52

Размещено на http://www.allbest.ru/

Клиническое обоснование и оптимизация системы медицинских мероприятий в ранние сроки после радиационных аварий

14.00.05 - внутренние болезни

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Краснюк Валерий Иванович

Москва - 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении "Федеральном медицинском биофизическом центре им.А.И. Бурназяна" Федерального медико-биологического агентства.

Научный консультант

доктор медицинских наук Барабанова Анжелика Валентиновна

Официальные оппоненты:

академик РАМН, член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор Ушаков Игорь Борисович

доктор медицинских наук, профессор Емельяненко Владимир Михайлович

доктор медицинских наук Тюрин Владимир Петрович, профессор

Ведущая организация - Федеральное государственное учреждение науки "Уральский научно-практический центр радиационной медицины"

Защита диссертации состоится "_5_" __марта____ 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.462.001.01 при Федеральном государственном учреждении "Федеральном медицинском биофизическом центре им.А.И. Бурназяна" Федерального медико-биологического агентства по адресу: 123182, г. Москва, ул. Живописная, 46.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ФГУ "Федеральный медицинский биофизический центр им.А.И. Бурназяна".

Автореферат разослан "____" ___________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук Н.К. Шандала

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Освоение ядерным энергетическим комплексом нашей страны новых технологий, угроза проведения террористических актов на объектах, использующих ядерные технологии, возникновение локальных неядерных вооруженных конфликтов в государствах с нестабильной политической обстановкой, которые могут повлечь за собой боевое повреждение ядерных энергетических установок, обуславливают возможность возникновения радиационных аварий на производственных предприятиях (Гуськова А.К., 2004; Ильин Л.А., Соловьев В.Ю., 2004; Кочетков О.А. и др., 2002). Повышению их вероятности также способствует увеличение коммерческого спроса на радиоактивные вещества, используемые в медицине, научных исследованиях и в промышленном производстве (Булдаков Л.А., Калистратова В.С., 2003). Недавно Президентом США подписаны директивы: HSPD-18 Medical Countermeasures against Weapon of Mass Destruction от 31 января 2007 и HSPD-21 Public Health and Medical Preparedness от 18 октября 2007, в соответствии с которыми в США строится государственная система медицинских контрмер по ликвидации последствий массовых радиационных поражений, радиационных аварий и радиационного терроризма. В нашей стране эти задачи поставлены перед Федеральным медицинским биофизическим центром им.А.И. Бурназяна, созданным Постановлением Правительства РФ от 17 декабря 2007 г. № 894, и другими учреждениями ФМБА России.

Приоритет отечественных ученых в изучении клинических эффектов воздействия ионизирующего излучения и их практический опыт оказания медицинской помощи пострадавшим при радиационных авариях признаны международными организациями (ВОЗ, МАГАТЭ, НКДАР ООН). Однако анализ работ, опубликованных в отечественной литературе за последние 10 лет по этой проблеме, показал, что основная их часть носит инструктивно-методический характер (Аветисов Г.М., Воронцов И.В., Грачев М.И. и др., 1999; Грачев М.И., Гринев М.П., Савкин М.Н. и др., 2007). В тоже время научных изысканий, основанных на изучении клинических изменений у лиц, подвергшихся различным вариантам аварийного облучения, крайне недостаточно. Дефицит научно-клинических разработок, возникший в поселение годы, препятствует формированию научной базы данных, необходимой для выработки и систематизации критериев принятия решений для проведения экстренных лечебно-профилактических мероприятий при оказании неотложной медицинской помощи лицам, подвергшимся аварийному облучению. При этом особую важность приобретает системный подход к проблеме неотложной медицинской помощи пострадавшим при радиационных авариях, поскольку требуется совместное участие в работе не только сотрудников медицинских учреждений, получивших специальную подготовку, но и физиков, радиохимиков, инженеров, транспортников, представителей органов власти и СМИ.

К настоящему времени в публикациях МАГАТЭ (Basic safety standards, 1996) сформулированы лишь основные принципы вмешательства при ликвидации последствий радиационной аварии, которые закреплены в Российском законодательстве (Федеральный Закон “О радиационной безопасности населения”, 1996) и подзаконных нормативах (НРБ-99, 1999). Представляет интерес изучение возможности распространения этих принципов на медицинские мероприятия, проводимые в ранние сроки после возникновения радиационной аварии.

В последние годы пополнился арсенал медикаментозных препаратов, эффективность которых при экстренном применении после облучения, показанная в экспериментах на животных (Кетлинский С.А., Симбирцев А.С., 1992; Баранов А.Е., Рождественский Л. М., 2008), диктует необходимость разработки ранних клинических, дозиметрических и других критериев их применения у человека.

Таким образом, назрела необходимость проведения комплексного клинического, физиологического и радиационно-гигиенического исследования, направленного на обоснование критериев для оптимального проведения неотложных медицинских мероприятий в отношении лиц, подвергшихся аварийному облучению. Определяя основные направления деятельности на период 2009 - 2013 гг., 56 сессия НКДАР ООН указала на необходимость развития базы знаний по эффектам радиации в зависимости от уровней облучения, чему способствует и данная работа.

Цель исследования: научно обосновать систему критериев принятия решений при проведении медицинских сортировочных и лечебно-профилактических мероприятий в ранние сроки после радиационных аварий.

Для ее достижения решались следующие задачи:

1. Оценить надежность методов первичной медицинской сортировки лиц, подвергшихся аварийному облучению в различных диапазонах дозах.

