Сучасний стан світового розвитку характеризується загостренням проблеми необхідності підтримання достатнього рівня екологічної безпеки життєдіяльності населення. Антропогенна технологічна діяльність людства за останні десятиріччя стала вельми суттєвим фактором негативного впливу на загальні екологічні показники довкілля. Дія радіаційних, хімічних, електромагнітних, теплових та інших чинників забруднення оточуючого людину навколишнього середовища привертає все більшу увагу вчених і фахівців та викликає постійну стурбованість, а іноді - при наявній чи удаваній загрозі виникнення надзвичайних ситуацій – і велику тривогу громадськості. Можна стверджувати, що проблема надійного об’єктивного моніторингу (в тому числі радіаційного) оточуючого середовища для забезпечення необхідного для безпечного та комфортного існування людини рівня екологічної безпеки, стане в найближчі роки одним із найбільш актуальних завдань забезпечення постійного сталого розвитку в індустріальних країнах світу.
Після катастрофи на ЧАЕС у населення України підтримується майже постійне бажання отримувати зрозумілу та достовірну інформацію про радіаційний стан навколишнього середовища - так званий зовнішній “радіаційний фон”, рівень котрого на сьогодення насправді практично не має відношення до справжніх нагальних проблем радіаційної безпеки та радіологічного захисту населення держави.
Для більшості населення протягом усього після аварійного періоду засоби масової інформації (ЗМІ) були основним джерелом отримання більш менш об’єктивних відомостей про радіаційний стан оточуючого їх довкілля. Замовчування, неповні, неясні чи протиріччі дані викликали (та підчас і викликають при виникненні некваліфікованої “дутої” сенсації ЗМІ) багатократно збільшений негативний психоемоційний ефект, формували (та й формують) недовіру і незадоволення людей до отриманої інформації і, як наслідок – зростання соціально-психологічної напруги в суспільстві. Взагалі, насправді об’єктивно достатньо складна проблема коректної оцінки реального рівня радіаційної небезпеки та очікуваних негативних наслідків помножена на вкрай низький рівень радіаційно-гігієнічних знань, підчас не дозволяє населенню реально оцінювати ступінь ризику, спричинений Чорнобильською катастрофою й відповідно адекватно реагувати. Якщо ж говорити про реально існуючу та особливо потенціальну, так звану “чорнобильську” загрозу, то вона полягає не в техногенне підсиленому зовнішньому “фоновому” опроміненні людей, а в проблемі постійного суттєвого додаткового внутрішнього опромінення, в зв’язку із споживанням у деяких радіаційно забруднених районах України (зокрема і в Київський області) окремих продуктів (в першу чергу лісних грибів і ягід та молока, м’яса й картоплі місцевого виробництва), що містять техногенні “чорнобильські” радіонукліди. Ця обставина підтверджується багаторічними дослідженнями (зокрема, Науковим центром радіаційної медицини АМН України) та постійними моніторинговими чисельними вимірюваннями на мобільних та стаціонарному (так званому експертному) спектрометрах (лічильниках) випромінювання людини на статистично значущих контингентах населення.
Тому для України особливо важливим у колі всіх різноманітних екологічних проблем є завдання з організації надійного захисту населення від негативного впливу радіації – іонізуючого випромінювання різного походження – як природного так і техногенного та своєчасного зваженого й об’єктивного інформування.
На цей час можна констатувати, що медичне діагностичне опромінення є основним техногенним джерелом опромінення людини та взагалі другим за внеском (після природного) серед всіх типів іонізуючого випромінювання (так званої “радіації”), що впливають на населення України. За різними незалежними експертними оцінками, внесок саме медичного діагностичного опромінення в загальну колективну ефективну дозу опромінення населення становить не менше третини. В той же час, слід підкреслити, що на галузь атомної енергетики (яка є об’єктом підвищеної уваги людської спільноти), за умови штатної роботи вітчизняних АЕС та аваріях (звісно, виключаючи за проектні аварії на кшталт катастрофи на ЧАЕС), припадає не більше 1% загальної популяційної дози опромінення населення.
Сучасний стан розвитку світової медицини і променевої діагностики зокрема характеризується постійним нарощуванням обсягів досліджень із використанням різних джерел іонізуючого випромінювання та відповідно збільшенням антропогенного дозового навантаження на населення і персонал. Тому одним із головних завдань сталого розвитку вітчизняної медицини в галузі забезпечення необхідного рівня радіаційної безпеки, що відповідає світовим стандартам та законодавству України, є розробка та постійне впровадження заходів по зменшенню ефективних доз опромінення населення (пацієнтів та добровольців) і персоналу саме при проведені діагностичних радіологічних процедур.
