40 лет после аварии на Чернобыльской АЭС. Разработка и применение технологий ретроспективной дозиметрии при неконтролируемых радиационных воздействиях на население и последующая конверсия этих технологий для применения в онкорадиологии: краткий аналитический обзор

Автор: Степаненко В.Ф., Каприн А.Д., Иванов С.А., Шегай П.В., Иванов В.К., Богачева В.В., Жарова Е.П., Петухов А.Д., Дорохов А.В., Киселёва М.В., Бирюков В.А., Коротков В.А., Кучеров В.В., Петросян А.П., Сигов М.А., Крылов В.В., Шуринов А.Ю., Петросян К.М., Кочетова Т.Ю., Власова О.П., Тищенко В.К., Иванников A.И., Хайлов А.М., Жумадилов К.Ш., Сарсенова С.М., Хоши М.

Журнал: Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра) @radiation-and-risk

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 2 т.35, 2026 года.

Бесплатный доступ

В кратком виде рассмотрены: а) роль и место разработанных и реализованных с участием специалистов ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России расчётных и инструментальных методов ретроспективной дозиметрии (РД) в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС для населения, проживающего на загрязнённых радионуклидами территориях Российской Федерации; б) последующее развитие технологий РД применительно к онкорадиологии – для in vivo дозиметрии при брахитерапии злокачественных опухолей различных локализаций и дозиметрии внутреннего облучения опухолевых образований и органов риска при радионуклидной терапии. Представленный краткий аналитический обзор демонстрирует конверсию методов РД, разработанных в ответ на экстремальные вызовы крупномасштабной радиологической аварии, в инструментальные и расчётные технологии дозиметрии очагов и органов риска пациентов, предназначенные для систематического использования в онкорадиологии, с целью обеспечения дозиметрических гарантий качества и безопасности методов брахитерапии и радионуклидной терапии злокачественных новообразований.

Еще

Авария на Чернобыльской АЭС, методы ретроспективной дозиметрии населения, ретроспективная дозиметрия внешнего облучения, ретроспективная дозиметрия внутреннего облучения, радиационная эпидемиология, радиационная безопасность, онкорадиология, радиология, ядерная медицина, in vivo дозиметрия при брахитерапии, дозиметрия пациентов при радионуклидной терапии

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/170213169

IDR: 170213169   |   УДК: 614.876(470):539.1.074:615.849   |   DOI: 10.21870/0131-3878-2026-35-2-207-226

40 years after the Chernobyl nuclear power plant accident. Development and application of retrospective dosimetry technologies for uncontrolled radiation exposure of the population and subsequent conversion of these technologies for use in oncoradiology: a brief analytical review

The article briefly describes: a) the role and place of computational and instrumental methods of retrospective dosimetry, developed and implemented with the participation of specialists from the National Medical Research Center of Radiology of the Ministry of Health of the Russian Federation, in assessing the consequences of the Chernobyl accident for the population living in the territories of the Russian Federation contaminated with radionuclides; b) the subsequent development of retrospective dosimetry technologies in application to oncoradiology – for in vivo dosimetry in brachytherapy of malignant tumors of various localizations and for dosimetry of internal irradiation of tumor formations and organs at risk during radionuclide therapy. This brief analytical review demonstrates the conversion of retrospective dosimetry methods developed in response to the extreme challenges of a largescale radiological accident into instrumental and computational technologies for dosimetry of foci and organs at risk in patients, intended for systematic use in oncoradiology – with the aim of providing dosimetric guarantees of the quality and safety of brachytherapy and radionuclide therapy methods for malignant neoplasms.

Еще

Текст научной статьи 40 лет после аварии на Чернобыльской АЭС. Разработка и применение технологий ретроспективной дозиметрии при неконтролируемых радиационных воздействиях на население и последующая конверсия этих технологий для применения в онкорадиологии: краткий аналитический обзор

Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. привела к крупнейшему в современной истории человечества выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду и неконтролируемому радиационному воздействию на население загрязнённых радионуклидами территорий.

