходят в среде, являются ионизация и возбуждение. Поэтому биологические эффекты, наблюдаемые под воздействием заряженных частиц, нейтронов и квантов, обусловлены не их физической природой, а тем более не их источником (различные естественные и техногенные радионуклиды, генераторы излучений), а количеством поглощенной энергии и ее пространственным распределением (микрогеометрией), характеризуемые линейной плотностью ионизации. Чем выше линейная плотность ионизации или, иначе, линейная передача энергии (ЛПЭ), тем больше степень биологического повреждения. Эта степень определяет относительную биологическую эффективность (ОБЭ) различного рода излучений.

Биологическое действие излучения является основой биологической дозиметрии и используется главным образом для установления ОБЭ - относительной биологической эффективности различных видов излучения. Биологические методы дозиметрии базируются на определении морфологических и функциональных изменений, возникающих в организме под влиянием облучения. Величину дозы оценивают по уровню летальности животных, изменению окраски кожи, выпадению волос, появлению или увеличению содержания некоторых веществ в моче, изменению количества кровяных клеток, т.е. состава крови и др. Биологические методы не очень точны.

Физические методы дозиметрии основаны на оценке степени ионизации вещества под влиянием ионизирующих излучений, изменения его электропроводности, характера свечения и др.

В процессе ионизации вещества наступает изменение его электропроводности. Так, газы в обычных условиях практически не обладающие электропроводностью, в момент ионизации становятся хорошими проводниками электричества. Ионизационные методы дозиметрии основаны на том, что число образованных пар ионов в каком-либо определенном объеме вещества находится в прямой зависимости от количества поглощенного в нем излучения. Другими словами, мерой количества ионизирующего излучения является ионизация, которая возникает в результате поглощения энергии излучения в веществе.

Химический метод основан на способности молекул некоторых веществ в результате воздействия ионизирующих излучении распадаться, образуя новые химические соединения. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием хлороводородной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии).

Ионизационный метод основан на способности ионизирующего излучения вызывать ионизацию среды. Если взять какое-либо непроводящее электрический ток вещество и поместить его в поле действия ионизирующего излучения, то при взаимодействии излучения с веществом часть энергии передается атомам и молекулам этого вещества и расходуется на их ионизацию. В веществе появляются положительно и отрицательно заряженные ионы. При отсутствии электрического поля ионы рекомбинируют между собой и в результате в веществе устанавливается равновесная концентрация ионных пар (равенство скоростей ионизации и рекомбинации при постоянной интенсивности излучения).

Сцинтилляционный метод измерения ионизирующих излучений основан на том, что некоторые вещества (сульфит цинка, иодид натрия) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Количество световых вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов - фотоэлектронных умножителей.

Фотографический метод основан на способности молекул бромида серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаться на серебро и бром под воздействием ионизирующих излучений. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой .

Для обнаружения, измерения и преобразования ионизирующего излучения применяются следующие приборы и преобразователи.

Счётчик Гейгера представляет собой, как правило, цилиндрический катод, вдоль оси, которого натянута проволока - анод. Система заполнена газовой смесью.

При прохождении через счётчик заряженная частица ионизирует газ. Образующиеся электроны, двигаясь к положительному электроду - нити, попадая в область сильного электрического поля, ускоряются и в свою очередь ионизуют молекулы газа, что приводит к коронному разряду. Амплитуда сигнала достигает нескольких вольт и легко регистрируется. Счётчик Гейгера регистрирует факт прохождения частицы через счётчик, но не позволяет измерить энергию частицы.

Так же как в счетчике Гейгера и пропорциональном счетчике в ионизационной камере используется газовая смесь. Однако по сравнению с пропорциональным счетчиком напряжение питания в ионизационной камере меньше и усиления ионизации в ней не происходит. В зависимости от требований эксперимента для измерения энергии частиц используется либо только электронная компонента токового импульса, либо электронная и ионная.

Принцип работы камеры Вильсона основан на конденсации пересыщенного пара и образовании видимых капель жидкости на ионах вдоль следа пролетевшей через камеру заряженной частицы. Для создания пересыщенного пара происходит быстрое адиабатическое расширение газа с помощью механического поршня. После фотографирования трека, газ в камере снова сжимается, капельки на ионах испаряются. Электрическое поле в камере служит для "очистки" камеры от ионов, образовавшихся при предыдущей ионизации газа.

Сцинтилляционный детектор использует свойство некоторых веществ светиться (сцинтиллировать) при прохождении заряженной частицы. Кванты света, образующиеся в сцинтилляторе, затем регистрируются с помощью фотоумножителей. Используются как кристаллические сцинтилляторы, например, NaI, так и пластиковые и жидкие. Кристаллические сцинтилляторы в основном используются для регистрации гамма-квантов и рентгеновского излучения, пластиковые и жидкие - для регистрации нейтронов и временных измерений. Большие объёмы сцинтилляторов позволяют создавать детекторы очень высокой эффективности, для регистрации частиц с малым сечением взаимодействия с веществом.

Принцип действия пузырьковой камеры основан на вскипании перегретой жидкости вдоль трека заряженной частицы. Пузырьковая камера представляет собой сосуд, заполненный прозрачной перегретой жидкостью. При быстром понижении давления, вдоль трека ионизирующей частицы образуется цепочка пузырьков пара, которые освещаются внешним источником и фотографируются. После фотографирования следа давление в камере повышается, пузырьки газа схлопываются и камера снова готова к работе. В качестве рабочей жидкости в камере используется жидкий водород одновременно служащий водородной мишенью для исследования взаимодействия частиц с протонами.

Камера Вильсона и пузырьковая камера имеют огромное преимущество, которое заключается в том, что можно непосредственно наблюдать все заряженные частицы, образующиеся в каждом акте реакции. Для того, чтобы определить тип частицы и ее импульс камеры Вильсона и пузырьковые камеры помещают в магнитное поле. Пузырьковая камера имеет большую плотность вещества детектора по сравнению с камерой Вильсона и поэтому пробеги заряженных частиц полностью заключены в объёме детектора. Расшифровка фотографий с пузырьковых камер представляет отдельную трудоемкую проблему.