Фахівцям відомо, що основний внесок у загальне медичне опромінення населення України вносить опромінення пацієнтів при масових (скринінгових) рентгенодіагностичних дослідженнях органів грудної порожнини – так званої флюорографії – за експертними оцінками до 90–95% загальної дози від медичного опромінення [Калмыков Л. З., Корнеева В. В., Петрук Д. А. и др., 1996; А.М. Сердюк, И.П. Лось, 2004; Д.О. Сіднєв, 2005]. Тому саме цьому напрямку необхідно приділяти першорядну увагу, зокрема, у науковому, методологічному, дозиметричному та захисному аспектах. Основні зусилля варто спрямовувати на зменшення опромінення найбільш радіочутливого контингенту – дітей (організм яких розвивається).
Тенденції світового розвитку сучасної променевої діагностики та її основної складової – рентгенодіагностики, незаперечно свідчать, що майбутнє належить саме цифровим засобам і технологіям медичної візуалізації із широким використанням сучасних цифрових приймачів рентгенівського випромінювання (зокрема, на базі різних видів напівпровідникових детекторів). Слід зазначити, що все більш широке впровадження комп'ютерних систем і цифрових технологій у практику рентгенодіагностики, що є найбільш масовою та, у той же час, найбільш консервативною частиною медичної візуалізації, забезпечує можливість економічно обґрунтованого, ефективного та суттєвого зниження променевих навантажень на пацієнтів і персонал при проведенні рентгенологічних досліджень.
Забезпечення державної підтримки цього процесу є дуже важливою обставиною для збереження здоров'я людини на етапі нашого екологічно напруженого періоду розвитку людської цивілізації. Крім того, впровадження сучасних цифрових систем і технологій (зокрема із сучасними напівпровідниковими сенсорами іонізуючого випромінювання) у практику рентгенодіагностики (у першу чергу, це стосується, так званих «профілактичних» флюорографічних досліджень, що охоплюють практично все доросле населення) дозволяє значно підвищити діагностичну інформативність і, відповідно, якість діагностичних процедур. Не маловажним тут є й економічний аспект, тому що сучасні цифрові технології дозволяють значно знизити матеріалоємність конструкцій рентген-апаратів, їхнє енергоспоживання, істотно збільшити пропускну здатність при експлуатації та практично відмовитися від необхідності так званих “повторних” знімків (доля яких при використані аналогових плівкових апаратів складає близько 10%) [Н.Н. Блинов, 2002].
Конструкції сучасних цифрових рентген-апаратів (зокрема флюорографів вітчизняного виробництва) у залежності від типу приймача (детектора) рентгенівського випромінювання і, відповідно, технології одержання та обробки діагностичного зображення можна умовно розподілити на два класи: матричні (в першу чергу це – класичні ПЗЗ (прилади із зарядовим зв’язком) матриці та повноформатні матриці на основі різних типів сенсорів, де площа детектора порівнянна з площею легень пацієнта) та скануючи, що діють за принципом сканування вузьким “віяло” подібним рентгенівським променем за кадром зображення. В теорії та практиці радіаційного захисту при аналізі процесів проходження іонізуючого випромінювання через об’єкт діють поняття так званих геометрій опромінення – геометрія вузького (“добра” геометрія) та широкого (“погана” геометрія) пучків променів [В.Ф. Козлов, 1991, Д.О. Сіднєв, 2005]. Для геометрії вузького пучка характерно те, що детектор реєструючи виключно нерозсіяне пряме випромінювання, відповідно не створює додаткові хибні образи (так звані - артефакти медичної візуалізації) та усувається суттєве дозове навантаження на пацієнта, що в основному створюється за рахунок розсіяного рентгенівського випромінювання. Це додаткове неінформативне дозове навантаження у випадку застосування традиційної геометрії опромінення широким пучком, що характерно для класичних конструкцій рентген-апаратів (в тому числі із ПЗЗ матрицями), формується в критичних органах та тканинах за рахунок передачі їм енергії рентгенівського випромінювання при багатократному відбивані променів від щільних середовищ (в першу чергу різних кісток) тіла людини.
Вітчизняні підприємства на цей час уже мають достатній досвід та засвоїли виробництво сучасних рентген-апаратів різного призначення. Серед провідних виробників можна зазначити:
– завод рентгенобладнання “Квант” разом із “Укррентгенпром”
(м. Харків) виробляє флюорографічні, рентгенографічні та рентгеноскопічні апарати із конструкціями, що ґрунтуються на застосуванні ПЗЗ матриць;
– НВО “Телеоптик”, м. Київ зосереджуються в основному на апаратах, де приймачем рентгенівського випромінювання є так звані оригінальні мультікамерні повноформатні матриці фотодіодів (під загальною назвою “Альфа”);
– Київське ВО “Медапаратура” виробляє пересувні й стаціонарні рентгенівські комплекси різного призначення та флюорографи з цифровою обробкою зображення за класичними схемами;
– підприємство “Крас”, м. Київ - представляє найбільший інтерес для нашого аналізу тому, що розробляє та випускає різні типи апаратів – починаючі від класичних цифрових на базі різних видів ПЗЗ матриць і закінчуючи сучасними скануючими конструкціями (із наднизькими рівнями дозового навантаження на пацієнтів) на основі лінійок кремнієвих напівпровідникових сенсорів.