Оперативная информация о причинах, масштабах и прогнозируемых последствиях аварии была представлена в августе 1986 г. Международному агентству по атомной энергии (МАГАТЭ) в докладе советской делегации (руководитель делегации академик АН СССР В.А. Легасов). Доклад

Степаненко В.Ф.* – зав. лаб., д.б.н., проф.; Иванов С.А. – директор, чл.-корр. РАН, д.м.н., проф. каф. РУДН; Иванов В.К. – науч. рук. НРЭР, Председатель РНКРЗ, чл.-корр. РАН, д.т.н., проф.; Богачева В.В. – в.н.с., к.б.н.; Петухов А.Д. – с.н.с., к.б.н.; Дорохов А.В. – инж.-иссл.; Киселёва М.В. – зав. отд., д.м.н., проф.; Бирюков В.А. – зав. отд., к.м.н., доцент; Коротков В.А. – зав. отд., к.м.н.; Кучеров В.В. –зав. отд., к.м.н.; Петросян А.П. – врач-радиолог, к.м.н.; Сигов М.А. – зав. отд.; Крылов В.В. –зав. отд., директор ИЯМ, д.м.н.; Шуринов А.Ю. – зам. директора ИЯМ, к.м.н.; Петросян К.М. – врач-радиолог; Кочетова Т.Ю. – врач-радиолог; Власова О.П. – в.н.с., к.б.н.; Тищенко В.К. – зав. лаб., д.б.н.; Иванников А.И. – в.н.с., к.ф.-м.н.; Хайлов А.М. – с.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Каприн А.Д. – ген. директор, директор МНИОИ им. П.А. Герцена, зав. каф. РУДН, акад. РАН, д.м.н., проф.; Шегай П.В. – зам. ген. директора, д.м.н.; Жарова Е.П. – уч. секр., к.б.н. ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Жумадилов К.Ш. – зав. каф., проф., PhD; Сарсенова С.М. – докторант. ЕНУ им. Л.Н. Гумилёва, Казахстан. Хоши М. – проф., PhD. Хиросимский университет, Япония.

советских экспертов состоял из двух частей общим объёмом около 20 печатных листов и сопровождался обширными фото- и видеоматериалами [1]. В итоговом заключении Международной консультативной группы по ядерной безопасности, подготовленном по результатам работы совещания МАГАТЭ, говорится: «Откровенное и открытое изложение материалов советскими экспертами было хорошо встречено участниками. По общему мнению, результаты совещания превзошли ожидания».

Дополнительные данные об экологических особенностях и медико-биологических последствиях аварии на Чернобыльской АЭС, полученных различными ведомствами и институтами в первые годы после аварии, были опубликованы в 1989 г. в журнале «Медицинская радиология» [2].

Последствия чернобыльской аварии на загрязнённых радионуклидами территориях Российской Федерации находились в поле зрения релевантных российских ведомств и научных организаций в течение последующих десятилетий. Так, Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий опубликованы Национальные доклады, где были изложены итоги и перспективы преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС по состояниям на 1996, 2006, 2011 и 2016 гг. В 2021 г. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН опубликовал Российский национальный доклад «35 лет чернобыльской аварии. Итоги и перспективы преодоления её последствий в России. 1986-2021». Прогноз и фактические данные, относящиеся к 30-летию после Чернобыля, представлены в книге, опубликованной ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России [3]. Оценки и анализ радиационных рисков для здоровья населения всех загрязнённых радионуклидами территорий Российской Федерации по данным Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР) приведены в монографиях [4-6].

Авария на Чернобыльской АЭС была отнесена к максимальному уровню 7 по Международной шкале INES (International Nuclear Event Scale), применяемой для оценки чрезвычайных ситуаций, связанных с гражданской атомной промышленностью. Трансграничный перенос радионуклидов был зафиксирован во многих странах северного полушария Земли [7], что явилось одной из причин международной кооперации по оценке последствий чернобыльской катастрофы и их преодолению как на уровне международных организаций, так и на уровне совместных много-сторонних/двусторонних межнациональных проектов.

МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России (МРНЦ), именовавшийся ранее МРНЦ РАМН, принял участие в ряде международных проектов, связанных с оценкой и преодолением последствий радиологической аварии в Чернобыле, включая проекты по разработке и применению методов и технологий ретроспективной дозиметрии: 1) участие в работе Технических комитетов МАГАТЭ по подготовке публикаций МАГАТЭ «Safety Series» [8, 9] и участие в проекте МАГАТЭ по использованию метода ЭПР-дозиметрии (электронный парамагнитный резонанс) для ретроспективной дозиметрии [10]; 2) участие в проектах ВОЗ: “International Programme on the Health Effects of the Chernobyl Accident (IPHECA)”, “IPHECA Programme. Dose Reconstruction. Project Protocol”; 3) участие в проекте Комиссии Европейских Сообществ “Retrospective dosimetry and dose reconstruction” (ECP 10) [11]; 4) сотрудничество с международными организациями (ВОЗ, КЕС, МАГАТЭ) с целью организация и проведения международной конференции по ретроспективной дозиметрии, состоявшейся в МРНЦ РАМН в 1998 г. [12]; 5) исследования в области ретроспективной дозиметрии в рамках двусторонних академических соглашений с Хиросимским университетом (Япония), и Евразийским национальным университетом им. Л.Н. Гумилёва (Республика Казахстан); 6) участие в разработке Международного Стандарта ISO (International Organization for Standardization) по ретроспективной дозиметрии [13].

По данным НРЭР, по состоянию на 2021 г. на территориях Российской Федерации, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие катастрофы на ЧАЭС, проживало почти полтора миллиона человек, каждый шестой из них постоянно проживал на территориях зоны отселения и зоны с правом на отселение [14].

Прошло 5 лет с того времени, когда в журнале «Радиация и риск» была опубликована серия статей в связи с 35-летием после аварии в Чернобыле [14-17]. В этих публикациях были подведены итоги исследований и работ, включая разработку методов ретроспективной дозиметрии населения, выполненных специалистами МРНЦ для изучения и минимизации последствий радиационного воздействия на население загрязнённых радионуклидами территорий Российской Федерации.

Термин «ретроспективная дозиметрия» (РД) означает комплекс технологий для оценки доз облучения, которые были получены в прошлом документально идентифицированным человеком, но не были установлены в период радиационного воздействия из-за отсутствия соответствующих аппаратурных, материальных или методических возможностей [10, 11, 18]. Комплекс технологий РД включает в себя сочетание расчётных и инструментальных методов [11], взаимно дополняющих друг друга. Инструментальные методы РД (люминесцентная РД по кварцевым включениям в техногенные объекты окружающей среды и ЭПР-дозиметрия по эмали зубов человека [11-13, 19-21]) применяются для верификации расчётных методов РД.

В представленном кратком обзоре рассмотрены роль и место разработанных и реализованных с участием специалистов ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России расчётных и инструментальных методов РД в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС для населения. Приведена информация о выполненных работах по конверсии методов РД, разработанных в ответ на экстремальные вызовы крупномасштабной радиологической аварии, в инструментальные и расчётные технологии дозиметрии очагов и органов риска пациентов. Эти методы предназначены для систематического использования в онкорадиологии с целью обеспечения дозиметрических гарантий качества и безопасности методов брахитерапии и радионуклидной терапии злокачественных новообразований.

  • 1.    Разработка и применение технологий ретроспективной дозиметрии для оценки последствий радиационного воздействия на население загрязнённых радионуклидами территорий Российской Федерации вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (опыт МРНЦ)

Ранний период после аварии. Массовый мониторинг 131I в щитовидной железе населения и использование полученных данных для дозиметрического обеспечения радиационно-эпидемиологических исследований заболеваемости раком щитовидной железы

В начальный (острый) период после аварии Чернобыльской АЭС наибольшую радиологическую опасность для населения (особенно детей, подростков и беременных женщин) представляло внутреннее облучение щитовидной железы (ЩЖ) радионуклидами йода, выброшенными в окружающую среду [2, 22].

В июне 1986 г. директор МРНЦ РАМН, академик РАМН А.Ф. Цыб представил в Минздрав СССР оперативный отчёт Центра о результатах оценок индивидуальных доз облучения ЩЖ [23] по результатам дозиметрического обследования населения (май 1986 г.) 7 районов Калужской области, загрязнённых радионуклидами (обследовано около 30 000 человек, в основном, дети, подростки и беременные женщины) [24-26].

