Ионизирующие излучения, их классификация и воздействие на человека

В этих условиях воздействия активно работают компенсаторные механизмы. При этом имеют место скрытые нарушения, выявляемые, в частности, при помощи функциональных и экстремальных нагрузок. Такой сдвиг может быть неблагоприятным. Таким образом, эффективная доза, равная 8 сГр, является пороговой, начиная с которой могут иметь место случаи, указывающие на нарушение здоровья. При дополнительном воздействии других неблагоприятных факторов существует вероятность роста общесоматических заболеваний. Радиационный фактор выступает лишь как одно из условий этого роста. Уровень воздействия с эффективной дозой, равной 30 - 60 сГр, характеризуется изменениями в кроветворной, иммунной и нейроэндокринной системах, которые достоверно (р < < 0,05) отличаются от контроля, более стойко сохраняются и (или) выходят за пределы физиологических колебаний. Перечисленные признаки характеризуют этот уровень как перенапряжение механизмов адаптации или недостаточность адаптации. Такой результат воздействия является по общепринятому мнению неприемлемым. Таким образом, эффективная доза, равная 30 сГр, является пороговой, начиная с которой радиационный фактор выступает как причина развития и роста общесоматических заболеваний.

Особый интерес  представляет вопрос о длительной потере трудоспособности в результате общесоматических заболеваний при радиационном воздействии на человека. На основе предложенных данных можно сделать следующий вывод. Предположим, что длительная потеря трудоспособности может наступить только при возникновении устойчивой совокупности ряда симптомов - синдрома. Из приведенных данных следует, что такая ситуация может возникнуть при эффективной дозе, превышающей 30 сГр. Отсюда следует, что при облучении (однократно и кратковременно) практически здорового трудоспособного человека ионизирующим излучением в дозе менее 30 сГр опасность длительной потери трудоспособности отсутствует. При хроническом воздействии в течение года такой вывод справедлив для дозы менее 1 Гр.

ГЛАВА 3

Воздействие различных  видов излучения малых мощностей  на человека

Радиация, электромагнитные поля СВЧ и КВЧ диапазонов, ультразвук и экраны дисплеев, имеющие широкий спектр излучений – все эти факторы широко представлены в нашей повседневной жизни. Это телевизоры, компьютеры, печи СВЧ, сотовые телефоны, различные ультразвуковые устройства и т.д., а также проживание вблизи линий высоковольтной передачи, теле - и ретрансляционных башен, объектов использующих радиационные материалы.

На протяжении последних почти двадцати лет  небольшая группа сотрудников Института  проблем управления РАН занимается созданием методов обработки медицинской информации. В частности созданием объективных методов диагностики и управления лечением ряда неврологических заболеваний. Разрабатываемые методы базируются на обработке электрических потенциалов мышц человека. Запись электрических потенциалов называется электромиограммой (ЭМГ).

Исследование  физиологического и патологического  тремора человека позволили разработать  новый метод компьютерной обработки  ЭМГ. Метод основан на спектрально-статистическом анализе кривых электрической активности мышц.

При проведение различных экспериментальных исследований параллельно с подопытной группой  экспериментатор всегда использует контрольную группу. Обычно это субъекты, которые не несут в себе те или иные заболевания (если речь идет об исследованиях различных заболеваний) или не подвергаются тем или иным воздействиям в отличие от подопытной группы. В качестве контрольной группы часто выступали сотрудники Института проблем управления РАН. Для многих из них накапливались данные на протяжении более десятка лет. Эти исследования показали, что усредненные спектры человека сохраняются неизменными на протяжении этого времени.

Эти спектры  отражают физиологический тремор человека в норме. Усредненный спектр одного из испытуемых показан на рис.1. Предварительный анализ результатов обследования группы здоровых испытуемых (около 100 человек) позволил определить среднестатистические значения спектральных параметров нормы.

Проводя очередные  экспериментальные исследования в  сентябре 1986 с участием контрольной  группы, состоящей из наших сотрудников, мы столкнулись с резким изменением их спектральных характеристик. Все, ранее  стабильные на протяжении нескольких лет, показатели контрольной группы изменились. На рис.2 показано как изменился усредненный спектр одного из участников контрольной группы.

Поиски причин изменения ранее стабильных характеристик  нормы привели к мысли о  влиянии Чернобыльской катастрофы на жителей Москвы. Было решено провести исследования людей, непосредственно попавших в зону Чернобыльской аварии. Просмотр характеристик этой группы, позволил бы определить, реагирует ли ЦНС человека на радиационные воздействия малых доз.

