| Radiační popálenina | |
|---|---|
| Popáleniny ionizujícím zářením: velké červené skvrny na kůži zad a paží v důsledku opakovaných, zdlouhavých rentgenových zákroků. | |
| MKN-10 | L 58 |
| MKN-9 | 692,82 |
| Pletivo | D011855 |
| Synonyma | Radiodermatitida |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Radiační popálenina je poškození kůže nebo jiných biologických tkání a orgánů v důsledku expozice záření. Typy záření vzbuzující největší obavy jsou tepelné záření , radiofrekvenční energie, ultrafialové světlo a ionizující záření .
Nejběžnějším typem radiačního spálení je sluneční spálení způsobené ultrafialovým zářením . Silné vystavení rentgenovému záření během diagnostického lékařského zobrazování nebo radioterapie může také vést k radiačním popáleninám. Jak ionizující záření interaguje s buňkami těla a poškozuje je, tělo na toto poškození reaguje, což obvykle vede k erytému , což je zarudnutí kolem poškozené oblasti. Radiační popáleniny jsou často diskutovány ve stejném kontextu jako rakovina způsobená zářením kvůli schopnosti ionizujícího záření interagovat s DNA .a poškodit ji, což někdy způsobí, že buňka degeneruje na rakovinnou. Nesprávné použití magnetronů může mít za následek povrchové a vnitřní popáleniny. V závislosti na energii fotonu může gama záření způsobit hluboké gama popáleniny, přičemž běžné jsou vnitřní popáleniny od 60Co ( Cobalt-60 ) . Beta popáleniny jsou obvykle mělké, protože beta částice nemohou proniknout hluboko do těla; tyto popáleniny mohou být podobné spáleninám od slunce. Alfa částice při vdechnutí mohou způsobit vnitřní alfa popáleniny a vnější poškození (pokud existuje) je omezeno na menší erytém .
K popáleninám zářením může dojít i při použití výkonných rádiových vysílačů jakékoli frekvence, kdy tělo pohlcuje radiofrekvenční energii a přeměňuje ji na teplo [1] . Americká Federální komise pro komunikace (FCC) považuje 50 wattů za nejnižší výkon, nad kterým musí radiostanice vyhodnocovat radiační bezpečnost. Za zvláště nebezpečné jsou považovány frekvence, při kterých může lidské tělo vstoupit do rezonance: 35 MHz, 70 MHz, 80-100 MHz, 400 MHz a 1 GHz. Vystavení mikrovlnám při příliš vysoké intenzitě může způsobit popáleniny mikrovlnami.
Radiační dermatitida (také známá jako radiodermatitida ) je kožní onemocnění spojené s dlouhodobým vystavením ionizujícímu záření [2] . Radiační dermatitida se do určité míry vyskytuje u většiny pacientů, kteří dostávají radiační terapii, s chemoterapií nebo bez ní [3] .
Existují tři specifické typy radiodermatitidy: akutní radiodermatitida, chronická radiodermatitida a eozinofilní, polymorfní a svědivé léze spojené s radioterapií [2] . Radiační terapie může také způsobit rakovinu zářením [2] .
Při intervenční skiaskopii vedly některé postupy k časným (méně než dva měsíce po ozáření) a/nebo pozdním (dva měsíce nebo více po ozáření) kožním reakcím kvůli vysokým dávkám ozáření kůže, které lze během zákroku podstoupit. včetně nekrózy v některých případech [4] .
V radiačních portech lze pozorovat radiační dermatitidu ve formě intenzivního erytému a kožních puchýřků [2] .
Až 95 % pacientů, kteří dostávají radiační terapii kvůli rakovině, zaznamená kožní reakci. Některé reakce se objevují okamžitě, jiné později (například několik měsíců po léčbě) [5] .
Akutní radiodermatitida vzniká, když je kůže vystavena „ erytémové dávce “ ionizujícího záření, po které se do 24 hodin objeví viditelný erytém [2] . Radiační dermatitida se obvykle objeví během několika týdnů po zahájení radioterapie [3] . Akutní radiodermatitida, projevující se jako červené skvrny, může být někdy doprovázena deskvamací nebo pupínky [6] . Erytém se může objevit při dávce záření 2 Gy a více [7] .