Разом ці підприємства поставляють на вітчизняний ринок не більше кілька сотень апаратів різного призначення на рік. Реальна ж потреба вітчизняного ринку набагато більша та стримується тільки браком коштів у замовників та негативною тенденцією на закупівлю імпортних апаратів (зокрема, “дешевих” флюорографів китайського виробництва), що обумовлена недосконалим законодавством та, відповідно, підчас хибною недалекоглядною тендерною практикою державних закупівель в Україні.
Зараз в Україні постійно знаходяться в експлуатації понад 10 тис. рентген-апаратів загального призначення (не включаючи стоматологічні, коректно підрахувати кількість котрих взагалі дуже важко), значна частина яких (за оцінками експертів понад 70%) фізично зношена чи має морально застарілі конструкції із надто високим дозовим навантаженням на пацієнтів та персонал. На таких апаратах в Україні проводять кілька десятків млн. діагностичних рентгенологічних досліджень на рік [Д.О. Сіднєв, 2005]. Тому проблема прискорення заміни та/чи модернізації парку рентгенологічного обладнання з організацією постійного моніторингу цього процесу та його складових в Україні набуває державного значення, Ця обставина пояснюється тим, що переважна більшість медичних установ, де використовуються діагностичні рентген-апарати загального призначення мають саме державне підпорядкування.
На наш погляд при вирішенні загально державної проблеми переоснащення фізично зношених та морально застарілих конструкцій рентген-апаратів та забезпечення необхідного рівня радіаційної безпеки в медичній рентгенодіагностиці України потрібно більшу увагу приділити сучасним скануючим конструкціям та відповідним цифровим технологіям (зокрема, із застосуванням лінійок напівпровідникових сенсорів іонізуючого випромінювання). Зосередження нашої уваги саме до таких рентген-апаратів пояснюється тим, що в порівнянні з іншими поширеними типами сучасних цифрових флюоро – і рентгенографічних технологій використання скануючих рентген - апаратів на базі лінійок напівпровідникових детекторів надає наступні суттєві переваги:
- за рахунок практичної відсутності негативної дії неінформативного розсіяного рентгенівського випромінювання на приймач рентген-апарата значно зменшується значення необхідної (для забезпечення достатньої якості отриманого зображення) експозиційної дози на кадр і, відповідно – суттєво (в порівнянні з ПЗЗ матрицями в 10 і більше разів) знижуються ефективні дози опромінення пацієнтів, що є предметом державного санітарно-гігієнічного нормування та контролю;
- значно підвищується контрастна чутливість отриманого зображення (рівень контрасту становить не гірше 0,5%, що на порядок перевищує вимоги діючих в Україні стандартів) та забезпечується її невелика залежність від дози на кадр, що значно зменшує вимоги до оптимального вибору параметрів режиму дослідження та відповідно відсоток “бракованих” знімків. Це забезпечується внаслідок практично повної відсутності впливу розсіяного рентгенівського випромінювання на якість отриманого зображення, а також через усунення взаємного негативного впливу (шуму) сусідніх елементів детектування за напрямком сканування лінійки детекторів;
- забезпечується максимально можливий динамічний діапазон рентген-апарата та відповідно здатність на отриманому діагностичному зображенні одночасно реєструвати деталі досліджуваного об'єкта на тлі середовищ з різним ступенем поглинання рентгенівського випромінювання, що значно знижує необхідність додаткових знімків для уточнення діагнозу;
- достатньо висока роздільна здатність (3 - 4 пари ліній/мм, що відповідає вимогам більшості скринінгових рентгенологічних досліджень) забезпечується на всьому діапазоні інтенсивностей випромінювання та реалізується відносно простими методами і відповідно дешевими засобами;
- досягається оптимальне співвідношення між якістю медичної діагностики і собівартістю проведення рентгенологічних процедур (у тому числі за рахунок відносно низьких експлуатаційних витрат, що зокрема, обумовлено ремонтоздатністю напівпровідникових лінійок скануючих приймачів);
- забезпечується принципова можливість розробки конструкцій рентген - апаратів для цифрової візуалізації об'єктів великих розмірів – аж до одночасного одержання зображення всього тіла людини, що важливо при проведені клінічної експрес діагностики політравм у закладах швидкої допомоги. Практична реалізація таких конструкцій взагалі неможлива при застосуванні інших типів приймачів рентгенівського випромінювання.