В декабре 1986- январе 1987 года проведено обследование группы людей (34 человека), попавших в аварию на Чернобыльской АЭС и участвовавших в ее ликвидации в период апрель - август 1986 года. Исследования проводились на базе отделения радиационной неврологии Института биофизики МЗ СССР. Больные находились на лечении в клинике. Среди них 21 человек с диагнозом острая лучевая болезнь (ОЛБ) различной степени тяжести. Остальные 13 человек подверглись облучению в дозах, не приведших к возникновению ОЛБ. Дозы, полученные этими людьми, варьировались от 15 до 800 рентген. Возраст обследованных от 17 до 55 лет.

Обследование  и анализ результатов позволили  получить признак реакции ЦНС  человека на радиационное облучение. Выявленный признак не коррелировал со стадией  заболевания или полученной дозой. Напротив, чаще он был выявлен у лиц, не имеющих диагноз лучевая болезнь. Это можно объяснить, по сей видимости, тем, что люди, заболевшие лучевой болезнью, получили дозы, вызвавшие "глобальные изменения" в организме. Эти больные получали интенсивную терапию, перенесли несколько процедур переливания крови, все это могло "замазать" картину. Выявление же признака у людей, которые находились на профилактическом осмотре, т.к. не получили повышенных доз радиации, и по клинике не считались пораженными, заставил обратить внимание на людей, профессионально связанных с радиационными воздействиями и получивших нормативные для этой отрасли дозы. В 1988- 1990 годах для исследования влияния длительного воздействия малых мощностей облучения было проведено обследования персонала Калининской АЭС (84 человека) и Ленинградской АЭС (47 чел.).

В эти группы входили работники различных  цехов (реакторного, турбинного, электро-, химического и ремонтного, а также  отдел охраны труда и радиационной безопасности) в возрасте от 22 до 55 лет и стажем работы на АЭС от 2 до 30 лет. Для определения длительности периода сохранения признаков реакции на радиационное воздействие у людей, получивших малые и средние дозы облучения, в 1990г. проводилось обследование участников ликвидации аварии на ЧАЭС. Обследовано 24 мужчин в возрасте от 33 до 56 лет, получивших в период 1986 -1988 гг. дозы, не превышающие 30 рентген. Обследование проводилось в клинике кафедры военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (г.Санкт-Петербург). В контрольную группу людей, профессионально не связанных с радиационным фактором, вошли:

1.Курсанты Военно-медицинской  академии им.С.М.Кирова -20 чел.;

2.Студенты и  преподаватели Санкт-Петербургского  технического университета- 24чел.;

3.Сотрудники Института проблем управления РАН г.Москва -20 чел

4.Рабочие завода  по обработке цветных металлов  г.Москва - 44 чел. 

Для всех исследуемых  групп людей, получивших различные  дозы радиационного облучения непосредственно  после облучения или через  несколько лет после него, а также находящихся в зоне длительного влияния малых мощностей радиации, было получено статистически достоверное различие значения параметра, определяющего реакцию человека на радиационное воздействие, от значений этого параметра для групп людей профессионально не связанных с этим фактором.

На диаграмме ( рис.3) показано в % число людей, имеющих  признак реакции ЦНС на радиационное воздействие во всех исследуемых  группах. Все контрольные группы слиты в одну группу "норма".

Наблюдение  за контрольной группой "норма ИПУ", изменивших свои характеристики в 1986 году, на протяжении 1987-1993 годов показало, что уже в 1987 году характеристики некоторых испытуемых стали смещаться в сторону нормализации. Отметим, что до 1986 года группа "норма" имела 4% людей с признаком, соответствующим реакции на воздействие.

На диаграмме (рис.4) показано как менялся % людей  в группе "норма", имеющих отклонения, по годам 

Таким образом, обследование ликвидаторов аварии на ЧАЭС через 3-4 года после облучения  и наблюдение за "нормой" на протяжении 7 лет показало, что признак реакции человека на воздействие малых доз радиации сохраняется не менее года. Характеристики нормализуются в течение 2-4 лет после воздействия. По всей видимости, возникновение реакции человека на воздействие, а также время сохранения признака реакции зависит от индивидуальных особенностей организма человека.

Дисплей

Люди, работающие на персональных компьютерах (ПК), часто  жалуются на головные боли, повышенную утомляемость и ухудшение зрения. Но влияние ПК характеризуется не только этими симптомами. Экран дисплея ПК является источником широкого спектра излучения малой интенсивности. Проводились обследования людей, работающих на ПК от 2 до 6 лет по 3-6 часов в день (32 человека). У 64% были обнаружены отклонения характеристик.