Chronická radiodermatitida se vyskytuje při chronické expozici „suberytémovým“ dávkám ionizujícího záření po dlouhou dobu, což způsobuje různé stupně poškození kůže a pod ní ležících částí po různé latentní době od několika měsíců do několika desetiletí [2] . V dávné minulosti se tento typ radiační reakce vyskytoval nejčastěji u radiologů a radiologů, kteří byli neustále vystaveni ionizujícímu záření, zejména před použitím rentgenových filtrů [2] . Chronická radiodermatitida, spinocelulární a bazaliom se mohou vyvinout měsíce až roky po ozáření [6] [8] . Chronická radiodermatitida se projevuje jako atrofické indurované plaky, často bělavé nebo nažloutlé, s teleangiektáziemi, někdy s hyperkeratózou [6] .
Eozinofilní, polymorfní a svědivá erupce spojená s radioterapií je kožní onemocnění, které se nejčastěji vyskytuje u žen, které dostávají kobaltovou radioterapii pro vnitřní rakovinu [2] .
Multiformní erytém vyvolaný zářením se může objevit při profylaktickém podávání fenytoinu u neurochirurgických pacientů, kteří dostávají terapii celého mozku a systémové steroidy [2] .
Radiační akné je kožní onemocnění charakterizované komedovitými papuly vznikajícími při předchozí expozici terapeutickému ionizujícímu záření, kožní léze, které se začínají objevovat, když akutní fáze radiační dermatitidy začíná ustupovat [9] .
Odpověď na záření nastává měsíce nebo roky po radioterapii, reakce, která se objevuje po nedávném podání chemoterapeutika a vyskytuje se po předchozí expozici, je charakterizována známkami radiační dermatitidy [2] [10] . Znovu řečeno, radiační dermatitida je zánětlivá kožní reakce, která se vyskytuje na dříve ozářené oblasti těla po podání léku [11] . Nezdá se, že by existovala minimální dávka nebo stanovený vztah mezi dávkou pro radioterapii [11] .
„Alfa popáleniny“ jsou způsobeny alfa částicemi, které při vdechnutí mohou způsobit rozsáhlé poškození tkáně [12] . Díky přítomnosti keratinu v epidermální vrstvě kůže jsou vnější alfa popáleniny omezeny pouze na mírné zarudnutí vnější vrstvy kůže [13] .
"Beta popáleniny" jsou mělké, povrchové popáleniny, obvykle kůže a méně často plic nebo gastrointestinálního traktu, způsobené beta částicemi, obvykle horkými částicemi nebo rozpuštěnými radionuklidy, v přímém kontaktu s tělem nebo v jeho těsné blízkosti. . Navenek mohou vypadat jako spálenina od slunce. Na rozdíl od gama záření je beta záření mnohem účinněji zastaveno materiály, a proto ukládá veškerou svou energii pouze do mělké vrstvy tkáně, což způsobuje intenzivnější, ale lokalizovanější poškození. Na buněčné úrovni jsou změny na kůži podobné radiodermatitidě.
Dávku záření ovlivňuje relativně nízký průnik beta záření materiály. Keratinizovaná keratinová vrstva epidermis má dostatečnou zastavovací schopnost, aby absorbovala beta záření s energiemi pod 70 keV. Dodatečnou ochranu poskytuje oděv, zejména obuv. Dávka záření se dále snižuje v důsledku omezené retence radioaktivních částic na kůži; částice o průměru 1 mm se obvykle uvolní po 2 hodinách a částice o velikosti 50 mikrometrů obvykle nepřilne déle než 7 hodin. Beta záření je také značně utlumeno vzduchem; jeho dosah obvykle nepřesahuje 1,8 metru a se vzdáleností intenzita rychle klesá [14] .
Oční čočka se zdá být nejcitlivějším orgánem na beta záření [15] , a to i při dávkách hluboko pod maximální přípustnou hodnotou. K utlumení silného beta záření se doporučuje používat ochranné brýle [16] .
Beta popáleniny se mohou objevit i u rostlin. Příkladem takového poškození je Rudý les , který se stal obětí černobylské havárie .