Можна констатувати, що за таким базовим інтегральним показником, як якість рентгенологічних досліджень, що обумовлений співвідношенням «обсяг отриманої діагностичне корисної інформації / дозове навантаження на пацієнта», цифрові скануючи технології медичної рентгенодіагностики (зокрема з приймачами рентгенівського випромінювання на базі лінійок напівпровідникових сенсорів) значно випереджають всі інші види існуючих сучасних рентгенодіагностичних технологій.
Взагалі на шляху вирішення комплексної проблеми обмеження медичного діагностичного опромінення населення в Україні на цей час можна зазначити наступні основні пріоритетні завдання:
1) Розробка та своєчасне впровадження в практику охорони здоров`я нових (гармонізованих із законодавством та регулюючою базою країн ЄС) нормативно - методичних документів з радіаційної безпеки та радіологічного захисту, відтворюючих сучасний рівень наукових досягнень, технологічних і економічних можливостей держави;
2) Збільшення державних замовлень на технічне переоснащення служби променевої діагностики (в першу чергу рентгенодіагностики) сучасною вітчизняною низькодозовою діагностичною апаратурою;
3) Інтенсифікація процесу модернізації наявних рентгенівських апаратів із оснащенням їх пристроями, що знижують променеве навантаження, та обладнання рентгенівських кабінетів сучасною апаратурою для фотообробки плівки;
4) Повне забезпечення пацієнтів, персоналу та добровольців, які добровільно надають допомогу пацієнтам (дітям, інвалідам і травмованим хворим) при проведені радіологічних процедур необхідними засобами і методами радіаційного захисту та, при необхідності, регламентованими приборами індивідуального дозиметричного контролю;
5) Розробка комплексної державної програми контролю якості медичного обладнання із джерелами іонізуючих випромінювань (включаючи питання сертифікації, своєчасного технічного обслуговування та метрологічної перевірки) та діагностичної якості проведення радіологічних процедур;
6) Розробка та впровадження в медичну практику новітніх діагностичних алгоритмів різних захворювань із застосуванням різних методів і методик променевої діагностики (в тому числі, без використання іонізуючих випромінювань, наприклад, альтернативну термодіагностику), що забезпечить проведення діагностики на сучасному світовому рівні з одночасним зниженням променевого навантаження на пацієнтів та персонал.
Частка методів променевої діагностики із застосуванням іонізуючого випромінювання в загальному процесі медичної діагностики постійно зростає, у тому числі і при скринінгових дослідженнях, що суттєво впливає на постійне зростання загального дозового навантаження на населення України. Тому вкрай необхідно створення та впровадження єдиної державної системи моніторингу якості розробки, виготовлення, сертифікації та експлуатації малодозових цифрових рентген-апаратів і відповідних технологій, що ґрунтується на різнопланових міжгалузевих науково-дослідних роботах і дозволить суттєво знизити дозові навантаження на пацієнтів і персонал та підвищити якість діагностичних процедур. Це може бути досягнуто завдяки організації більш ефективного використання наявних та розробляємих засобів, методик та технологій цифрової рентгенодіагностики.
Слід зазначити, що саме в медицині зосереджено найбільші потенційні резерви для обмеження та зниження загальних дозових навантажень на населення України з урахуванням найменших витрат і найбільшого ефекту без шкоди для клінічної інформативності та здоров'я людини. Даний пріоритет визнають провідні профільні міжнародні організації. Зокрема, експерти МАГАТЕ неодноразово констатували необхідність зосередження зусиль відповідних інститутів та відомств України на проблемі зменшення дозових навантажень саме в променевій діагностиці, а не займатися подоланням тільки «постчорнобильских» проблем радіаційного захисту населення.
Взагалі обмеження медичного діагностичного опромінення в Україні, з урахуванням наслідків катастрофи на Чорнобильській АЕС і наявності на значній території підвищеного природного радіоактивного фона (в основному пов'язаного з радоном та його дочірніми продуктами розпаду), є комплексною проблемою загальнодержавного значення. Створення та своєчасне впровадження в практику сучасних засобів, методик та регламентуючих документів моніторингу (постійного контролю) якості розробки, виготовлення, сертифікації та експлуатації сучасних вітчизняних малодозових цифрових рентген-апаратів та відповідних технологій дозволить забезпечити право громадян України на безпечні для здоров'я умови діагностики та лікування, що дозволить значно знизити ризик виникнення індукованих стохастичних радіологічних ефектів, характерних для дії так званих “малих” доз радіації. В часовій перспективі ж, реалізація практичних заходів стосовно суттєвого зниження ефективних доз медичного діагностичного опромінення дозволить зменшити як загальний рівень онкологічної захворюваності населення України так і ймовірність очікуваних генетичних порушень та аномалій у новонароджених.