2. С учетом факторов, влияющих на надежность первичной медицинской сортировки пострадавших при радиационных авариях, обосновать подходы к ее повышению.

3. Обосновать оптимальный объем и сроки проведения клинико-инструментальных исследований, необходимый для вторичной медицинской сортировки пострадавших от аварийного облучения.

4. Обосновать клинические и дозовые критерии для экстренных лечебно-профилактических мероприятий у лиц, пострадавших от аварийного облучения.

Научная новизна исследования. В материалах диссертации представлено новое, актуальное направление ургентной медицины, касающееся экстренной помощи пострадавшим при радиационных авариях, определены перспективы его дальнейшего развития.

В работе нашло свое подтверждение не только выраженное модифицирующее влияние мощности дозы острого облучения на ранние клинические проявления ОЛБ, но и изучены особенности этого влияния при ОЛБ различной степени тяжести. Впервые в процессе изучения влияния внешнего острого облучения на развитие ранних клинических проявлений у человека оценено значение не только радиационных, но и нерадиационных факторов, присущих некоторым радиационным авариям, модифицирующих раннее течение острого радиационного поражения. Это позволило предложить новые практические подходы, позволяющие повысить надежность первичной медицинской сортировки пострадавших от различных вариантов аварийного облучения более чем на 25 %.

Предложен ранний радиометрический критерий - содержание радиоактивного йода в щитовидной железе свыше 185 кБк, позволяющий при крупномасштабных авариях на ядерном энергетической реакторе выделять группу больных, у которых высока вероятность развития острых местных лучевых поражений кожи после окончания латентного периода вследствие сочетанного воздействия короткоживущих продуктов ядерного деления. С учетом положений действующих Норм радиационной безопасности (НРБ-99) обоснованы универсальные дозовые критерии для проведения экстренного этиотропного лечения, направленного на снижение доз внутреннего облучения после однократного поступления в организм человека радиоактивных веществ, способных вызывать острые или подострые эффекты. Предложены клинические критерии для экстренной цитокиновой (патогенетической) терапии ОЛБ. Впервые дано клинико-физиологическое обоснование необходимости применения лечебно-охранительного режима и симптоматического лечения лиц, пострадавших от аварийного облучения.

Теоретическая значимость. Собран, проанализирован и обобщен большой объем клинических данных, состоящий из собственных наблюдений, архивных историй болезни и публикаций, описывающих клиническую картину острых лучевых поражений человека, позволивший подтвердить выдвинутую автором гипотезу модифицирующего влияния мощности дозы острого облучения на развитие ранних клинических эффектов после острого облучения в различных диапазонах доз. Согласно гипотезе с увеличением поглощенных доз острого облучения усиливается модифицирующее влияние мощности дозы на ранние специфические эффекты облучения (лимфопения, хромосомные аберрации) и снижается степень этого влияния на развитие ранних неспецифических (адаптивных) реакций организма (преходящие клинические проявления периода первичной реакции острого лучевого поражения). Определен минимальный уровень мощности дозы - 0,2 Гр/ч, который в условиях аварийного облучения способен вызвать возникновение первичной реакции у человека после острого относительно равномерного облучения.

Научно обоснована система критериев принятия решений при проведении сортировочных и лечебно-профилактических мероприятий в ранние сроки после радиационных аварий, включающая в себя клинические, дозовые и радиометрические критерии вмешательства.

Практическая значимость работы определяется результатами исследования, позволившими научно обосновать наиболее надежные практические подходы к проведению первичной медицинской сортировки пострадавших от аварийного облучения, оптимизировать число анализов крови, позволяющее с удовлетворительной степенью надежности производить вторичную медицинскую сортировку пострадавших при радиационной аварии, предложить клинические критерии для экстренной цитокиновой (патогенетической) терапии ОЛБ и радиометрический критерий для раннего прогнозирования возможности развития ОМЛП кожи после сочетанного облучения в результате воздействия смеси короткоживущих продуктов ядерного деления при аварии на ядерном реакторе. В соответствии с действующими Нормами радиационной безопасности обоснован дозовый критерий для терапевтического вмешательства с использованием медикаментозных препаратов, направленных на снижение формирующихся доз внутреннего облучения (этиотропная терапия). Дано обоснование для оптимального проведения йодной профилактики у больных ОЛБ в периоде первичной реакции. На основе систематизации литературных данных и результатов собственных клинических, физиологических и радиационно-гигиенических исследований впервые создана и апробирована алгоритмизированная система поддержки принятия решений при оказании неотложной медицинской помощи пострадавшим от аварийного облучения с учетом типа аварии и особенностей пространственно-временного распределения доз аварийного облучения.

Внедрение в практику здравоохранения. Изученные методы апробированы в Клинике Федерального медицинского биофизического центра им. А.И. Бурназяна ФМБА России.

По результатам исследования разработаны и утверждены:

1. Медицинский стандарт диагностики и лечения лучевых поражений. Утвержден Минздравсоцразвития РФ 28.03.2006.

2. Стандарт комплексного применения медикаментозных препаратов при неотложном лечении пострадавших в результате аварийного облучения. Утвержден Заместителем руководителя ФМБА России рег. № 24-07 от 27.04.07.

По результатам исследования разработаны и используются в процессе преподавания на кафедре радиационной медицины, гигиены и безопасности ГОУ - Институт повышения квалификации ФМБА России:

1. Пособие для врачей "Рациональное поведение человека при радиационной опасности" утверждено Секцией № 4 Ученого Совета ГНЦ - Института биофизики. - Протокол № 10 от 27.12.2000 г.