Аналогично, как это происходит в обычной фотографии, заряженная частица нарушает вдоль своего пути структуру кристаллической решётки зерен галоидного серебра, делая их способными к проявлению. Ядерная эмульсия является уникальным средством для регистрации редких событий. Стопки ядерных эмульсий позволяют регистрировать частицы очень больших энергий. С их помощью можно определить координаты трека заряженной частицы с точностью ~1 микрона. Ядерные эмульсии широко используются для регистрации космических частиц на шарах-зондах и космических аппаратах .

Дозиметрия ионизирующих излучений — раздел прикладной ядерной физики, в котором рассматриваются свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения и взаимодействие излучения с веществом (дозиметрические величины). В более узком смысле слова Д. и. и. — совокупность методов измерения этих величин. Важнейший признак дозиметрических величин — их связь с радиационно-индуцированными эффектами, возникающими при облучении объектов живой и неживой природы. Под радиационно-индуцированными эффектами в общем смысле понимают любые изменения в облучаемом объекте, вызванные воздействием ионизирующих излучений. Основной дозиметрической величиной является доза ионизирующего излучения и ее модификации. Задача Д. и. и. — описание дозного поля, сформированного в живом организме в реальных условиях облучения. Необходимость разработки Д. и. и. возникла вскоре после открытия Рентгеном (W.К. Rontgen) в 1895 г. излучения, названного его именем (см. Рентгена лучи).

Интенсивное накопление данных по биологическому действию рентгеновского излучения, с одной стороны, открывало реальную перспективу его применения в медицине, а с другой — указывало на опасность неконтролируемого облучения живого организма. В результате встал вопрос о дозиметрическом обеспечении практического применения источников ионизирующих излучений. В начале 20 в. основными источниками излучения были радий и рентгеновские аппараты, и Д. и. и. сводилась фактически к дозиметрии фотонного ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения). Затем по мере развития технических средств ядерной физики, создания и усовершенствования ускорителей заряженных частиц и особенно после пуска в 1942 г. первого ядерного реактора число источников и связанных с ними видов ионизирующих излучений существенно расширились.

В соответствии с этим появились методы дозиметрии потоков заряженных частиц, нейтронов, высокоэнергетического тормозного излучения и др. Стал расти и список дозиметрических величин, соответствующих задачам многообразного практического применения ионизирующих излучений различной природы. Физической основой Д. и. и. является преобразование энергии излучения в процессе его взаимодействия с атомами или их ядрами, электронами и молекулами облучаемой среды, в результате которого часть этой энергии поглощается веществом. Поглощенная энергия является первопричиной процессов, приводящих к наблюдаемым радиационно-индуцированным эффектам, и потому дозиметрические величины оказываются связанными с поглощенной энергией излучения. Многообразие условий облучения и многофакторный характер его последствий не позволяют обходиться единственной дозиметрической величиной, приспосабливая ее к изменению этих условий и факторов. Необходим целый набор дозиметрических величин, из которых в зависимости от условий облучения и поставленной задачи выбирают наиболее адекватную меру радиационно-индуцированного эффекта.

Примером такой величины является введенный Международной комиссией по радиологическим единицам (МКРЕ) для целей радиационной безопасности показатель эквивалентной дозы (см. Доза ионизирующего излучения) в точке радиационного поля — максимальная эквивалентная доза внутри тканеэквивалентного шара диаметром 30 см при совмещении центра этого шара с данной точкой. Практическое применение этого показателя встречает определенные трудности, ибо проблему адекватности дозиметрии пока нельзя считать полностью решенной. При Д. и. и. используют как инструментальные, так и расчетные методы. Все дозиметрические приборы устроены по принципу регистрации радиационно-индуцированных эффектов в некотором модельном объекте — детекторе ионизирующего излучения. В ранний период становления Д. и. и, использовались фотографическое действие ионизирующих излучений, химические превращения и выделение тепла. По мере развития методов регистрации элементарных частиц развивались и методы Д. и. и. В современных условиях используется широкий спектр радиационно-индуцированных эффектов. К уже упомянутым можно добавить ионизационные эффекты в газах и конденсированных средах, изменение электрических свойств полупроводников, деструктивные повреждения твердых тел, люминесценцию, сцинтилляцию и др.

Особое место занимает биологическая дозиметрия использующая в качестве меры дозиметрической величины количественные радиобиологические эффекты, например хромосомные аберрации, изменение морфологического состава крови и другие показатели, однозначно связанные с Д. и. и. (см. Лучевая болезнь, Радиочувствительность). Методы Д. и. и. можно классифицировать по разным признакам. Так, в зависимости от вида регистрируемого эффекта различают ионизационный, фотографический, химический, люминесцентный, калориметрический, сцинтилляционный методы, метод следов повреждения и др. При этом имеет место однозначная количественная связь между изменением физических или химических свойств детектора излучения и поглощенной энергией. В клинической дозиметрии распространены ионизационные методы, в которых детектором служат ионизационная камера, твердотельные люминесцентные кристаллы, полупроводники. Последние привлекают малыми размерами детектора. В СССР выпускают стационарные, носимые и индивидуальные дозиметрические приборы.

Стационарные дозиметры применяют в клинической практике, а носимые наиболее часто используют для оценки радиационной обстановки в целях радиационной защиты. Они имеют автономное питание и потому могут использоваться в любой обстановке, в т.ч. в полевых условиях. Индивидуальные дозиметры предназначены для оценки дозы, получаемой лицами, работающими в контакте с ионизирующим излучением. Они могут быть прямопоказывающими или состоять из носимых персоналом ионизационных или термолюминесцентных детекторов (в), показания которых, пропорциональные дозе излучения, определяются на специальном считывающем устройстве.