Значимость результатов выполненной миссии по дозиметрическому мониторингу населения 7 районов Калужской области трудно переоценить. Все индивидуальные оценки доз внутреннего облучения ЩЖ, основанные на измерениях активности радиоактивного йода в ЩЖ, были оперативно переданы властям регионов и в Минздрав СССР для принятия решений. Полученные данные были использованы для принятия социальных и экономических решений в отношении населения, проживающего на загрязнённых территориях области. Кроме того, результаты инструментальных измерений в сочетании с данными, содержащимися в заполняемых в процессе измерений специальных индивидуальных дозиметрических опросниках, послужили фактологическим базисом для разработки и верификации математической модели, применяемой при оценках индивидуальных и средних доз облучения ЩЖ у лиц, проживавших на территориях, загрязнённых радионуклидами, но у которых измерения содержания 131I в ЩЖ не были проведены [26-29]. Сравнение результатов реконструкции доз облучения ЩЖ, полученных с помощью этой модели, с оценками индивидуальных доз, основанными на прямых измерениях активности 131I в ЩЖ, показало валидность применения разработанной модели реконструкции индивидуальных доз облучения ЩЖ для жителей загрязнённых районов Калужской области, у которых отсутствовали измерения содержания 131I в ЩЖ [26].

В последующие годы специальное радиационно-эпидемиологическое исследование заболеваемости раком ЩЖ с применением технологии «случай-контроль» было проведено на территории Брянской области. Исследование выполнено рамках международного проекта, в котором участвовали специалисты Медицинского радиологического научного центра, Брянского клинико-диагностического центра, Медицинского исследовательского центра гематологии, Брянского института патологии, Центра исследований рака им. Фреда Хатчинсона (Сиэтл, США) и Департамента эпидемиологии Школы общественного здравоохранения Вашингтонского университета (Сиэтл, США) [29, 30]. Участие МРНЦ в этом многоцентровом международном исследовании заключалось в разработке и реализации технологии ретроспективной оценки индивидуальных доз облучения ЩЖ и в получении необходимой информации (индивидуальные дозиметрические опросники) в ходе полевых миссий на загрязнённых радионуклидами районах Брянской области [27, 29, 30]. Эпидемиологическое исследование на этих территориях проводилось через 15 лет после аварии в Чернобыле, т.е. в период, когда выброшенные после аварии короткоживущие радионуклиды йода распались. Поэтому опыт использования индивидуальных дозиметрических опросников, в сочетании с данными измерений содержания радиоактивного йода в ЩЖ жителей Калужской области, относящихся к раннему послеаварийному периоду (май 1986 г.), оказался полезным для разработки технологии дозиметрической поддержки радиационно-эпидемиологического исследования в Брянской области по технологии «случай-контроль» [27].

Применение технологий ретроспективной оценки индивидуальных доз облучения ЩЖ в радиационно-эпидемиологических исследованиях по технологии «случай-контроль» и в когортных эпидемиологических исследованиях, позволило выявить факт радиационной зависимости частоты заболеваемости раком ЩЖ у детей и подростков, находившихся в этом возрасте на момент аварии и проживавших на радиоактивно загрязнённых территориях Брянской области в ранний послеава-рийный период, при этом у взрослых лиц эта зависимость не выявлена [3, 16, 29, 30].

Отдалённый период после аварии. Массовый мониторинг 137Сs во всём теле у населения

По распоряжению директора МРНЦ А.Ф. Цыба [23] регулярные ежегодные измерения активности 137Cs во всём теле у жителей загрязнённых территорий Калужской и Брянской областей были начаты в июле 1986 г. (к 1996 г. было обследовано более 200 000 жителей загрязнённых радионуклидами территорий) [17, 18, 28].

Так же, как и при оценках доз облучения ЩЖ, все индивидуальные оценки доз внутреннего облучения всего тела, основанные на измерениях с помощью спектрометров излучений человека (СИЧ), были переданы властям регионов и в Минздрав СССР для принятия решений. Эти данные были также использованы для разработки и верификации математической модели, применяемой при оценках индивидуальных и средних доз внутреннего облучения всего тела лиц, проживающих на загрязнённых радионуклидами территориях, но у которых измерения активности 137Cs не были проведены. Cравнение результатов реконструкции индивидуальных доз внутреннего облучения всего тела с данными, основанными на прямых СИЧ-измерениях, показало валидность разработанный модели реконструкции индивидуальных доз внутреннего облучения всего тела [31].