Důkladné mytí exponovaných povrchů těla za účelem odstranění radioaktivních částic může poskytnout významné snížení dávky. Určitou ochranu poskytuje i převlékání nebo alespoň čištění oděvů.
Při intenzivní expozici beta záření se po 24-48 hodinách mohou objevit beta popáleniny se svěděním a / nebo pálením, které trvá jeden až dva dny, někdy doprovázené hyperémií. Po 1-3 týdnech se objeví příznaky popálenin; erytém, zvýšená pigmentace kůže (tmavé skvrny a vyvýšené oblasti), poté epilace a kožní léze. Erytém se objevuje po 5–15 Gy, suchá deskvamace po 17 Gy a epidermitis bullosa po 72 Gy [14] . Po vyšších dávkách záření se může vyvinout chronická radiační keratóza. Primární erytém trvající déle než 72 hodin je známkou traumatu natolik závažného, že může způsobit chronickou radiační dermatitidu. Edém dermálních papil, pokud se objeví do 48 hodin po ozáření, je doprovázen transepidermální nekrózou. Po vysokých dávkách záření buňky malpighické vrstvy do 24 hodin odumírají; při nižších dávkách záření může trvat 10–14 dní, než se objeví mrtvé buňky [17] . Vdechování beta radioaktivních izotopů může způsobit beta popáleniny plic a oblasti nosohltanu, požití může vést k popáleninám gastrointestinálního traktu; ta představuje riziko, zejména pro pasoucí se zvířata.
Ztracené vlasy začnou znovu dorůstat po devíti týdnech a jsou plně obnoveny asi po šesti měsících [18] .
Akutní na dávce závislé účinky beta záření na kůži jsou následující [19] :
| 0-6 Gr | žádný akutní účinek |
| 6-20 gr | středně časný erytém |
| 20-40 gr | časný erytém po 24 hodinách, destrukce kůže po 2 týdnech |
| 40-100 gr | těžký erytém méně než 24 hodin |
| 100-150 gr | těžký erytém za méně než 4 hodiny, rozpad kůže za 1-2 týdny |
| 150-1000 gr | puchýře okamžitě nebo do 1 dne |
Podle jiného zdroje [20] :
| 2-6 Gr | přechodný erytém 2-24 hodin |
| 3-5 Gy | suchá deskvamace po 3-6 týdnech |
| 3-4 Gr | dočasné odstranění chloupků po dobu 3 týdnů |
| 10-15 gr | erytém 18-20 dní |
| 15-20 gr | mokrá deskvamace |
| 25 Gr | pomalu se hojící vřed |
| 30-50 gr | puchýře, nekróza po 3 týdnech |
| 100 gr | puchýře, nekróza po 1-3 týdnech |
Jak je ukázáno, prahové hodnoty dávek pro manifestaci příznaků se liší v závislosti na zdroji a dokonce i individuálně. V praxi je stanovení přesné dávky obvykle obtížné.
Podobné účinky se týkají zvířat, přičemž chlupy působí jako další faktor jak pro zvýšené zadržování částic, tak pro částečné stínění pokožky. Neostříhané tlustosrsté ovce jsou dobře chráněny; zatímco práh odstranění chlupů u ostříhaných ovcí je 23–47 Gy (2500–5000 opakování) a práh pro normální vlněný čenich je 47–93 Gy (5000–10 000 opakování), pro hustosrsté (délka vlny 33 mm) ovce je to 93-140 Gy (10000-15000 rep). K získání kožních lézí srovnatelných s nakažlivou pustulární dermatitidou je odhadovaná dávka 465–1395 Gy [21] .
Účinky závisí jak na intenzitě, tak na energii záření. Nízkoenergetické beta záření (síra-35, 170 keV) způsobuje mělké vředy s malým poškozením dermis, zatímco kobalt-60 (310 keV), cesium-137 (550 keV), fosfor-32 (1,71 MeV), stroncium- 90 (650 keV) a jeho dceřiný produkt yttrium-90 (2,3 MeV) poškozují hlubší vrstvy dermis a mohou vést k chronické radiační dermatitidě. Velmi vysoké energie elektronových paprsků z urychlovačů částic, dosahující desítek megaelektronvoltů, mohou být hluboce pronikavé. Naopak, megavoltové paprsky mohou ukládat svou energii hlouběji s menším poškozením dermis; moderní urychlovače elektronového paprsku pro radioterapii toho využívají. Při ještě vyšších energiích, nad 16 MeV, se efekt již neprojevuje, což omezuje využitelnost vysokých energií pro radioterapii. Obvykle je povrch definován jako horních 0,5 mm kůže [22] . Vysokoenergetické beta záření by mělo být stíněno spíše plastem než olovem, protože prvky s vysokým obsahem popela generují hluboko pronikající gama záření.