Клиническая дозиметрия — раздел Д. и. и., занимающийся измерениями и расчетами величин, характеризующих физические и биофизические эффекты облучения больных, получающих лучевую терапию. Основная задача клинической дозиметрии состоит в количественном описании пространственного и временного распределения поглощенной энергии излучения в теле облучаемого больного, а также в поиске, обосновании и выборе индивидуально оптимизируемых условий его облучения. Основными понятиями и величинами клинической дозиметрии являются поглощенная доза (см. Доза ионизирующих излучений), дозное поле, дозиметрический фантом, мишень.

Дозное поле — это пространственное распределение поглощенной дозы (или ее мощности) в облучаемой части тела больного, тканеэквивалентной среде или дозиметрическом фантоме, моделирующем тело больного по физическим эффектам взаимодействия излучения с веществом, форме и размерам органов и тканей и их анатомическим взаимоотношениям. Информацию о дозном поле представляют в табличном, матричном виде, а также в виде кривых, соединяющих точки одинаковых значений (абсолютных или относительных) поглощенной дозы. Такие кривые называют изодозами, а их семейства — картами изодоз.

За условную единицу (или 100%) можно принять поглощенную дозу в любой точке дозного поля, в частности максимальную поглощенную дозу, которая должна соответствовать подлежащей облучению мишени (т.е. области, охватывающей клинически выявленную опухоль и предполагаемую зону ее распространения). Формирование дозного поля зависит от вида и источника излучения, от метода облучения (внешнего, внутреннего, статического, подвижного и др.), телосложения больного, а также от типа радиационного терапевтического аппарата. Поэтому в состав технической документации аппарата входят атлас дозных полей и рекомендации по его практическому использованию. При необходимости (для новых вариантов и сложных планов облучения) в лечебных учреждениях выполняют фантомные измерения дозных полей, пользуясь клиническими дозиметрами с малогабаритными ионизационными камерами или другими (полупроводниковыми, термолюминесцентными) детекторами, анализаторами дозного поля или изодозографами. Термолюминесцентные детекторы используют также для контроля поглощенных доз у больных.

Лучевой терапевт совместно с инженером-физиком ведет дозиметрическое планирование — выбирает метод облучения, оптимизирует условия облучения больного путем расчета конкурирующих вариантов дозных полей, определяет технологию облучения на конкретном аппарате, а также осуществляет контроль выполнения принятого плана и его динамическую корректировку в процессе лучевого лечения. В связи с развитием методов и средств вычислительной техники, появлением быстродействующих ЭВМ с большим объемом памяти и средств автоматизированного ввода в ЭВМ исходной графической и текстовой информации о больном происходит постепенный переход от ручного к компьютерному планированию облучения. При этом открываются возможности решения обратной задачи клинической дозиметрии — определения условий облучения по задаваемому врачом дозному полю.

Библиогр.: Иванов В.И. Курс дозиметрии, М., 1988; Клеппер Л.Я. Формирование дозовых полей дистанциойными источниками излучения, М., 1986, библиогр.; Кронгауз А.Н., Ляпидевский В.К. и Фролова А.В. Физические основы клинической дозиметрии, М., 1969; Ратнер Т.Г. и Фадеева М.А. Техническое и дозиметрическое обеспечение дистанционной гамма-терапии, М., 1982, библиогр.

Лекция 3 (2 ч.).

ДОЗИМЕТРИЯ И РАДИОМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

План:

Радиометрия

Доза излучения и ее мощность

Дозиметры

Биологическое действие ионизирующих излучений

Механизм биологического действия ионизирующих излучений

Контрольные вопросы

Радиометрия (отгреч. radio - луч + metro - измерять) - обнару-жение и измерение числа распадов атомных ядер в радиоактивных источниках либо некоторой доли их по испускаемому ядрами излу-чению.

Дозиметрия (от греч. dosis - доза, порция + metro - измерять) - измерение рассеяния и поглощения энергии ионизирующего излу-чения в определенном материале. Доза излучения строго зависит от энергии и вида падающего излучения, а также от природы поглоща-ющего материала.

Несмотря на различие задач радиометрии и дозиметрии, базиру-ются они на общих методических принципах обнаружения и регис-трации ионизирующих излучений.

ДОЗА ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕЕ МОЩНОСТЬ

Доза излучения и единицы ее измерения. Биологическое действие рентгеновского и ядерных излучений на организм обусловлено ионизацией и возбуждением атомов и молекул биологической сре-ды. На процесс ионизации излучения расходуют свою энергию. В результате взаимодействия излучений с биологической средой жи-вому организму передается определенное количество энергии. Часть поступающего в организм излучения, которое пронизывает облуча-емый объект (без поглощения), действия на него не оказывает. По-этому основная физическая величина, характеризующая действие излучения на организм, находится в прямой зависимости от коли-чества поглощенной энергии. Для измерения количества поглощен-ной энергии введено такое понятие, как доза излучения. Это вели-чина энергии, поглощенной в единице объема (массы) облучаемого вещества.

Различают дозу в воздухе, дозу на поверхности (кожная доза) и в глубине облучаемого объекта (глубинная доза), очаговую и интег-ральную (общая поглощенная доза) дозы. Так как поглощенная энер-гия расходуется на ионизацию среды, то для измерения ее необхо-димо подсчитать число пар ионов, образующихся при излучении. Однако измерить ионизацию непосредственно в глубине ткани живого организма трудно.

За единицу экспозиционной дозы в Международной системе еди-ниц (СИ) принят кулон на килограмм (Кл/кг), т. е. такая экспози-ционная доза рентгеновских и гамма-лучей, при которой в 1 кг су-хого воздуха образуются ионы, несущие заряд в один кулон элект-ричества каждого знака.