2. Справочно-информационная система поддержки принятия решения при диагностике и лечении острых лучевых поражений. - М.: ГНЦ-ИБФ, 2002. - CD-ROM.

3. Учебная программа "Неотложная медицинская помощь при радиационной аварии" утверждена Ученым Советом ГОУ - ИПК ФМБА России. - Протокол № 6 от 21.06.2006 г.

4. Пособие для врачей "Схемы действий в условия радиационной аварии" утверждено Ученым Советом ГОУ - ИПК ФМБА России. - Протокол № 6 от 21.06.2006 г.

Инструктивно-методические разработки, основанные на результатах проведенных исследований, внедрены в медико-санитарных частях и клинических больницах Федерального медико-биологического агентства.

Личный вклад соискателя. Автором самостоятельно определены цель, задачи и объем исследований, разработана тематическая карта клинических и клинико-инструментальных показателей. Автор выполнял обязанности лечащего врача у ряда больных с ОЛП, пострадавшими при различных радиационных авариях в период с 1981 г. по 1988 г., исполнял обязанности заведующего одним из отделений клиники Клинической больницы № 6 ФМБА России, в котором оказывалась медицинская помощь больным, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС в 1986 г. Автором самостоятельно выполнены клинико-физиологические исследования состояния сердечно-сосудистой системы у больных, представленных в настоящей работе, проведена выкопировка данных из историй болезни, статистическая обработка, анализ и научное обобщение полученных результатов, сформулированы выводы и практические рекомендации, осуществлено практическое внедрение результатов исследования в учреждения здравоохранения и последипломного образования.

Положения, выносимые на защиту:

1. Надежность первичной медицинской сортировки лиц, подвергшихся общему облучению в результате радиационных аварий, базирующейся на симптомах первичной реакции ОЛБ, зависит от условий аварийного облучения (уровней доз, особенностей их пространственно-временного формирования) и влияния нерадиационных факторов, присущих некоторым авариям. Влияние радиационных и нерадиационных факторов на надежность первичной медицинской сортировки больных ОЛБ наиболее выражено в диапазоне доз, формирующих легкую степень болезни.

2. Обеспечить надежность первичной медицинской сортировки пострадавших от преимущественно внешнего облучения на уровне 70 - 90 % можно путем учета закономерностей влияния модифицирующих факторов на развитие ранних симптомов ОЛБ и выбором оптимальной группировки пострадавших. Для обеспечения подобного уровня надежности при вторичной медицинской сортировке следует использовать среднее число лимфоцитов в трех последовательных анализах крови в сроки с 2-го по 4-ый день болезни.

3. В качестве клинических критериев для экстренной цитокиновой терапии ОЛБ в первые два часа после общего облучения с мощностью дозы более 3 Гр/ч следует принять возникновение рвоты, а при меньших мощностях дозы облучения - возникновение тошноты. В качестве дозовых критериев для этиотропной терапии после однократного поступления в организм человека радиоактивных веществ, способных вызывать острые или подострые изменения во внутренних органах, следует принять предотвращенную лечением эффективную дозу 1,25 сЗв/10 суток и более для взрослых и 0,5 сЗв/10 и более для детей.

4. В периоде первичной реакции ОЛБ и в периоде разгара ОМЛП кожи снижается адаптация сердечно-сосудистой системы больного к физической нагрузке и перемене положения тела, что делает физиологически обоснованным назначение лечебно-охранительного режима и/или симптоматической терапии.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Региональном конгрессе по радиационной защите в Центральной Европе “Radiation Protection and Health” (Дубровник, 2001), Научно-практической конференции "Новые методы диагностики и лечения лиц, подвергшихся радиационному воздействию" (Москва, 2002), 32-ой Конференции Европейского общества радиобиологов (ESRB) (Льеж, 2002), Международном медицинском форуме “New Technologies in Medicine. National and International Medical Security Issues” (Блед, 2003), Международной конференции Россия-НАТО “Lessons Learned from Recent Terrorism Attacks: Building National Capabilities and Institutions” (Любляна, 2005), Совещании экспертов ВОЗ "Development of Stockpiles for Radiation Emergencies" (Женева, 2007), 2-ом Международном семинаре "Radiation Medicine in Science and Practice" (Вюрцбург, 2007), 6-ом Международном конгрессе Хорватского общества ядерной медицины (Опатия, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 19 печатных работ, из них 9 работ - в изданиях, рекомендованных ВАК России, и 5 - в зарубежной печати.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 209 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, пяти глав, посвященных результатам собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 208 источников (142 отечественных и 66 иностранных). Работа иллюстрирована 11 рисунками и 55 таблицами.

Содержание работы

В качестве материалов для исследования были использованы клинико-инструментальные данные, содержащиеся в историях болезни, собранные в процессе клинического наблюдения в условиях специализированного стационара за 401 лицами, подвергшимися воздействию ионизирующего излучения. Из них 375 человека подверглись облучению в результате 154 радиационных аварий, 18 человек являлись носителями трансурановых элементов в количествах, превышавших допустимые уровни, и 8 человек подверглись ТТО.

В соответствии с возможными вариантами аварийного облучения были сформированы шесть основных групп лиц, подвергшихся облучению в широком диапазоне доз, которые представлены в табл.1.