Energie elektronů během beta rozpadu nejsou diskrétní, ale tvoří spojité spektrum s limitem při maximální energii. Zbytek energie každého rozpadu odnese antineutrino, které spolu významně neinteraguje a nepřispívá tedy k dávce záření. Většina energií beta záření je přibližně na třetině maximální energie [16] . Beta záření má mnohem nižší energii, než jaká je dosažitelná v urychlovačích částic – ne více než několik megaelektronvoltů.
Profil energetické hloubky a dávky je křivka začínající na povrchové dávce, stoupající k maximální dávce v určité hloubce dm ( obvykle normalizovaná jako 100% dávka), poté pomalu klesající přes hloubky 90% dávky ( d90 ) a 80% dávky (d 80 ), poté lineárně a relativně ostře propadá hloubkou 50 % dávky ( d 50 ). Extrapolace této lineární části křivky na nulu definuje maximální rozsah elektronů R p . V praxi existuje dlouhý ocas slabší, ale hlubší dávky nazývaný "Bremstraung tail". Hloubka průniku závisí také na tvaru paprsku, užší paprsek mívá menší průnik. Ve vodě mají široké elektronové paprsky, jak k tomu dochází při rovnoměrném povrchovém znečištění kůže, d 80 asi E/3 cm a Rp asi E/2 cm, kde E je energie beta částic v MeV [23] .
Hloubka průniku nižší energie beta záření do vody (a měkkých tkání) je asi 2 mm/MeV. Pro beta záření o energii 2,3 MeV je maximální hloubka průniku do vody 11 mm, pro 1,1 MeV - 4,6 mm. Hloubka, ve které se ukládá maximum energie, je mnohem menší [24] .
Energie a hloubka průniku několika izotopů je následující [25] :
| izotop | poločas rozpadu | konkrétní činnost
(TBq/g) |
průměrný
(keV) |
Max.
(keV) |
ve vzduchu
(mm) |
v látce
(mm) |
komentář |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tritium | 12,3 let | 357 | 5.7 | 18.6 | 6 | 0,006 | beta záření neprochází odumřelou vrstvou kůže; tritium a jeho sloučeniny však mohou difundovat kůží |
| uhlík-14 | 5730 let | 0,165 | 49 | 156 | 240 | 0,28 | asi 1 % beta záření projde odumřelou vrstvou kůže |
| síra-35 | 87,44 dne | 1580 | 48,8 | 167,47 | 260 | 0,32 | |
| fosfor-33 | 25,3 dne | 5780 | 76,4 | 248,5 | 500 | 0,6 | |
| fosfor-32 | 14,29 dne | 10600 | 695 | 1710 | 6100 | 7.6 | Riziko Bremstraung při nesprávném stínění |
Pro široký paprsek je vztah mezi hloubkou a energií pro rozsahy dávek následující, pro energii v megaelektronvoltech a hloubku v milimetrech. Závislost povrchové dávky a hloubky průniku na energii paprsku je dobře patrná [23] .
| MeV | povrch
dávka % |
Max.
hloubka |
90 % | 80 % | padesáti % | deset % | Rp _ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 74 % | 9 | 12 | čtrnáct | 17 | 22 | 23 |
| 7 | 76 % | 16 | dvacet | 22 | 27 | 33 | 34 |
| deset | 82 % | 24 | 31 | 34 | 39 | 48 | 49 |
| 13 | 88 % | 32 | 40 | 43 | 51 | 61 | 64 |
| 16 | 93 % | 34 | 51 | 56 | 65 | 80 | 80 |
| 19 | 94 % | 26-36 | 59 | 67 | 78 | 95 | 95 |
| 22 | 96 % | 26-36 | 65 | 76 | 93 | 113 | 114 |
| 25 | 96 % | 26-36 | 65 | 80 | 101 | 124 | 124 |
Radiační popáleniny jsou výsledkem vystavení vysokým úrovním radiace. Přijetí velké dávky záření do celého těla je obvykle smrtelné, zatímco malé dávky nebo místní expozice mohou být léčitelné.