Мощность дозы и единицы ее измерения. В биологическом отношении важно знать не просто дозу излучения, которую получил облучаемый объект, а дозу, полученную в единицу времени. В одном случае суммарная доза, значительно превышающая смертельную, но полученная в течение длительного периода времени, не только не приведет к гибели животного, но даже не вызовет у него реакцию лучевого поражения. В другом случае доза меньше смертельной, но полученная в короткий отрезок времени, может вызвать лучевую болезнь различной тяжести. В связи с этим введено понятие мощ-ности дозы. Мощность дозы (Р) - это доза излучения D, отнесен-ная к единице времени t:

Чем больше мощность дозы Р, тем быстрее растет доза излучения D.

Понятие мощности дозы относится как к экспозиционной, так и к поглощенной дозе. Для измерения мощности экспозиционной дозы в СИ служит ампер на килограмм (А/кг), внесистемная единица - рентген в час (Р/ч) или рентген в минуту (Р/мин) и т. д. За еди-ницу мощности поглощенной дозы в СИ принят ватт на килограмм (Вт/кг), внесистемные единицы - рад в час (рад/ч), рад в минуту рад/мин) и т. д.

ДОЗИМЕТРЫ

Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора, радио-технической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистри-рующего (измерительного) устройства. Детекторами излучения в дозиметрах могут быть ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики и др. Регистрирующим устройством может быть микроамперметр или устройство для цифровой, свето-вой, звуковой индикации результатов измерений. Все дозиметры делят на стационарные, переносные, носимые (полевые) и индиви-дуальные. Принятая классификация дозиметрических приборов на группы не является строгой. Она отражает лишь основное назначе-ние каждого прибора, но не исключает возможности использования его для решения дополнительных задач.

Стационарные дозиметры. Их используют для контроля величи-ны дозы и мощности дозы излучения в определенных (технологи-чески и тактически обоснованных) точках радиологических лабора-торий, технологических установок, участков или объектов местнос-ти. Конструктивно приборы этого типа разделены на два функционально самостоятельных узла: выносной детектор и сигнально-измерительный пульт для сигнализации о превышении ус-тановленной мощности дозы. Иногда используют многоканальные дозиметрические устройства, что позволяет измерять одним регис-трирующим устройством информацию, попадающую от нескольких десятков детекторов. В ряде случаев дозиметры имеют дополнитель-ные узлы для вывода информации на ленту самописца или экран дисплея, а также для передачи звуковой или световой сигнализации о превышении дозы облучения выше допустимого уровня. Дозимет-ры подобного типа незаменимы для контроля дозы и мощности дозы излучения, получаемой объектом, подвергающимся специальному облучению, при использовании радиационной технологии в сельс-ком хозяйстве, контроле уровня радиации в хранилищах, очистных сооружениях, при лучевой терапии и т. д.

Переносные дозиметры. Их применяют для измерения дозы и мощности дозы излучения в производственных и лабораторных по-мещениях, где по условиям работы не требуется проводить посто-янный дозиметрический контроль, а осуществляют лишь периоди-ческий контроль.

Дозиметр-радиометр бытовой применяют для индиви-дуального контроля радиационной обстановки на местности, в жи-лых и рабочих помещениях по уровню гамма-излучения, а также для оценки плотности потока бета-излучения от загрязненных поверх-ностей и измерения удельной активности проб воды, почвы, про-дуктов питания и т. д.

Для проведения дозиметрических измерений в лабораторных ус-ловиях можно использовать и другие дозиметры, которые по принятой классификации относят к носимым (полевым). Носимые (полевые) дозиметры пред-ставляют собой большую группу приборов, которые широко при-меняют для обнаружения радиоактивных веществ, а также для оп-ределения их количества и качества по уровню гамма-излучения.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Ионизирующие излучения обладают высокой биологической ак-тивностью. Они способны вызывать ионизацию любых химических соединений биосубстратов, образование активных радикалов и этим индуцировать длительно протекающие реакции в живых тканях. Поэтому результатом биологического действия радиации является, как правило, нарушение нормальных биохимических процессов с последующими функциональными и морфологическими изменени-ями в клетках и тканях животного.

МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

До конца он пока не выяснен. Однако результаты многочис-ленных исследований свидетельствуют о том, что у различных из-лучений он в основном одинаковый, начиная от исходных актов поглощения и переноса энергии излучения и кончая физиологи-ческими и морфологическими изменениями в облученном орга-низме.

Особенности биологического действия радиации, во-первых, в том, что у животных отсутствуют специальные анализаторы для вос-приятия излучения, и, во-вторых, оно в основном связано с формой передачи энергии клеткам. Например, при гамма-облучении дозой 1000 Р, смертельной для большинства млекопитающих, ткани по-глощают ничтожно малую энергию - около 8,4 кДж/г. Для сравне-ния можно сказать, что такое же количество энергии расходуется при повышении температуры тела только на 0,001 °С.

В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты условно можно выделить два основных этапа. Первый этап - первичное (непосредственное) действие излучения на биохимические процессы, функции и структуры органов и тка-ней; второй - опосредованное действие, которое обусловливается нейрогенными и гуморальными сдвигами, возникающими в орга-низме под влиянием радиации.

Для объяснения механизма первичного действия ионизирую-щих излучений на биосубстрат предложено более десяти гипотез и теорий, многие из которых, по современным представлениям, не выдерживают критики и имеют уже только историческое зна-чение.

Со временем был накоплен большой фактический материал подтвеждающем действии ионизирующих излучений. Однако био-логический и патогенетический механизм оставался неизвестным.

Для изучения этих вопросов были взяты в качестве биологической модели простые белки, протеиды, ферменты, вирусы, бактерии и грибы различных видов. Их подвергали облучению в различных условиях и агрегатных состояниях: сухом (высушенном) виде, в растворах, при глубоком замораживании в жидком азоте, в различных условиях кислородного режима (при насыщении среды кислородом или при отсутствии его). Исследования проводили на животных pa- личных видов.

