KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 88 5. DIAGNOSTIKA A PÉČE O NEMOCNÉ PŘI RADIAČNÍCH HAVÁRIÍCH (Jiří Škopek, Daniela Pelclová, Zdenka Fenclová) 5.1 Rizika ozáření, přírodní pozadí V předchozích kapitolách byla pozornost věnována účinkům ionizujícího záření v celé šíři od mechanizmů na úrovni subcelulární až k projevům v celém organizmu. V běžném civilním životě se setkáváme s velmi malými dávkami tohoto záření, které nejsou bezprostředně nebezpečné. Víme, že jedna část záření vyskytující se na Zemi (tzv. terestrálního záření) pochází z přírodních zdrojů (tzv. přírodní pozadí) a menší část záření pochází ze zdrojů umělých (hlavně zdravotnictví). Průměrný roční dávkový ekvivalent na Zemi je cca 3 msv. Tato hodnota je mírně proměnlivá v různých zeměpisných polohách. I když se s prohlubujícími znalostmi účinků ionizujícího záření na tkáň hranice bezpečné úrovně ozáření postupně snižují a vedou se v posledních letech diskuse o efektu malých a velmi malých dávek vzhledem k možným stochastickým účinkům, považují se hodnoty v jednotkách msv za rok za prokazatelně nepoškozující zdraví. Vedle již zmíněné nízké úrovně přírodního pozadí však existuje riziko i nadměrného nekontrolovaného ozáření, kterému může být člověk vystaven kontinuálně po delší dobu a nebo jednorázově. Takové situace jsou samozřejmě relativně řídké a nejčastěji k nim dochází na místech, kde se se zdroji ionizujícího záření nakládá a pracuje. Výjimkou však nejsou neuvěřitelné příběhy ozářených jednotlivců či více lidí daleko od míst, kde by se zdroj ionizujícího záření dal předpokládat. V následující kapitole budou stručně shrnuty situace, při kterých může dojít k nadměrnému ozáření organizmu, tedy radiační havárii. Následně pak budou probrány diagnostické a léčebné možnosti v těchto případech. V oblasti péče o nemocné bude pozornost upřena spíše k celkovým a kolektivním opatřením při radiační havárii, které tak doplní předchozí kapitolu o péči individuálního radiačního postižení. 5.2 Definice a rozdělení radiačních havárií Radiační nehoda je definována jako ztráta kontroly nad zdrojem ionizujícího záření, která má za následek překročení ročních limitů dávkových ekvivalentů nebo ročních limitů příjmu radionuklidů stanovených pro pracovníky. Při ztrátě kontroly nad zdrojem záření bývá častěji postiženo jen několik jednotlivců, kteří zdroj na pracovišti obsluhují nebo s ním manipulují. Opatření lékaře prvního kontaktu se omezují především na úkony nezbytně nutné a jsou vedeny snahou přispět k podchycení všech podkladů umožňujících zhodnotit okolnosti a závažnost nehody a prognózu nadměrně ozářených osob. Příklady radiačních nehod shrnuje tabulka 5.1.
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 89 Tab. 5.1. Příklady radiačních nehod od roku 1944 místo rok počet ozářených osob počet zemřelých Los Alamos, USA 1945 1946 10 2 (do 24 hodin) Oak Ridge, USA 1958 8 0 Jugoslávie, nyní Slovinsko 1958 6 1 (za 32 dní) Lockport 1960 9 0 nezjištěno Černobyl, 1986 25 000 28 Goiania 1987 249 4 Tammik, Estonsko 1994 Irán 1996 1 0 Lilo, Gruzie 1997 Tokai-mura 1999 24 2 Istanbul 1998 5 11 10 0 0 0 dozimetrické údaje 7,5-10,0 Gy (γ, měkké X paprsky) 0,7-3,4 Gy (n,γ záření) 2,0-4,4 Gy (n,γ záření) 0,15-16,0 Gy (α,β, γ záření) 0,05-7,0 Gy (α,β,γ záření) > 0,5 Gy 137 Cs v pouzdře asi 2,5 msv/h 4 Gy 192 Ir 185 GBq dávka nezjištěna 137 Cs a 60 Co, γ záření 0,1-8 Sv neutrony a,γ záření 0,1 2 Gy 60 Co, γ záření 5.2.1 Nálezy zdrojů ionizujícího záření Mezi nejčastější radiační nehody patří většinou lokální ozáření prstů rukou, hrudi či stehen (podle velikosti nalezeného předmětu a zda jej lze vložit do kapes) při nálezech nejrůznějších radioaktivních předmětů. Jedná se o. Pro ilustraci jeden příklad; Iránský dělník pracující na stavbě si po skončení pracovní doby všiml malého, krásně světélkujícího předmětu o velikosti a tvaru tužky za zídkou u schodiště. Předmět zvedl rukou a dal do náprsní kapsy. Během hodiny a půl se postupně objevila nezvyklá únava, pocení, poté závrať (vertigo) a svědění na hrudi. Zjistil začervenání na přední straně hrudníku. Předmět vytáhl z kapsy a položil jej zpět za zídku. Pracoval do noci a pak odešel domů. Ráno nepřišel do práce, protože se v průběhu