аварийное облучение медицинская сортировка

Таблица 1. Состав и численность основных групп пациентов

Численность первой основной группы составила 94 человека, которые подверглись кратковременному внешнему относительно равномерному гамма - нейтронному облучению вследствие радиационных аварий, сопровождавшихся возникновением СЦР, или - гамма-облучению вследствие выхода из-под контроля радионуклидного источника радиации большой активности (несколько десятков или сотен кюри). Облучение длилось не более 5 мин. Мощность дозы общего облучения составляла от 0,2 Гр/мин до нескольких грэй в минуту. Степень неравномерности распределения дозы в кроветворной ткани не превышала двух раз.

В результате аварийного облучения лиц первой основной группы у 56 человек развилась ОЛБ различной степени тяжести. Дозы облучения остальных 38 человек, относящихся к первой основной группе, превышали допустимые пределы облучения, но были ниже порогового уровня для развития ОЛБ (0,2 - 0,9 Гр). При клиническом обследовании у них не были выявлены сопутствующие хронические заболевания, сопровождавшиеся расстройствами функций внутренних органов, что позволило отнести их к практически здоровым лицам. Среди больных ОЛБ первой основной группы были 51 мужчина и 5 женщин в возрасте 28 - 48 лет. Поглощенные дозы относительно равномерного облучения больных ОЛБ первой основной группы, были оценены методами физической дозиметрии и/или биологической индикации доз и находились в пределах от 0,9 Гр до 8,6 Гр. Больные ОЛБ распределились по степени тяжести КМС следующим образом: 15 - легкой степени,20 - средней степени тяжести, 13 - тяжелой степени и 8 - крайне тяжелой степени.

Вторая основная группа пострадавших от аварийного облучения с развитием острых сочетанных лучевых поражений вследствие внешнего неравномерного облучения состояла из 109 человек, которые подверглись воздействию внешнего острого гамма - или гамма-нейтронного излучения в результате различных радиационных аварий. У 93 человек из них была диагностирована ОЛБ с КМС различной степени тяжести. Дозы облучения остальных 16 человек второй основной группы превышали допустимые пределы, но были ниже порогового уровня для развития ОЛБ. При их клиническом обследовании не были выявлены сопутствующие хронические заболевания, сопровождавшиеся расстройствами функций внутренних органов, что позволило отнести их к практически здоровым лицам. Среди больных ОЛБ второй основной группы были 92 мужчины и одна женщина, возраст которых составлял 26 - 47 лет. Максимальные дозы облучения отдельных сегментов тела больных данной группы могли достигать 100 - 200 Гр, что вызывало развитие ОМЛП различной степени тяжести и площади. У 75 больных ОЛБ рассматриваемой группы облучение пришлось преимущественно на верхнюю половину тела, а у 18 - на нижнюю. Все больные ОЛБ имели ОМЛП различной степени тяжести.25 пораженных имели ОМЛП I - II степени тяжести, 68 больных - III - IY степени тяжести. У 13 больных ОЛБ был диагностирован КМС легкой степени, у 40 - средней степени тяжести, у 26 - тяжелой степени и у 14 - крайне тяжелой степени.

Третью основную группу составили 147 человек, подвергшиеся острому облучению 26 апреля 1986 г. ЧАЭС. У 108 из них возникла ОЛБ, обусловленная сочетанным преимущественно внешним облучением с относительно равномерным распределением доз. Среди них были 23 больных ОЛБ с КМС легкой степени, 44 - средней степени тяжести, 21 - тяжелой степени и 20 - крайне тяжелой степени. В рассматриваемой группе преобладали мужчины - 105 человек. Время облучения больных варьировало от 0,1 до 8,5 часов. В течение времени облучения мощность его дозы могла подвергаться значительным изменениям, учесть которые не представилось возможным. Для оценки доз внешнего облучения использовались ретроспективные методы: цитогенетический метод, метод анализа гематологических кривых, отражающих динамику нейтрофилов и лимфоцитов периферической крови после облучения. Дозы острого внешнего относительно равномерного гамма-облучения больных ОЛБ, рассматриваемой группы, находились в пределах 0,9 - 13,9 Гр. Средние величины мощности дозы облучения отдельных лиц рассчитывались путем деления дозы на время пребывания больного в зоне аварийного облучения. Их величины составляли от 0,2 до 20 Гр/ч. Более чем у половины этих пациентов имело место воздействие бета-излучения на кожу в дозах, которые могли на открытых участках тела превышать дозу равномерного облучения в 10 - 20 раз, что в дальнейшем явилось причиной развития ОМЛП кожи у 53 больных данной группы. ОМЛП были различной степени тяжести и площади с преимущественной локализацией на неприкрытых одеждой участках тела (голова, шея, кисти рук, предплечья, нижняя треть голеней). Наибольшие дозы внутреннего облучения сформировались в щитовидной железе вследствие ингаляционного поступления радиоактивных изотопов йода и составили 0,1 - 30,0 Гр. Дозы внутреннего облучения легких и всего тела были значительно меньше доз внешнего облучения и могли составлять для легких 0,1 - 2,5 Гр за счет медленно растворимых соединений радиоактивных изотопов ядерного деления, а для всего тела - 0,05 - 2,0 Гр преимущественно за счет изотопов радиоактивного цезия.

Четвертая основная группа состояла из восьми больных острым лейкозом в фазе клинико-гематологической ремиссии, которых подвергали ТТО в дозе 3 Гр при мощности дозы относительно равномерного облучения 5 сГр/мин в целях консолидации ремиссии, в результате чего у них возникла ОЛБ средней степени тяжести.