В результате этих опытов было выдвинуто две теории механизма первичного, т. е. непосредственного, действия ионизирующей ра-диации, которые в настоящее время являются признанными: теория прямого действия излучений на составляющие молекулы вещества; теория косвенного действия.

Было показано, что при прохождении излучения через вещество или макромолекулы биологического субстрата энергия радиоактив-ных излучений передается атомам вещества, вызывая в них возбуж-дение и ионизацию. Этот первый этап воздействия излучения ха-рактеризует акт прямого их взаимодействия.

Следовательно, под прямым действием ионизирующей радиации понимают такие изменения; которые возникают в результате погло-щения энергии излучения самими молекулами, а поражающее дей-ствие связано с актом возбуждения и ионизации атомов и макромо-лекул.

Под косвенным (непрямым) действием радиоактивных излучений понимают изменение молекул клеток и тканей, обусловленных радиолизом воды и растворенных в ней веществ, а не энергией изучения, поглощенной самими молекулами.

Контрольные вопросы. 1. Дайте определение терминам: радиометрия, дозиметрия? 2. Мощность дозы и единицы измерения экспозиционной дозы? 3. Особенности биологического действия радиации?

Лекция 4 (4 ч.).

ЛУЧЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

План:

Лучевая болезнь

ных животных

Лечение лучевой болезни

Контрольные вопросы

Поражения животных, вызванные ионизирующим излучением, имеют разные формы проявления и определяются главным образом дозой облучения и степенью радио-чувствительности тканей.

Лучевые поражения животных включают в себя лучевую болезнь, лучевые ожоги и отдаленные последствия (неопухолевые и опухолевые формы).

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ

Лучевая болезнь - общее нарушение жизнедеятельности организма, характеризующееся глубокими функциональными и морфо логическими изменениями всех его систем и органов в результате поражающего действия различными видами ионизирующих излучений из внешних источников, а также при попадании радиоактивных веществ внутрь организма.

В зависимости от дозы, мощности дозы, а также кратности и длительности облучения, животных лучевая болезнь может протекать остро и хронически.

Острая лучевая болезнь. Общее заболевание, при котором поражаются все системы организма. Вызывается однократным кратковременным (до 4 сут) воздействием поражающих доз внешнего общего облучения или поступлением в организм больших количеств радиоактивных веществ, создающих в теле поглощенную дозу, превышающую 1 Гр.

В развитии острого течения лучевой болезни выделяют четыре периода: первый - начальный, или период первичных реакций облучение; второй - латентный, или скрытый, период кажущегося благополучия; третий - период выраженных клинических признаков лучевой болезни; четвертый - период восстановления с полными или частичным выздоровлением.

С некоторыми видовыми различиями указанные периоды заболевания прослеживаются у всех сельскохозяйственных животных облученных полулегальной и большей дозой. В целом течение лучевой болезни зависит от ряда факторов: вида излучения (рентгеновские и гамма-лучи, нейтроны, альфа- и бета-частицы), величины полученной дозы и ее мощности, индивидуальных особенности организма, внешних факторов.

Первый период острого течения болезни - период первичных реакций - длится 2...3 дня. Для него характерны изменения функ-ций нервной системы, проявляющиеся вначале в форме своеобраз-ного возбуждения, а затем угнетения и общей слабости. Аппетит ухудшается, изменяется сердечная деятельность, нарушается сердеч-ный ритм (тахикардия), появляется одышка. В некоторых случаях в первые сутки кратковременно повышается температура. Слизистые оболочки гиперемированы, иногда с кровоизлияниями. Усиливает-ся перистальтика кишечника, появляются поносы, у некоторых жи-вотных - рвота. При исследовании крови выявляют нейтрофильный лейкоцитоз, лимфопению и морфологические изменения лейкоци-тарных клеток, повышенное количество ретикулоцитов, макролитов, снижение их резистентности. После угасания первичной реак-ции в состоянии облученных животных отмечается субъективное улучшение, т. е. наступает второй период болезни.

Второй период - латентный, или период кажущегося благопо-лучия, длится от нескольких дней до 2...3 недель. При тяжелой фор-ме заболевания он короткий, а иногда может и отсутствовать; в та-ких случаях вслед за первичной реакцией появляются признаки тре-тьего периода.

Клиническое состояние животных во втором периоде болезни бывает удовлетворительным, однако в организме в это время проис-ходит целый ряд патологических изменений. Так, в частности, про-должается угнетение лимфопоэза, уменьшается количество эритро-цитов в крови, отмечаются тромбоцитопения и ядерный сдвиг нейтрофилов вправо. К концу периода иногда обнаруживаются рас-стройство функции желудочно-кишечного тракта (поносы), брон-хиты, пневмонии и кровоизлияния на слизистых оболочках. У не-которых животных выпадает шерсть (эпиляция).

Третий период - период выраженных клинических признаков лучевой болезни, появляющихся через 1...3 недели, в зависимости от дозы облучения: чем выше доза, тем быстрее он наступает. Наи-более характерны для этого периода геморрагический синдром, прогрессирующие нарушения в органах кроветворения, ухудшение функции органов пищеварения, дыха-ния и сердечно-сосудистой системы. Повышается температура тела (у некоторых за 1...2 дня до смерти), возникает непродолжитель-ная лихорадка постоянного или ремитирующего типа. Отмечают угнетение общего состояния и снижение аппетита. Кожа теряет эластистичность, становится сухой. На слизистых оболочках появляются кровоизлияния. Вследствие отека носоглотки, гортани и воспалительных процессов в легочной ткани затрудняется дыхание, появляется одышка. Отмечаются катарально-геморрагическое воспаление желудка и кишечника, которое часто сопровождается дистрофическими процессами в слизистой оболочке po-товой полости.