noci ke zmíněným symptomům přidala ještě nevolnost a zvracení, silné svědění (pruritus), lokální kožní postižení na prstech ruky, hrudi a břicha, stehna. To jej nakonec během dopoledne dovedlo k lékaři, kde vypověděl co se stalo. Na pracovišti byl zajištěn zdroj ionizujícího záření (γ záření, 192 Ir, 185 GBq), který nezpozorován vypadl z přístroje s automatickým systémem posunu tohoto zářiče používaného na pracovišti k průmyslové radiografii. Díky malému počtu pracovníků v tomto místě a dobrému stínění za zídkou nedošlo k ozáření dalších osob. Osud tohoto dělníka, který obdržel za cca. 1,5 hod dávku přibližně 4 Gy (odhad dávky zahrnoval použití nejmodernějších metod včetně biodozimetrických, ale také termografii, která se zvláště uplatní při posuzování životaschopnosti ozářené kůže z hlediska jejího spontánního zhojení či vhodnosti k transplantaci) by nebyl v Iránu nikterak radostný. Pomohla mu však profesionální a vysoce specializovaná péče týmu lékařů a odborníků na popáleniny a nemoc z ozáření (Institut Curie, Paříž). Tam byl pacient převezen a celé měsíce léčen. Tato velice nákladná pomoc byla poskytnuta díky propojení
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 90 systému s mezinárodními organizacemi (zvláště IAEA) a postiženého dokázala vrátit do života s poměrně velmi slušnou kosmetickou nápravou. Případů nálezů rozličných zářičů je relativně mnoho tvoří většinu z celkově více než 400 radiačních nehod (zdroj IAEA). 5.2.2 Profesionální (zdravotnictví, laboratoře, hornictví) Jelikož k drtivé většině (95 %) radiačních nehod, tedy jakémukoli nekontrolovanému úniku ionizujícího záření dochází v pracovním prostředí (zdravotnictví, výzkum, potravinářství a pod.) budeme se této oblasti věnovat poněkud více. Tato odvětví pracují jednak s přístroji a přípravky, jež jsou zdroji ionizujícího záření a dále s radioizotopy. V lékařství jsou jak v diagnostice tak i k léčbě široce používány zdroje ionizujícího záření ve formě elektromagnetického záření (tedy fotonů, klasické rentgeny, CT), radioaktivních izotopů (technecium, radio-jód, atd.), v onkologické léčbě se dále užívají urychlovače částic a další typy zdrojů jako je radioaktivní cesium či kobalt. Výzkumné laboratoře samozřejmě používají takových zdrojů, které vyhovuji jejich záměrům. V průmyslu se využívá uzavřených zdrojů ionizujícího záření při výrobě kovových dílů a součástí pro kontrolu kvality materiálu v letectví, výrobě konstrukci a pod. Papírenský průmysl by se bez ionizujícího záření ve výrobním procesu neobešel. Dalším velkou oblastí je zemědělství ozařování potravin a sterilizace tímto způsobem je velmi výhodná a spolu s novými balícími technologiemi umožňuje dosáhnout dlouhé doby použitelnosti potravin při zachování jejich kvality. Z profesionálních onemocnění způsobených ionizujícím zářením byla v České republice v létech 1974 1998 nejčastěji hlášena rakovina plic z radioaktivních látek u bývalých horníků uranových dolů. Počty hlášených bronchogenních karcinomů u horníků (způsobených radonem a rozpadovými produkty radonu) v posledních 25 létech mají klesající trend. Vrchol výskytu bronchogenního karcinomu je mezi 15. 25. rokem od začátku expozice, přičemž některé tumory vznikají i po delší době. Podle současných vědeckých poznatků lze klinické projevy stochastických účinků ionizujícího záření posuzovat jen na základě přístupu pravděpodobnostního při znalosti dávek na postižený orgán. U rakoviny plic z radioaktivních látek se kritéria pro posuzování profesionality postupně vyvíjela a měnila. V roce 1991 byl Ministerstvem zdravotnictví České republiky vydán Metodický návod pro posuzování onemocnění rakovinou plic z radioaktivních látek, který vychází z pravděpodobnostního přístupu posuzování založeného na stanovení podílu příčinné souvislosti (PPS) ozáření na vzniku onemocnění, přičemž vypočtená výsledná hodnota PPS musí potvrdit pravděpodobnost převažující. Výrazný pokles rakovin plic z radioaktivních látek v posledních létech (v roce 1997-45 onemocnění, v roce 1998-27 onemocnění) byl způsoben zkvalitněním celého systému radiační ochrany (snížení radiační zátěže u exponovaných pracovníků, zlepšení pracovních podmínek). Vzhledem k omezení těžby uranu v České republice předpokládáme, že tento příznivý trend bude pokračovat i nadále. Ostatní profesionální onemocnění způsobená ionizujícím zářením (radiační dermatitida, rakovina kůže, poškození krvetvorby a radiační katarakta) byla u pracujících v České republice hlášena v létech 1974 1998 pouze sporadicky a se sestupnou tendencí v jednotlivých létech. Celkem bylo během tohoto období hlášeno 137 výše uvedených nemocí z povolání, z toho nejvíce ve zdravotnictví (112 případů). V ostatních odvětvích průmyslové