Пятая основная группа состояла из 25 мужчин среднего возраста, которые подверглись крайне неравномерному аварийному облучению, в результате которого у 12 из них возникло ОМЛП без развития КМС. Поражения кожи находились в периоде формирования, локализовались в области верхних конечностей, имели площадь менее 1 % поверхности тела и были вызваны воздействием гамма-излучения закрытых радионуклидных источников вследствие нарушения правил обращения с ними. У остальных 13 человек этой основной группы дозы облучения оказались ниже пороговых уровней для развития ОЛП.

Шестая основная группа состояла из 8 работников плутониевого завода СХК, работавших в крайне неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях, подвергаясь ингаляционному поступлению медленно растворимого радиоактивного аэрозоля, содержащего ²³⁹Ри и ²⁴¹Аm в количествах, многократно превышающих допустимые уровни, при незначительных уровнях внешнего облучения. Возраст этих пациентов был в пределах 38 - 72 лет.

Таким образом, представленные в настоящей работе шесть основных групп больных отличались между собой не только дозами облучения, но и особенностями их пространственно-временного формирования, что было характерно для известных типов радиационных аварий.

В динамике формирования острого лучевого поражения (до двух месяцев после облучения) анализировались следующие клинико-инструментальные данные:

· клинические проявления ОЛП;

· показатели клеточного состава периферической крови в динамике формирования КМС;

· показатели адаптации к перемене положения тела при выполнении активной орто-клиностатической пробы;

· показатели переносимости физической нагрузки при велоэргометрии.

Среди характеристик облучения анализировались дозы внешнего и внутреннего облучения, их распределение по сегментам тела больного и время облучения. Ретроспективно дозы внешнего облучения определялись в лаборатории радиационной цитогенетики клинического отдела Института биофизики по количеству дицентриков в культуре лимфоцитов периферической крови больных (Пяткин Е.К., Нугис В.Ю., Филюшкин И.В., 1987), а также по динамике клеточного состава периферической крови: день "500 нейтрофилов", среднее число лимфоцитов с 4-го по 7-ой день (Баранов А.Е., 2007; Кончаловкий М.В., Баранов А.Е., 1991). Среднюю мощность дозы облучения рассчитывали делением дозы на время пребывания больного в зоне облучения (время облучения). К радиометрическим данным, использованным в настоящем исследовании, относились сведения об активности радионуклидов, содержащихся в организме человека, щитовидной железе, и о содержании РВ в суточном количестве мочи больного. Среднюю интенсивность поступления РВ в организм рассчитывали делением уровня поступившей активности на время пребывания пациента в зоне радиоактивного загрязнения.

Математическая обработка материалов настоящего исследования осуществлялась с использованием статистических пакетов прикладных программ Microsoft Excel, SPSS 11.0, STАTISTICA 6.0, a так же дискриминантного полифакторного анализа на основе математических разработок и программных продуктов, созданных в ГНЦ - Институт биофизики доктором биологических наук В.Ю. Соловьевым, кандидатом биологических наук В.Н. Чехонадским с участием доктора медицинских наук П.И. Буренина и инженера-программиста О.Л. Сивенковой. Все собранные клинические и клинико-функциональные данные обрабатывались статистически. Изменения исследованных показателей считались неслучайными, если вероятность их появления была более 95 %. Для оценки степени взаимозависимости между различными клиническими симптомами, временем их появления и характером облучения был применен корреляционный анализ, для которого рассчитывались коэффициенты корреляции между ними. Достоверность взаимосвязи определялась по величине коэффициента корреляции пары признаков (r) и численностью сопоставляемых пар (n).

Основные результаты исследования

1. Надежность первичной медицинской сортировки лиц, подвергшихся аварийному облучению в различных диапазонах доз с учетом особенностей их пространственно-временного формирования

В соответствии с действующими инструкциями первичная медицинская сортировка пострадавших от внешнего аварийного облучения осуществляется в зависимости от прогнозируемой степени тяжести КМС по наличию и времени начала рвоты в периоде первичной реакции, как наиболее раннего объективного симптома ОЛБ. Результаты оценки надежности медицинской сортировки пациентов, относящихся к основным группам 1, 2 и 3, по степеням тяжести КМС по времени начала рвоты после острого аварийного облучения отражены на рис.1.

Рис. 1. Средние показатели надежности прогнозирования тяжести КМС по времени начала рвоты в периоде первичной реакции в трех основных группах больных

При сравнении надежности медицинской сортировки больных трех рассматриваемых групп можно отметить, что наиболее часто (в среднем 71 %) правильный прогноз степени тяжести КМС имел место в первой основной группе пациентов, которые подверглись относительно равномерному облучению с высокой мощностью дозы. Неравномерность распределения доз острого облучения в теле больных второй основной группы приводила к снижению надежности медицинской сортировки в среднем до 60 %. Столь же негативное влияние на надежность медицинской сортировки оказывало пролонгирование острого облучения до нескольких часов, что имело место при относительно равномерном преимущественно внешнем облучении пациентов третьей основной группы в день аварии на ЧАЭС. В результате модифицирующего действия факторов неравномерности и пролонгирования острого облучения надежность медицинской сортировки пострадавших по прогнозу степени тяжести КМС снижалась ниже удовлетворительного уровня.

Логика дальнейшего научного поиска диктовала необходимость изучить закономерности выявленного модифицирующего влияния пространственно-временного формирования доз облучения на развитие ранних симптомов ОЛБ различной степени тяжести с целью использования их для повышения надежности медицинской сортировки пострадавших от аварийного облучения. На рис. 2 показаны результаты оценки надежности прогноза КМС различной степени тяжести в трех основных группах пациентов, острое аварийное облучение которых отличалось пространственно-временным формированием доз.