Последовательность развития признаков болезни может значительно варьировать. Одними из важных прогностических симптомов головного мозга. Интенсивность геморрагии сильно варьирует и за-висит от времени гибели животного; более выражены они при смер-тельных исходах на 3...4-й неделе.

Хроническая лучевая болезнь. Может возникать у животных в результате многократно повторяющегося в течение длительного времени внешнего облучения малыми дозами, а также при попадании внутрь радиоактивных изотопов, надолго фиксирующихся в тканях организма. Она может быть и следствием острой лучевой болезни.

При хроническом течении лучевой болезни поражаются почти все системы и органы животного. На ранних этапах болезнь проявляется в виде функциональных нарушений, которые в дальнейшем мо-гут приводить к глубоким трофическим изменениям, в результате этого почти полностью теряются хозяйственно полезные качества животного. В таких случаях наблюдается дистрофия органов, ткани теряют регенерационную способ-ность, снижается естественная иммунобиологическая сопротивляемость организма к возбудителям инфекции, животное становится бесплодным. В отдаленные сроки (через год и более) возможно развитие лейкозов и злокачественных образовании.

По тяжести течения различают хроническую лучевую болезни: легкой (первой) степени, средней (второй) степени, тяжелой (тре-тьей) степени.

Видовые особенности течения лучевой болезни у сельскохозяйствен- ных животных. Лучевая болезнь КРС. При облучении у животных в течение первых трех дней (первый период болезни) наблюдаются возбуждение и дрожь. Температура тела повышается незначительно (на 1 °С), возвраща-ясь к норме у большинства животных в течение суток. Но у некото-рых животных она достигает 41...42 "С. Нередко животные с такой температурой погибают через 4...7 дней после начала лихорадки.

У животных, оставшихся в живых, в течение следующих 7... 10 дней (латентный период) клинических проявлений болезни не на-блюдается. Иногда появляются лишь легкие признаки диареи с кро-вянистыми выделениями, что служит первым признаком пораже-ния слизистой оболочки кишечника. Слабая диарея в течение пер-вых 10...16 дней обычно отмечается у большинства облученных животных. К концу второй - началу третьей недели болезнь переходит в третий период - выраженных клинических признаков: лихорадочное состояние, общая слабость, отеки тазовых конечностей, депрессия, снижение или потеря аппетита, учащение сердцебиения и дыхания, диарея, иногда с большой примесью крови в кале. В отдельных слу-чаях у больных наблюдаются симптомы «молочной» лихорадки, травматического гастрита, тимпании и др. У некоторых животных за 1 ...2 дня до смерти отмечаются продолжительные позывы к моче-испусканию и дефекации.

У всех облученных животных нарушается дыхание. Вначале оно частое, поверхностное, с резкими звуками. Из носовых отверстий тягучие, прозрачные или светло-желтые выделения. Затем дыхание становится принужденным, с хрипами; появляется кашель; выделе-ния из носа приобретают красный цвет. Нередко развивается отек легких, гортани и глотки. Масса выживших животных за 30 дней болезни снижается на 10 % и более. Процесс выздоровления обыч-но начинается спустя 30...40 дней после облучения.

При патологоанатомическом вскрытии трупов наблюдаются не-крозы и обильные кровоизлияния в миокарде, в стенках желудоч-но-кишечного тракта, селезенке, легких, печени, желчном и моче-вом пузыре, брюшине, плевре, подкожной клетчатке и других орга-нах. Иногда обнаруживаются обильные кровоизлияния в просвет тонкого и толстого кишечника, отек легких, катаральная, крупоз-ная, а иногда и геморрагическая пневмония, изъязвления слизис-той оболочки верхних дыхательных путей.

Из патоморфологических изменений наиболее характерны гемор-рагический диатез, пневмония, атрофия лимфоидной ткани и кро-ветворного костного мозга, изъязвления слизистой оболочки желу-дочно-кишечного тракта. При посеве из пораженных участков и из паренхиматозных органов на питательные среды обычно выраста-ют многочисленные колонии бактерий.

Лучевая болезнь лошадей. При общем внешнем гам-ма-облучении первичная реакция появляется сразу же после лучевого воздействия. У животных наблюдаются беспокой-ство, повышение тактильной чувствительности, усиление сердечно-го толчка и тонов сердца, появляются дыхательные шумы. У жереб-цов и меринов выпадает половой член. Через 30 мин возникает дрожь грудных мышц и конечностей. Мышечная дрожь и беспокойство постоянно усиливаются; животное оглядывается, часто переступа-ет, движется по кругу, валяется. Через час наступает мышечная дрожь всего тела. Позывы на корм и воду отсутствуют. Пульс учащается в 1,5...2 раза, дыхание - в 5 раз и более; возникает понос; появляется запальный желоб.

В последующие часы первых суток возбуждение сменяется угне-тением. Тремор скелетных мышц сохраняется. Животное больше лежит, вытягивает шею, голову кладет на пол, оглядывается на жи-вот, встает с трудом. При стоянии голова низко опущена, лошадь часто переступает. Через сутки состояние животного угнетенное, сохраняется тре-мор мышц появляется отек препуция, мошонки, хвостовой рефлекс ослаблен. Пульс возрастает до 120 ударов в минуту; частота дыхания возвращается к норме; дыхательные движения резкие, глубокие. Аппетит понижен; дефекация редкая; кал жидкий или слабо офор-млен в катыши. Число лейкоцитов в крови увеличивается до 1,5 раза за счет молодых форм нейтрофилов; отмечается лимфопения (до 2%).

К концу вторых суток признаки первичной реакции на облуче-ние мало изменяются. Содержание лейкоцитов снижается до уровня нормальных показателей; лимфопения возрастает. Животное пе-редвигается с трудом.

Через 3...5 сут общее состояние животных относительно улучша-ется: уменьшается степень угнетения, повышается аппетит, темпе-ратура снижается и удерживается на уровне нормы, частота пульса и дыхания также снижается. Истечения из ноздрей и глаз становятся прозрачными. Конъюнктива гиперемирована. Анальный, хвостовой и брюшной рефлексы повышаются. Содержание лейкоцитов сни-жается до 50 % от исходных данных, а лимфоцитов повышается на 4%.