Разработка и применение расчётных методов для ретроспективных оценок индивидуальных доз облучения молочной железы и красного костного мозга жителей территорий Брянской области, загрязнённых радионуклидами

Для дозиметрического обеспечения радиационно-эпидемиологических исследований заболеваемости раком молочной железы (МЖ) и лейкозами, проводимых по технологии «случай-контроль» на загрязнённых радионуклидами территориях Брянской области, были разработаны расчётные модели ретроспективных оценок индивидуальных доз облучения МЖ и красного костного мозга (ККМ). Радиационно-эпидемиологические исследования по технологии «случай-кон-троль были проведены в рамках международных проектов, выполненных совместно специалистами Медицинского радиологического научного центра, Брянского клинико-диагностического центра, Медицинского исследовательского центра гематологии, Брянского института патологии, Центра исследований рака им. Фреда Хатчинсона (Сиэтл, США) и Департамента эпидемиологии Школы общественного здравоохранения Вашингтонского университета (Сиэтл, США) [32, 33]. Предметом этих радиационно-эпидемиологических исследований являлась оценка рисков радиационно-обусловленных раков МЖ (женщины в возрасте 25-55 лет в течение периода времени от момента аварии до даты постановки диагноза) и лейкозов (дети в возрасте до 5 лет на момент аварии). Участие МРНЦ в этих международных исследованиях заключалось в разработке и реализации технологии ретроспективной оценки индивидуальных доз облучения МЖ и ККМ и получении необходимой первичной информации в ходе полевых миссий в загрязнённых радионуклидами районах Брянской области [32, 33].

Верификация расчётных величин накопленных индивидуальных поглощённых доз внутреннего и внешнего облучения МЖ и ККМ проводилась с помощью имеющихся данных инструментальных измерений активности 137Cs в организме обследуемых лиц [17, 18, 28], а также данных, полученных инструментальными методами люминесцентной РД по кварцевым включениям в техногенные объекты, расположенные в местах проживания обследуемых, и данных индивидуальной ретроспективной ЭПР-дозиметрии по эмали зубов человека [10, 11, 31].

2.    Основные результаты применения технологий ретроспективной дозиметрии для оценки последствий радиационного воздействия на население загрязнённых радионуклидами территорий после аварии на Чернобыльской АЭС (опыт МРНЦ)

Разработанные технологии ретроспективных оценок доз внутреннего облучения ЩЖ радионуклидом 131I у жителей загрязнённых территорий вследствие аварии на Чернобыльской АЭС были применены для дозиметрического обеспечения радиационно-эпидемиологических исследований в Брянской области. В результате выявлен факт дозовой зависимости заболеваемости раком ЩЖ у детей и подростков, находившихся в этом возрасте на момент аварии и проживавших на радиоактивно загрязнённых территориях Брянской области с момента аварии, при этом у взрослых эта зависимость не имеет места [3, 16, 29, 30, 34].

Технологии ретроспективных оценок индивидуальных доз облучения МЖ и ККМ у жителей территорий Брянской области, загрязнённых радионуклидами, были применены для дозиметрического обеспечения радиационно-эпидемиологических исследований заболеваемости раком МЖ и лейкозами, проводимых по технологии «случай-контроль». Установлена дозовая зависимость частоты заболеваемости раком МЖ у женщин в возрасте 25-55 лет на дату первого диагноза, проживавших в Брянской области с момента аварии до постановки диагнозов [32]. В то же время радиационная обусловленность частоты заболеваемости лейкозами у детей в возрасте до 5 лет на момент аварии отсутствует [33].

Применение методов РД индивидуальных доз внутреннего и внешнего облучения обследованных лиц позволило установить факт чрезвычайно неравномерного статистического распределения индивидуальных доз облучения населения – близкого по своему виду к логнормальному. Разница между минимальными и максимальными дозами превышала порядок величины даже в пределах одной и той же возрастной группы, проживающей в одном и том же населённом пункте. Причины этого – различный тип индивидуального поведения, разница в употреблении загрязнённых радионуклидами продуктов питания, различия в перемещениях обследуемых лиц и индивидуальные защитные мероприятия [18, 23-31]. Следовательно, индивидуальные (а не усреднённые) оценки доз позволяют выявить скрытые группы повышенного риска для принятия адресных защитных и медико-профилактических мероприятий.