Рис. 2. Правильный прогноз различной степени тяжести КМС ОЛБ по времени начала рвоты в периоде первичной реакции ОЛБ в трех основных группах больных (Р1 - основная группа 3; Р2 - основная группа 2; Р3 - основная группа 1)

Очевидно, что по времени начала рвоты в периоде первичной реакции ОЛБ наиболее надежно можно прогнозировать КМС 4-ой степени тяжести у пациентов любой из рассматриваемых групп. При этом наилучшие показатели надежности раннего прогнозирования степени тяжести КМС отмечены в первой основной группе пациентов (до 100 %). Несколько большее число ошибок прогнозирования было во второй основной группе пациентов, подвергшихся острому неравномерному облучению (83 %) и, наконец, в третьей основной группе больных, острое облучение которых было более продолжительным, надежность прогнозирования КМС 4 степени тяжести составила 71 %. Количество правильных прогнозов КМС менее тяжелых степеней было существенно меньше, что свидетельствовало о неудовлетворительном уровне прогноза.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в периоде первичной реакции ОЛБ крайне тяжелой степени особенности пространственно-временного формирования дозы острого облучения оказывают минимальное влияние на время начала рвоты, что обеспечивает надежный уровень раннего прогнозирования КМС 4-ой степени тяжести. Модифицирующее влияние неравномерности распределения доз в теле человека, а также пролонгирование острого облучения проявляется в основном при менее тяжелых поражениях кроветворения, снижая тем самым надежность их прогнозирования.

Было установлено, что среди двух изученных нами радиационных факторов, модифицирующих ранние проявления ОЛБ, наиболее значимым оказалось пролонгирование острого относительно равномерного облучения по сравнению с фактором неравномерности распределения доз в теле человека. Очевидно, что с увеличением продолжительности облучения снижается средняя мощность его дозы. Логично предположить, что именно мощность дозы или ее фракционирование явились главными факторами, модифицировавшими ранние клинические проявления ОЛБ у пациентов третьей основной группы. Поскольку мощность дозы облучения пациентов данной группы и особенности ее фракционирования при ликвидации ими последствий аварии на ЧАЭС были не известны, то в качестве интегрирующего показателя интенсивности облучения была рассчитана средняя мощность дозы облучения каждого пациента. Из третьей основной группы была выделена подгруппа больных ОЛБ, состоящей из 40 человек, для которых была произведена количественная оценка степени взаимозависимости времени начала рвоты после начала аварийного облучения (ч) от поглощенной дозы (Гр) и от ее средней мощности, рассчитанной делением дозы облучения на время пребывания человека в условиях облучения (Гр/ч). Оценка взаимозависимости между величиной поглощенной дозы, оцененной тремя современными клинико-лабораторными методами биологической индикации доз аварийного облучения, средней мощностью дозы и временем начала рвоты от момента начала облучения, представлена в табл.2.

Таблица 2. Коэффициенты корреляции между временем начала рвоты, дозой облучения, оцененной различными методами, и средней мощностью дозы

*р < 0,01

При изучении влияния доз острого относительно равномерного облучения на время начала рвоты в периоде первичной реакции ОЛБ выявлено, что оно в наименьшей степени коррелировало с дозой, оцененной по динамике количества лимфоцитов периферической крови (-0,187), и более тесно было связано в дозой, определенной по числу хромосомных аберраций (дицентриков) в культуре лимфоцитов периферической крови

(-0,393). Поэтому для расчета средней мощности дозы облучения была использована доза, оцененная указанным цитогенетическим методом.

Установлено, что у больных ОЛБ, получивших относительно равномерное острое пролонгированное облучение в результате аварии на ЧАЭС, время начала рвоты в периоде первичной реакции в большей степени было связано со средней мощностью дозы облучения (-0,631), чем с величиной самой дозы (-0,393), что является важной закономерностью, влияющую на надежность первичной медицинской сортировки по степени тяжести КМС пострадавших при аварии на ядерном реакторе.

В ходе решения задач, поставленных в настоящем исследовании, была установлена важная радиобиологическая закономерность возникновения рвоты после острого относительно равномерного облучения человека. Определен уровень пороговой дозы и пороговой мощности дозы для данного эффекта, которые составили соответственно 0,8 Гр и 0,2 Гр/ч. При этих условиях вероятность возникновения рвоты в раннем периоде после острого облучения составляла менее 4 %.

Результаты проведенных исследований позволили нам сделать предположение о модифицирующем влиянии на возникновение ранней симптоматики ОЛБ не только радиационных, но и нерадиационных факторов, присущих преимущественно крупномасштабным радиационным авариям. Типичное расположение кривых, отражающих возникновение рвоты ОЛБ при более тяжелой степени после радиационных авариях большого и малого масштаба, показано в верхней части рис.3. В нижней части рисунка можно отметить, что частота возникновения рвоты в периоде первичной реакции больных ОЛБ легкой степени, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС примерно на 30 % выше, чем у больных ОЛБ той же степени тяжести, получивших острое облучение в результате менее масштабных радиационных аварий. При более высоких степенях тяжести ОЛБ этот феномен отсутствовал. Полученные факты позволяют думать о влиянии на возникновение рвоты в периоде первичной реакции ОЛБ лейкой степени неких нерадиационных факторов, присущих крупномасштабным радиационным авариям, поскольку этот феномен не встречался в более высоком диапазоне доз облучения.