Через 7...9 сут болезнь переходит в третий период. Общее состояние ухудшается; упитанность сни-жается. Температура тела удерживается на верхнем уровне физио-логической нормы; пульс учащен; отмечается аритмия. Аппетит сла-бый. Кожный покров грязный. Из глаз выделяется беловатая слизи-стая жидкость. Слизистые оболочки бледные. Снижаются гемато-логические показатели.

Лучевая болезнь свиней. У свиней через час после об-лучения появляются беспокойство и мышечная дрожь. На-блюдается отказ от корма, жажда, пугливость. Животные часто ло-жатся. Через 3 ч наступает угнетение, свиньи лежат, корм и воду не принимают, реакции на внешние раздражители повышенные.

Через сутки животные угнетены, корм не едят; слизистые оболочки бледные; кал разжижен. На 3...4-е сутки первичная реакция на облучение затухает. Общее состояние становится удовлетвори-тельным, аппетит хорошим.

На 8...9-е сутки появляются кровоизлияния на коже за ушами, брюшной стенки и в пахах. У некоторых Животных отекают конеч-ности, возникает хромота. Понижается аппетит. Масса тела сохра-няется. Кровоизлияния свидетельствуют о переходе болезни в пе-риод выраженных клинических признаков.

В последующие дни общее состояние ухудшается, аппетит пони-жается, появляется понос. Кожные покровы и слизистые оболочки анемичные; возникают множественные точечные кровоизлияния на коже и слизистых оболочках. Температура тела, частота пульса и дыхания в пределах нормы.

На 14... 16-е сутки больные свиньи угнетены, едят неохотно и мало. Реакция на внешние раздражители вялая. Развивается диарея. Моча часто розоватого цвета. Множественные точечные, пятнистые и раз-литые кровоизлияния на коже. Температура тела, частота пульса и дыхания обычно остаются в пределах нормы. Выявляется примесь сгуст-ков крови в кале и моче; часто бывает кровотечение из ноздрей.

Смерть взрослых свиней при тяжелой степени острой лучевой болезни обычно наступает на 18...25-й день с ярко выраженными признаками геморрагического диатеза и общей слабости. За 2...3 дня до смерти отмечается общее угнетение, аппетит отсутствует, живот-ное охотно пьет воду. Реакция на внешнее раздражение вялая. Тем-пература тела и частота дыхания в пределах нормы. При резких вста-ваниях, поворотах туловища отмечается кашель. В спокойном со-стоянии частота пульса без больших изменений, сердечный толчок ослаблен. При пальпации подчелюстных лимфоузлов отмечается болезненность. Появляется профузный понос с примесью крови: кал черного цвета, имеет гнилостный запах. Моча темно-красного цве-та, со сгустками крови. Наблюдается кровотечение из ноздрей и де-сен. Животные встают редко, испражняются в местах отдыха и кор-мления, кожа загрязнена. Волосы упругие, эластичные, удержива-ются прочно. На коже туловища, головы, ушей имеются множествен-ные точечные, пятнистые, разлитые кровоизлияния, а на коже хво-ста, конечностей и видимых слизистых оболочек - только точечные. Иногда отекают уши, морда.

За сутки до смерти отмечается сильное угнетение, животное обыч-но не может встать самостоятельно, отказывается от корма, но воду пьет. Масса тела за период болезни снижается на 3...10 %. Реакции на внешние раздражители практически отсутствуют, однако боле-вая чувствительность сохранена. На коже и слизистых оболочках видны множественные геморрагии различных размеров и конфигураций. Частота пульса увеличена на 10... 15 %; сердечный толчок слабый; дыхание неровное, затрудненное; число движений в пределах нормы.

В последние часы перед смертью животное находится в состоя-нии прострации; полностью отсутствует реакция на пищевые, бо-левые, световые раздражители; конечности прижаты к туловищу. Пульс учащен, еле прощупывается; дыхание неровное, поверхност-ное. Температура тела чаще в пределах нормы. Агония обычно не-продолжительная - несколько минут, иногда секунд. Наблюдают-ся слабые судорога конечностей, напоминающие плавательные дви-жения; иногда они сопровождаются слабым коротким визгом.

Лучевая болезнь кур. Куры обладают наибольшей радиоустойчивостью из всех домашних животных. Ранний признак поражения кур - дрожание головы. Затем медленно развивается уг-нетение; птицы часами сидят в сонном состоянии. Они вытягивают шею то вперед, то назад гребешки и сережки отекают. Дыхание зат-рудняется; появляется серозное воспаление слизистых оболочек.

Помет приобретает зеленоватый цвет. Гибель кур от лучевой бо-лезни всех степеней обычно заканчивается к концу 3-й недели. Вы-жившие к этому сроку несушки в последующем обычно остаются живыми.

Диагностика лучевой болезни у сельскохозяйственных животных разработана недостаточно, особенно для постановки диагноза в пер-вые четверо суток радиационного поражения. Поскольку строго спе-цифических признаков острой лучевой болезни нет, диагноз ставят на основе анамнеза, дозиметрических данных, клинических призна-ков болезни, гематологических, морфологических, иммунобиоло-гических и других лабораторных исследований. При постановке ди-агноза используют физические и биологические методы. Физичес-кие методы основаны на выявлении зависимости степени острой лучевой болезни от суммарной поглощенной дозы излучения, ее мощности, кратности и равномерности облучения, а также площа-ди облучаемой поверхности. В эксперименте эти показатели легко определить. В непредвиденных случаях (при авариях) для определе-ния дозы и мощности облучения приходится моделировать условия радиационного воздействия, использовать фантомы, математичес-кие расчеты и другие методы. В этом случае данные о поглощенных дозах получаются приближенными. Поэтому использование физи-ческих методов для диагностики по принципу доза - эффект в кли-нической ветеринарии практически ограничено и требует подтвер-ждения другими методами.