Экспериментальные исследования воздействия электромагнитных волн

СВЧ-диапазон. В  Исследованиях участвовала группа врачей-добровольцев, подвергавшихся специальному локальному облучению  кистей рук электромагнитным полем  СВЧ - диапазона (F=2450 МГц, W=50 мВт/см²). Работа проводилась совместно с Институтом гигиены труда и профзаболевания. Каждый испытуемый облучался 4 раза с промежутками в несколько дней. Длительность сеанса облучения 20 мин. До 1 сеанса и через 1 - 1,5 часа после каждого сеанса испытуемых обследовали по разработанной методике.

Анализ полученных данных показал, что после первого  сеанса у всех испытуемых изменился  характер спектров ОЭМГ. Причем изменения  произошли не только в спектрах ОЭМГ мышц рук (облучались кисти рук), но и в спектрах ОЭМГ мышц ног.

Этот эффект сохранялся после последующих сеансов без изменения, что говорит о том, что даже локальное облучение электромагнитным полем СВЧ-диапазона вызывает общую реакцию организма. Эти же испытуемые проходили параллельно подробное клиническое обследование. Никаких клинических проявлений эти обследования не выявили. Через год выявленные нами признаки сохранились у всех испытуемых, а через 2 года у одного испытуемого признаки нормализовались, т.е. вернулись к фоновому значению, а у остальных испытуемых наблюдалась тенденция к нормализации.

КВЧ-диапазон. Исследования проводились совместно с Институтом высшей нервной деятельности (лабораторией электромагнитных воздействий) с участием 3 испытуемых, на которых осуществлялось воздействие и контрольной группы из 5 человек. Осуществлялось локальное воздействие на кисть руки электромагнитным полем ММ диапазона. Для воздействия использовался специальный КВЧ - излучатель, применяемым для физиотерапевтических процедур в медицине. Длина волны излучения 5,6 мм, мощность излучателя 10мВт/см². Время воздействия 20 минут. Проводилось воздействие на правую руку (от 3 до 6 сеансов) и спустя 3-5 месяцев на левую руку (также до 6 сеансов). До начала сеанса воздействия и после сеанса регистрировалась электрическая активность мышц испытуемых. Сеансы проводились с двух - трехдневными перерывами. Для контрольной группы в 5 экспериментах регистрировалась электрическая активность мышц. Каждое обследование проводилось также с двух- трехдневным разрывом. Условия проведения эксперимента для всех испытуемых были одинаковы. Перед каждым сеансом проводилась запись исходного состояния испытуемого и запись после воздействия.

Изменения в  спектрах подопытной группы были зафиксированы  после второго сеанса воздействия. Причем эти изменения вначале  фиксировались на стороне, контрлатеральной воздействию.

Исследование, проведенное через год после  второй серии экспериментов, показало нормализацию спектров, т.е. возврат  к первоначальному фону.

В контрольной  группе никаких закономерных изменений  выявлено не было.

Таким образом, экспериментальное исследование реакции человека на воздействие электромагнитных полей КВЧ диапазона показало, что эта реакция наблюдается и первые ее признаки появляются на контрлатеральной стороне.

Ультразвук. Воздействие  ультразвука на организм человека исследовалось с участием врачей, работающих с ультразвуковой диагностической аппаратурой (15 человек). Стаж работы с УЗ аппаратурой у обследуемых лежал в диапазоне от 1 до 10 лет. У всех обследуемых были выявлены изменения спектрально - статистических характеристик по сравнению с нормой. При этом многие испытуемые жаловались на частые головные боли, усталость, вялость. Клинические исследование данной группы не показали каких-либо характерных изменений.

ВЫВОДЫ

Приведенные примеры, отвечают на вопрос, поставленный в заглавии. Центральная нервная система человека является тонко реагирующим датчиком на различные внешние воздействия. Эта система управляет не только мышцами человека, но и другими органами. Можно сделать предположение, что если ЦНС меняет свое состояние (под воздействием какого-либо фактора), то это может найти свое отражение и в нарушении работы любого органа. Если предположить, что выявленный нами признак реакции человека на воздействия различных физических факторов есть показатель изменений ЦНС, то это может найти свое отражение и в различного рода вегетативных нарушениях. В [25] показано, что Чернобыльская катастрофа привела к тенденции роста заболеваемости по всем основным классам болезни населения, проживающего на загрязненных территориях. Таким образом, если действие фактора малой интенсивности было не однократным, то можно предположить, что это отразиться на состоянии здоровья человека.

Разработанный метод компьютерной обработки сигналов электрической активности мышц может  использоваться для:

определения реакции  индивидуума на рассматриваемые  в работе физические факторы воздействия;

мониторинга состояния  населения, живущего в экологически неблагоприятных районах, а также  людей профессионально связанных  с различными ионизирующими и  неионизирующими воздействиями.