Рис. 3. Относительное количество больных ОЛБ, у которых возникла рвота через определенное время после острого облучения при радиационных авариях с небольшим числом пострадавших (черная кривая) и крупномасштабной аварии на ЧАЭС (серая кривая)

С целью поиска дополнительных клинических критериев для проведения медицинской сортировки пострадавших от аварийного облучения было изучено течение ряда ранних клинических симптомов при различном пространственно-временном формировании доз острого облучения. Рис.4. позволяет сравнить надежность раннего прогнозирования степени тяжести КМС с использованием различных симптомов ОЛБ (время начала рвоты, кратность рвоты, температура тела).

Рис.4. Оценка надежности использования ранних симптомов ОЛБ для прогнозирования степени тяжести КМС в среднем по трем основным группам

Их них наилучшие показатели надежности прогнозирования степени тяжести КМС в трех основных группах дает показатель времени начала рвоты вне зависимости от особенностей пространственно-временного формирования доз облучения. Кроме того, изучена встречаемость ранней диареи, тахикардии, артериальной гипотонии, а также наиболее характерных жалоб больных на головную боль, чувство головокружения и общую слабость с целью оценки надежности использования этих ранних симптомов ОЛБ для прогнозирования степени ее тяжести. Изученные симптомы показали удовлетворительную надежность только для прогнозирования наиболее тяжелых степеней ОЛБ. При этом у больных обнаружена тесная взаимосвязь между ранней лихорадкой и тахикардией, артериальной гипотензией и чувством головокружения.

Таким образом, результаты проведенного исследования позволили установить, что на ранние клинические проявления ОЛБ оказывают влияние как радиационные и нерадиационные факторы, присущие некоторым радиационным авариям. Их модифицирующее воздействие наиболее выражено в диапазоне доз, формирующих легкую степень болезни. С увеличением доз облучения снижается их влияния на формирование клинических проявлений периода первичной реакции ОЛБ, что способствует повышению надежности раннего прогнозирования КМС более тяжелой степени вне зависимости от особенностей пространственно-временного формирования дозы облучения. Среди ранних симптомов ОЛБ показатель времени начала рвоты, отсчитанного от момента начала острого облучения, обладает наилучшей надежностью для прогнозирования степени тяжести КМС вне зависимости от особенностей пространственно-временного формирования дозы.

2. Оценка надежности различных организационных подходов к проведению медицинской сортировки лиц, подвергшихся острому облучению, на догоспитальном этапе

Проанализировано шесть организационных подходов к проведению медицинской сортировки лиц, подвергшихся острому облучению, предложенных в различных публикациях. Среди них три подхода предполагали выделение по три лечебно-эвакуаторные группы пострадавших от облучения, и еще три метода - по четыре группы. Поскольку в ходе исследования были получены данные о том, что среди ранних симптомов ОЛБ показатель времени начала рвоты, отсчитанного от момента начала острого облучения, обладает наилучшей надежностью для прогнозирования степени тяжести КМС вне зависимости от особенностей пространственно-временного формирования дозы, именно он был использован для формирования из первых трех основных групп пациентов тех лечебно-эвакуаторных групп, выделение которых предложено авторами. Результаты проведенного анализа представлены в табл.3.

Таблица 3. Сравнительная оценка надежности методов медицинской сортировки пострадавших от общего острого облучения, предложенных в различных публикациях

Оценка надежности различных методов медицинской сортировки позволила выделить среди них более универсальные методы, дающие удовлетворительные результаты медицинской сортировки больных (более 70 %) вне зависимости от типа аварийного облучения. Уровень надежности остальных методов оказался удовлетворительным лишь после воздействия определенных вариантов пространственно-временного формирования доз аварийного облучения. Среди сортировочных подходов, предполагающих выделение трех лечебно-эвакуаторных групп, наилучшие показатели надежности отмечены у метода, предложенного в Докладе № 29 НКРЗ США, 1962. Среди сортировочных подходов, предполагающих выделение четырех лечебно-эвакуаторных групп, наилучшую надежность показал метод, предложенный А. К Гуськовой и соавт., 1992. Выделение трех лечебно-эвакуаторных групп демонстрировало в среднем более высокие показатели надежности медицинской сортировки по сравнению с подходами, предполагающими выделение четырех лечебно-эвакуаторных групп пострадавших. Меньший уровень надежности показали те методы медицинской сортировки, которые предлагали проводить раннее разделение больных ОЛБ легкой степени и лиц, подвергшихся облучению в дозах, не вызывающих развития ОЛБ. Можно полагать, что это обусловлено влиянием модифицирующих факторов на время развитие ранней рвоты, которое более выражено при ОЛБ легкой степени тяжести.

Таким образом, с целью повышения надежности первичной медицинской сортировки пострадавших при радиационной аварии целесообразно больных ОЛБ 4 степени тяжести выделять в самостоятельную лечебно-эвакуаторную группу с надежностью более 90 %, а больных ОЛБ 2 и 3 степени тяжести целесообразно временно объединить в одну лечебно-эвакуаторную группу (надежность 77 %), остальных лиц, у которых прогнозируется КМС 1 или отсутствие ОЛБ, отнести к третьей эвакуаторной группе. Если на этом этапе попытаться дифференцировать больных ОЛБ средней и тяжелой степени, то средний уровень надежности формирования этих групп снизится до 54 %.