Наиболее широкое распространение получили биологические ме-тоды диагностики, основанные на исследовании зависимости доза - эффект, показателей функции и структуры целого организма, от-дельных органов, тканей, клеток и субклеточных образований. Пре-имущество биологических методов в том, что ими можно поставить диагноз лучевого поражения при неравномерном, смешанном и сочетанном лучевом воздействиях без физической дозиметрии. Они позволяют дифференцированно оценивать пострадиационные ре-акции с учетом дополнительных факторов воздействия, функцио-нального состояния организма, степени индивидуальной радиоре-зистентности. Недостатком их является фазовый характер измене-ния показателей состояния организма в различные периоды луче-вой болезни.

С позиции оценки хозяйственного использования пораженных животных наибольшее значение имеет постановка диагноза острой лучевой болезни. При этом важное значение приобретают гемато-логические показатели: содержание гемоглобина, эритроцитов в периферической крови, степень лейкопении, лимфопении, тромбоцитопении, скорость свертывания крови, другие реакции системы крови. Необходимо учитывать степень клиничес-кого проявления и патолого-анатомические изменения, характерные для геморрагического синдрома.

Разрабатываются цитогенетические методы: определение часто-ты и характера хромосомных аберраций клеток крови, кроветвор-ного костного мозга, эпителия слизистых оболочек, зародышевого эпителия семенников и других органов.

Профилактика лучевых поражений. Профилактика лучевых пора-жений заключается в защите животных от воздействия ионизирую-щих излучений. Различают физическую защиту, фармакохимическую и биологическую защиту.

Физический способ защиты наиболее радикален и надежен. Он зак-лючается в укрытии животных в помещениях. В зависимости от плот-ности материалов постройки уровень радиационного воздействия на организм снижается в 10 раз и более. Можно защитить органы и ткани локально, т. е. местно. Для этого к отдельным участкам тела прикладывают свинцовые пластинки или другие плотные материа-лы. В первую очередь необходимо экранировать живот, селезенку, печень, грудь, таз. Выживаемость животных при использовании ме-стной зашиты может увеличиваться на 50 % и более.

Однако этот способ защиты не всегда можно применять, так как иногда нет возможности разместить весь скот в животноводческих помещениях с коэффициентом ослабления, равным хотя бы 10, а тем более нет возможности осуществить местную защиту органов и тка-ней большому поголовью.

Фармакохимическая защита заключается в существенном умень-шении поражающего действия облучения с помощью так называе-мых радиопротекторов.

Радиопротекторы - это вещества, которые при введении живот-ным за 10. ..60 мин до облучения на 50...100 % защищают их от доз, вызывающих 100%-ную гибель в контроле. Существует много теорий, объясняющих механизм защиты. Но поскольку патогенез лу-чевой болезни очень сложен и причиной смерти животных служат

Биологическая защита заключается в использовании адаптогенов, т.е. веществ, повышающих общую сопротивляемость организма к радиации. К их числу относят элеутерококк, прополис, женьшень, мумие, китайский лимонник, микроэлементы и др.

В механизме действия адаптогенов могут быть: ослабление мор-фологических и биохимических проявлений стрессовой реакции;

Лечение лучевой болезни. Патология при лучевой болезни характеризуется многообразием симптомов. Поэтому лечение должно комплексным, при помощи заместительной и функциональ-ней терапии. Но следует учитывать, что чем больше доза облучения, тем тяжелее протекает лучевая болезнь, тем меньше терапевти-ческий эффект.

Лечение животных при внешнем облучении. Прежде всего при лечении таких животных необходимо значительно улучшить условия содержания их. Исключить переохлаждение и перегревание животных. Лечение проводят с учетом общего состояния рвотных и в соответствии с периодами течения лучевой болезни.

В первые дни после облучения назначают антибиотики с целью
профилактики инфекционных осложнений: бициллин-3. Чтобы не было привыкания к антибиотикам, их периодически меняют. Сульфаниламидные препараты не рекомендуют использовать. Поскольку при облучении критической системой является крови - творная, первостепенная задача заместительной терапии - вос-полнение клеточных элементов крови. Для этого животным вводят кровь или кровезаменители (переливают гранулоциты). В этот пе-риод с целью уменьшения интоксикации рекомендуют вводить ди-медрол под кожу 2-3 раза в день.

Для профилактики кровоточивости в период первичных реакций внутривенно вводят 10%-ный водный раствор хлористого кальция, а также витамины Р и К для укрепления стенок кровеносных сосу-дов и нормализации системы свертывания крови.

В скрытый период течения лучевой болезни продолжают применять средства, укрепляющие стенки кровеносных сосудов, назнача-ют витамин С, который регулирует уровень и интенсивность окис-лительно-восстановительных процессов в клетках. Вместо витаминных препаратов животным можно давать зеленую траву (люцерну, смесь красного клевера с ти-мофеевкой), травяную муку, заготовленную в период цветения.

Поскольку в этот период при мнимом внешнем благополучии продолжает снижаться содержание форменных элементов крови, то для стимуляции кроветворения назначают витамин В12. Он ускоря-ет созревание эритроцитов в костном мозге, влияет на синтез гемог-лобина. Для уменьшения интоксикации продолжают вводить димед-рол, а с целью профилактики инфекционных осложнений - анти-биотики.

Помимо антибиотиков и витаминов показаны вяжу-щие средства типа дубильных веществ, а также перманганат калия. Хорошо назначать экстракт или настой двудомной крапивы. В ней со-держатся витамины С, К, каротин, дубильные вещества, фитонциды. Крапива обладает кровоостанавливающим свойством. Она оказывает нежное вяжущее действие. Кроме того, это и мочегонное средство.

2 (2 ч.). ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ для...