Разработанный комплекс расчётных и инструментальных методов ретроспективной оценки индивидуальных доз внутреннего и внешнего облучения в острый и отдалённый периоды после аварии на Чернобыльской АЭС явился методологической основой для развития и применения этих технологий в онкорадиологии.

3.    Развитие и реализация методического базиса ретроспективной дозиметрии применительно к онкорадиологии

Люминесцентные микрокристаллы для ин виво дозиметрии: новое качество по точности и возможностям измерений пространственных распределений поглощённых доз в организме пациентов при брахитерапии

Опыт разработки и применения технологии инструментальной люминесцентной РД для оценки последствий неконтролируемых радиационных воздействий на человека [11, 19-21] послужил методической основой и стимулом для исследований и практического применения явления радиационно-обусловленной оптико- и термостимулированной люминесценции синтетических и природных материалов в виде кристаллов микрометрических размеров для ин виво дозиметрии органов риска пациентов при высокомощностной брахитерапии злокачественных опухолей.

Использование люминесцентных кристаллов микрометрических размеров позволило достичь нового качества по точности и возможностям ин виво измерений пространственных распределений поглощённых доз в организме пациентов при высокомощностной брахитерапии злокачественных опухолей различных локализаций источниками гамма- и нейтронного излучения. При этом были решены следующие научно-технологические задачи [35-39]:

  • -    разработаны технологии для достижения оптимальных дозиметрических характеристик люминесцентных микрокристаллов: линейность дозового отклика в широком диапазоне доз (от десятых долей Гр до 60 Гр при погрешности измерений <5%) плотно- и редкоионизирующего излучения, включая нейтронное излучение (брахитерапия с источником 252Cf), отсутствие анизотропии (угловой зависимости) показаний микродозиметров, малый фединг (снижение показаний дозиметров со временем) и возможность многократного использования микродозиметров [37, 40];

  • -    разработаны технологии проведения неинвазивной ин виво дозиметрии в клинических условиях для получения инструментальных данных о пространственных распределениях поглощённых доз вблизи очага и в органах риска, с учётом индивидуальных особенностей дозообразования в процессе облучения, при отсутствии кабельных соединений с регистрирующими системами при брахитерапии злокачественных новообразований различных локализаций с применением источников гамма- и нейтронного излучения: рак предстательной железы, рак МЖ, опухоли в гинекологической сфере, рецидивные опухоли малого таза, а также опухоли головы и шеи [37, 41].

В итоге обоснована, разработана и внедрена в практику ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России система инновационных методов внутриполостных измерений пространственных распределений поглощённых доз ионизирующего излучения в очагах и органах риска пациентов, которым проводится брахитерапия злокачественных новообразований различных локализаций с применением источников гамма- и нейтронного излучения: рак предстательной железы, рак МЖ, опухоли гинекологической сферы, рецидивные опухоли малого таза, а также опухоли головы и шеи (199 пациентов).

Создание и применение этой системы соответствует требованиям международных организаций (ВОЗ, МАГАТЭ, МКРЗ) в отношении дозиметрических гарантий качества, эффективности и безопасности методов радиотерапии злокачественных новообразований [42-44]. Это особенно актуально при брахитерапии, когда имеет место большой градиент поглощённой дозы на малых расстояниях от излучателя от терапевтического источника ионизирующего излучения, введённого в организм пациента [45].

Разработка системы расчётов доз внутреннего облучения очагов и органов риска пациентов, включённых в клинические испытания новых терапевтических радиофармпрепаратов на основе бета-, гамма- и альфа-излучающих радионуклидов

Методические подходы при создании технологий расчётных методов РД после аварии на Чернобыльской АЭС послужили методологическим базисом для разработки системы расчётов доз внутреннего облучения очагов и органов риска пациентов, включённых в клинические испытания новых терапевтических радиофармпрепаратов (РФП) на основе бета-, гамма- и альфа-излучающих радионуклидов.