Fluoroskopie může způsobit popáleniny, pokud je opakovaná nebo prodloužená [9] .
Podobně rentgenová počítačová tomografie a konvenční projekční radiografie mohou způsobit radiační popáleniny, pokud nejsou expoziční faktory a doba expozice náležitě kontrolována operátorem.
Studii poškození kůže způsobenou zářením [26] [27] provedl Food and Drug Administration (FDA) na základě výsledků získaných v roce 1994 [28] , po nichž následovala doporučení minimalizovat další zranění způsobená skiaskopií [29] . Problém radiačního poškození při skiaskopii byl podrobněji zkoumán v přehledových článcích v letech 2000 [30] , 2001 [31] [32] , 2009 [33] a 2010 [34] [35] [36] .
Beta popáleniny jsou často výsledkem vystavení radioaktivnímu spadu z jaderných výbuchů nebo jaderných havárií. Krátce po výbuchu mají štěpné produkty velmi vysokou beta aktivitu: na každý gama foton připadají asi dvě beta záření.
Po testu Trinity způsobily srážky lokalizované popáleniny na hřbetech dobytka v oblasti po větru [37] . Srážky byly ve formě jemných vločkovitých prachových částic. Skot utrpěl dočasné popáleniny, krvácení a vypadávání vlasů. Postiženi byli i psi; kromě lokalizovaných popálenin na zádech měli také popáleniny na tlapkách, pravděpodobně kvůli částečkám usazeným mezi prsty, protože kopytníci neměli žádné problémy s nohou. Asi 350-600 kusů dobytka utrpělo povrchové popáleniny a lokální dočasnou ztrátu hřbetní srsti; armáda později koupila 75 nejvíce postižených krav, protože odbarvená přerostlá vlna snížila jejich tržní hodnotu [38] . Krávy byly poslány do Los Alamos a Oak Ridge , kde byly sledovány. Vzpamatovali se, teď mají velké skvrny bílé srsti; někteří vypadali, jako by byli opaření [39] .
Spad z testu Castle Bravo byl nečekaně těžký. Bílý prach podobný sněhu, vědci přezdívaný „Sníh v bikinách“ a sestávající z kontaminovaného drceného kalcinovaného korálu, padal na atol Rongelap asi 12 hodin a usazoval se ve vrstvě až 2 cm. Obyvatelé utrpěli beta popáleniny, hlavně na zádech jejich hlav a nohou [37] a byli přemístěni o tři dny později. Po 24-48 hodinách jejich kůže svědila a pálila; po dni nebo dvou pocity ustoupily a po 2-3 týdnech se objevila epilace a vředy. Na kůži se objevily tmavé skvrny a vyvýšené oblasti, puchýře byly vzácné. Vředy vytvořily suché strupy a zahojily se. U více znečištěných obyvatel se vytvořily hlubší léze, bolestivé, mokvající a ulcerované; většina z nich se vyléčila jednoduchou léčbou. Obecně platí, že popáleniny beta se zahojily s určitými jizvami a depigmentací kůže. U lidí, kteří se koupali a smývali částice spadu z kůže, se nevyvinuly kožní léze [19] . Spad zasáhl i rybářskou loď Daigo Fukuryu Maru; posádka dostávala dávky ozáření kůže v rozmezí 1,7-6,0 Gy, přičemž beta popáleniny se projevily v podobě těžkých kožních lézí, erytému, erozí, někdy nekróz a atrofie kůže. 23 vojáků americké radarové stanice na Rongeriku, skládající se z 28 lidí, utrpělo popáleniny kůže [40] . Oběti měly diskrétní kožní léze o velikosti 1-4 mm, které se rychle hojily a po několika měsících se na nehtech objevil hřeben. Šestnáct členů posádky USS Bayroko utrpělo beta popáleniny a zvýšený výskyt rakoviny [14] .