3. Оптимизация объема и сроков проведения клинико-инструментальных исследований для вторичной медицинской сортировки пострадавших от преимущественно внешнего острого аварийного облучения

Вторичная медицинская сортировка пострадавших при радиационной аварии производится с целью подразделения лиц, подвергшихся аварийному облучению, на группы в соответствии с прогнозируемой степенью тяжести КМС ОЛБ на основании абсолютного количества лимфоцитов в клеточном составе периферической крови (Баранов А.Е., 2007; Кончаловкий М.В., Баранов А.Е., 1991; Селидовкин Г.Д., 1996).

В соответствии с задачами настоящего исследования было решено определить необходимое количество анализов клеточного состава крови и оптимальные сроки ее взятия у пациентов после острого общего облучения с целью наиболее раннего и надежного прогнозирования степени тяжести КМС. Проведен анализ количества лимфоцитов периферической крови, взятой в течение первых 24 часов после острого общего облучения у 48 пациентов, в течение 24-48 часов - у 92 человек, относящихся к первой и второй основным группам настоящего исследования. В течение 2, 3 и 4 дня болезни выполнено исследование лейкоцитарной формулы крови у 108 лиц из числа пациентов третьей основной группы, затем подсчитан среднее число лимфоцитов в трех анализах. Сравнительная оценка надежности использования числа лимфоцитов в анализах крови, взятой у пациентов в указанные сроки после острого общего облучения, отражена на рис.5. Очевидно, что наименее надежные результаты прогнозирования степени тяжести КМС ОЛБ по уровню лимфоцитов крови отмечаются в течение первых суток после острого общего облучения (День 0), при этом, средний уровень надежности составил всего 27 %. Надежность прогноза КМС по лимфоцитам на следующий день после облучения (День +1) была чуть выше и составила в среднем 31 %.

Рис.5. Оценка надежности сортировки больных ОЛБ по степени тяжести КМС по числу лимфоцитов в анализах периферической крови, взятой у пациентов в различные сроки после острого общего облучения

В обоих случаях надежность прогноза была значительно лучше для КМС крайне тяжелой степени, однако, в целом, ее уровень следует считать неудовлетворительным. Весьма надежным для прогнозирования всех степеней тяжести КМС ОЛБ оказался методический подход с использованием среднего числа лимфоцитов по трем последовательным анализам крови, взятой с Дня +2 по День+4 болезни. При этом надежность прогноза степени тяжести КМС составила в среднем 80 %.

При проведении медицинской сортировки пострадавших от сочетанного аварийного облучения практически важным является раннее выделение больных, у которых по окончании латентного периода сформируется ОМЛП кожи, которое в тяжелых случаях может стать причиной гибели больного. Показана возможность прогнозирования крайне тяжелого течения ОМЛП при появлении первичной эритемы (Барабанова А.В., 1987; Надежина Н.М., Гуськова А.К., Галстян И.А., Гусев И.А., 2000). Поскольку надежных методов раннего прогнозирования развития менее тяжелых ОМЛП не существует, была предпринята попытка разработки нового радиометрического подхода. В качестве сортировочной метки была изучена активность радиоактивного йода в щитовидной железе лиц, подвергшихся сочетанному облучению смесью короткоживущих продуктов ядерного деления. Из третьей основной группы были отобраны 65 человек, на которых имелись данные по поступлению радиоактивного йода в щитовидную железу в первый день аварии на ЧАЭС, среди них были 60 больных ОЛБ с КМС различной степени тяжести. В данной подгруппе проанализирована частота встречаемости ОМЛП кожи в зависимости от величины активности йода в щитовидной железе через сутки после аварии на реакторе. Результаты анализа представлены в табл.4. Из рассматриваемой таблицы следует, что у больных, в щитовидную железу которых поступил радиоактивный йод в количествах менее 185 кБк, ОМЛП не возникли.

Таблица 4. Частота встречаемости ОМЛП у больных, имеющих различные уровни активности ¹³¹I, поступившей в щитовидную железу в течение первого дня аварии на ЧАЭС

При поступлении в щитовидную железу активности в пределах 185 - 740 кБк ОМЛП кожи сформировались после завершения латентного периода у 56 % больных. У 88 % больных, в щитовидную железу которых поступило в день аварии более 740 кБк йода, в дальнейшем сформировались ОМЛП различной степени тяжести, площади и локализации. Установить зависимости между активностью йода в щитовидной железе и степенью тяжести ОМЛП или его площадью на проанализированном материале не удалось. С целью подтверждения выявленной нами закономерности были проанализированы опубликованные американскими исследователями клинико-радиометрические данные о сочетанном остром облучении людей на Маршалловых островах вследствие непосредственного контакта с короткоживущими продуктами ядерного деления, образовавшимися в результате наземного ядерного взрыва в 1954 г. (Кронкайт Е.П., Бонд В.П. и Данхем Ч.Л., 1960). Результаты анализа опубликованных данных представлены в табл.5.

Таблица 5. Частота встречаемости ОМЛП у лиц с различными уровнями активности ¹³¹I, поступившей в щитовидную железу в результате выпадения радиоактивных осадков после ядерного испытания на Маршалловых островах

При сопоставлении данных, представленных в табл.4 и табл.5, видно, что в обоих случаях острого сочетанного облучения, вызванного короткоживущими продуктами ядерного деления, ОМЛП кожи возникли только у тех больных, у которых содержание йода в щитовидной железе через сутки после поступления превышало уровень 185 - 200 кБк. С увеличением активности, содержащейся в щитовидной железе, возрастал риск развития ОМЛП кожи, который достигал 88 % у больных, в щитовидной железе которых содержалась активность йода свыше 740 кБк.