Как известно, одним из параметров, необходимых при расчётах доз внутреннего облучения, является накопленная активность РФП в рассматриваемой биоструктуре. Накопленная активность представляет собой интеграл по времени от функции, описывающей динамику накопления и выведения РФП в очаге или органе риска [46]. Между тем, в условиях клиники возмож- ности проведения многократных во времени измерения активности РФП в организме пациентов весьма ограничены, что являлось существенным препятствием для реализации системы дозиметрического обеспечения радионуклидной терапии. Поэтому использование методических подходов, разработанных при создании технологий расчётных методов РД применительно к экстремальным аварийным радиологическим ситуациям [17, 18, 23-27, 28, 32, 33], где возможности многократных измерений активности радионуклидов в организме человека также были ограничены, оказались принципиально важными для реализации системы расчётов доз внутреннего облучения очагов и органов риска пациентов, включённых в клинические испытания новых терапевтических РФП. В итоге разработаны алгоритмы, математические модели и комплекс программ ЭВМ, представляющие собой систему персонализированного дозиметрического планирования радионуклидной терапии, необходимую для дозиметрического обеспечения эффективности и безопасности радионуклидной терапии, обеспечивающую определение пространственных распределений доз внутреннего облучения организма пациентов лечебными РФП, излучающими корпускулярное и фотонное излучения в широком диапазоне их энергий, на различных структурных уровнях организма: в очагах, органах риска и их микроструктурах, а также в клеточных и субклеточных структурах [47].

Получены обучающие массивы цифровых данных и универсальные функции для оперативных расчётов мощностей поглощённых доз внутреннего облучения очагов, органов, тканей (5120 комбинаций органов-«источников» и органов-«мишеней») и их микроструктур излучателями альфа-частиц, электронов и фотонов в диапазоне энергий, охватывающих спектр излучений практически всех радионуклидов, применяемых и перспективных для применения в ядерной медицине (1252 радионуклида) [48].

Проведена реализация разработанной системы в клинике МРНЦ им. А.Ф. Цыба при использовании различных бета-, гамма- и альфа-излучающих РФП на основе 177Lu, 188Re и 225Ac (149 пациентов). Разработан и утверждён комплект документов (проект регистрационного досье), необходимых для регистрации медицинского изделия «Система персонализированного дозиметрического планирования радионуклидной терапии» [49].

Результаты клинического применения показали, что индивидуальные поглощённые дозы внутреннего облучения очагов пациентов существенно различаются как в зависимости от объёма очагов (при одной и той же введённой активности РФП), так и в зависимости от величин введённых активностей [50-55]. Поглощённые дозы внутреннего облучения органов риска пациентов оказались многократно меньше общепринятых дозовых ограничений (“commonly applied dose constraints”) при радиотерапии.

Полученные результаты показывают необходимость применения системы расчётов индивидуальных доз внутреннего облучения очагов и органов риска пациентов при радионуклидной терапии, как это и рекомендуется в соответствующих документах ВОЗ, МАГАТЭ и МКРЕИ [56-58].

Заключение

В обзоре кратко рассмотрены: а) роль и место разработанных и реализованных с участием специалистов ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России расчётных и инструментальных методов РД в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС для населения, проживающего на загрязнённых радионуклидами территориях Российской Федерации; б) последующее развитие технологий РД применительно к онкорадиологии – для ин виво дозиметрии при брахитерапии злокачественных опухолей различных локализаций и дозиметрии внутреннего облучения опухолевых образований и органов риска при радионуклидной терапии.

Результаты применения разработанных методов РД для оценки и минимизации последствий этой беспрецедентной радиологической аварии на Чернобыльской АЭС были востребованы на национальном уровне и включены в доклад Научного комитета ООН по действию атомной радиации (доклад НКДАР ООН Генеральной Ассамблее – UNSCEAR Report to the General Assembly) [59].

Представленный аналитический обзор демонстрирует конверсию методов ретроспективной дозиметрии, разработанных в ответ на экстремальные вызовы крупномасштабной радиологической аварии, в инструментальные и расчётные технологии дозиметрии патологических очагов и органов риска пациентов, предназначенные для систематического использования в онкорадиологии с целью обеспечения дозиметрических гарантий качества и безопасности методов брахитерапии и радионуклидной терапии злокачественных новообразований. Клиническое применение конвертированных инструментальных и расчётных технологий дозиметрии патологических очагов и органов риска пациентов соответствует требованиям международных организаций (ВОЗ, МАГАТЭ, МКРЗ, МКРЕИ) в отношении дозиметрических гарантий качества, эффективности и безопасности методов радиотерапии [42-44, 56-58].