Během testu Zebra operace Pískovec v roce 1948 utrpěli tři muži beta popáleniny na rukou, když vyjímali filtry pro odběr vzorků z dronů létajících přes houbový mrak; jejich odhadovaná dávka na povrch kůže byla mezi 28 a 149 Gy a znetvořené ruce vyžadovaly kožní štěp. Čtvrtý muž utrpěl mírnější popáleniny z dřívějšího Yokeova soudu [41] .
Test Upshot-Knothole Harry v lokalitě Frenchman Flat uvolnil velké množství radioaktivního spadu. Značný počet ovcí uhynul po pastvě v kontaminovaných oblastech. AEC však měla politiku pouze kompenzovat farmáře za zvířata s vnějšími beta popáleninami, takže mnoho tvrzení bylo zamítnuto. Jiné testy na testovacím místě v Nevadě také způsobily spad a související beta popáleniny u ovcí, koní a dobytka [42] . Během operace Upshot-Knothole utrpěly ovce, které byly 80 km daleko od testovacího místa, beta popáleniny na zádech a nosních dírkách [41] .
Během podzemních jaderných zkoušek v Nevadě se u několika pracovníků vyvinuly popáleniny a kožní vředy, které lze částečně připsat působení tritia [43] .
Popáleniny beta byly vážným zdravotním problémem pro některé oběti černobylské katastrofy ; ze 115 pacientů léčených v Moskvě mělo 30 % popáleniny na 10–50 % povrchu těla, 11 % mělo popáleniny na 50–100 % kůže; masivní expozice byla často způsobena oblečením politým radioaktivní vodou. Někteří hasiči utrpěli beta popáleniny plic a nosohltanu poté, co se nadýchali velkého množství radioaktivního kouře. Z 28 úmrtí mělo 16 jako příčinu kožní léze. Beta aktivita byla extrémně vysoká, poměr beta/gama dosahoval 10-30 a energie beta záření byla dostatečně vysoká, aby poškodila bazální vrstvu kůže, což vedlo k infekčním portálům na velké ploše, zhoršené poškozením kostní dřeně. a oslabený imunitní systém.. Někteří pacienti dostávali kožní dávky 400-500 Gy. Infekce způsobily více než polovinu akutních úmrtí. Několik lidí zemřelo na popáleniny beta čtvrtého stupně mezi 9-28 dny po dávce 6-16 Gy. Sedm lidí zemřelo po dávce 4-6 Gy a popáleninách beta třetího stupně po 4-6 týdnech. Jeden zemřel později na popáleniny beta druhého stupně a dávku 1–4 Gy [43] . U přeživších dochází k atrofii kůže, která má arachnoidální pruhy a subkutánní fibrózu [14] .
Popáleniny se mohou objevit v různých částech těla v různou dobu. U likvidátorů černobylské havárie se popáleniny objevily nejprve na zápěstích, obličeji, krku a chodidlech, poté na hrudi a zádech, poté na kolenou, bocích a hýždích [44] .
Zdroje radiační terapie mohou způsobit popáleniny beta, když jsou pacienti ozařováni. Zdroje mohou být také ztraceny a zneužity, jako se to stalo během nehody v Goiânia, během níž několik lidí utrpělo vnější beta popáleniny a vážnější gama popáleniny a několik lidí zemřelo. Při radioterapii dochází také k četným nehodám v důsledku poruchy zařízení, chyby obsluhy nebo nesprávného dávkování.
Zdroje elektronového paprsku a urychlovače částic mohou být také zdroji beta hoření [45] . Popáleniny mohou být dosti hluboké a vyžadují transplantaci kůže, resekci tkáně nebo dokonce amputaci prstů nebo končetin [46] .
Radiační popáleniny by měly být co nejdříve překryty čistým, suchým obvazem, aby se zabránilo infekci. Mokré obvazy se nedoporučují [47] . Přítomnost kombinovaného poranění (ozáření plus trauma nebo radiační popálenina) zvyšuje pravděpodobnost rozvoje generalizované sepse [48] . To vyžaduje podávání systémové antimikrobiální terapie [49] .