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 91 činnosti se tato onemocnění vyskytovala pouze ojediněle (kovoprůmysl, věda a výzkum, stavebnictví, hornictví a energetika). Nejčastěji byla diagnostikována akutní nebo chronická radiační dermatitida. Tumory kůže, poškození krvetvorby a radiační katarakta se vyskytovaly méně často (tab. 5.2). Tab. 5.2. Nemoci z povolání způsobené ionizujícím zářením v České republice v létech 1974 1998. diagnóza absolutní počet případů radiační dermatitis 89 rakovina kůže 22 poškození krvetvorby 18 katarakta radiační 8 celkem 137 V létech 1994 a 1997 nebyla hlášená žádná nemoc z povolání způsobena ionizujícím zářením (s výjimkou výše uvedeného bronchogenního karcinomu) a v roce 1998 byla hlášena pouze jedna chronická radiační dermatitida. Rakovina kůže byla naposledy hlášena v roce 1991, poškození krvetvorby v roce 1990 a katarakta z ionizujícího záření v roce 1995. Uvedené nemoci z povolání byly způsobené vyššími expozicemi v dřívějších létech nebo vznikly v důsledku mimořádných radiačních událostí. Přestože v posledních létech ve zdravotnických zařízeních neustále narůstá počet zdrojů ionizujícího záření i ozařovaných pracovníků (v důsledku zavádění nových diagnostických i radioterapeutických metod) nepředpokládáme v budoucnosti (při normálním provozu a při dodržování všech preventivních opatření) nárůst počtu tohoto typu onemocnění, protože současný systém ochrany proti ionizujícímu záření je na vysoké úrovni. Systém ochrany osob pracujících se zdroji ionizujícího záření v České republice je založen zejména na prostředcích technické ochrany. Efektivní dávkové ekvivalenty u zdravotníků jsou velmi nízké a jsou pravidelně ověřovány stávajícím systémem monitorování a registrování expozic v Centrálním registru profesionálních ozáření (CROP). Podle údajů SÚJB byly v létech 1996-1997 efektivní dávky u exponovaných zdravotnických pracovníků na úrovni ozáření pracovníků ve vyspělých zemích a v průměru se pohybovaly v rozmezí od 1-2 msv za rok (tab. 5.3). Tab. 5.3 - Počet exponovaných zdravotnických pracovníků v České republice a hodnoty průměrného efektivního dávkového ekvivalentu v létech 1996-1997. počet exponovaných pracovníků průměrný efektivní dávkový ekvi- valent (msv) zdravotnictví rok 1996 1997 1996 1997 radiodiagnostika 8 205 7 423 0,73 0,85 nukleární medicína 907 829 1,66 1,62 radioterapie 748 776 1,47 1,32 Do souboru opatření k ochraně zdraví exponovaných pracovníků patří také preventivní lékařské prohlídky. Podle současné legislativy pracovníci v kategorii A (kteří mohou obdržet 3/10 ročního limitu dávky za kalendářní rok) musí být ve stanovených intervalech pravidelně vyšetřováni lékaři zdravotnických zařízení určených SÚJB, kteří posuzují jejich zdravotní a psychickou způsobilost k práci. Záznamy o preventivních lékařských prohlídkách se archivují
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 92 nejméně po dobu 30 let od ukončení práce v riziku ionizujícího záření. Efektivní dávky a limity dávkového ekvivalentu za 1 rok jsou znázorněny v tabulce 5.4. Tab. 5.4 Efektivní dávky (H T ) a limit dávkového ekvivalentu (H E ) za 1 rok. nestochastické účinky orgán pracovníci v rizikových provozech obyvatelstvo pro oční čočku H T = 150 msv H T = 15 msv pro kůži H T = 500 msv H T = 50 msv pro ruce a nohy H T = 500 msv - stochastické účinky pracovníci v rizikových provozech obyvatelstvo limit efektivního dávkového H E = 20 msv za rok ekvivalentu (průměr 5-letého období) H E = 1 msv za rok 5.2.3 Jaderné reaktory K úniků ionizujícího záření z jaderného reaktoru do okolí s následným ozářením osob dochází samozřejmě velmi málo. Činí asi 5 % všech radiačních nehod. Rizikových situací, kdy došlo k rozličnému selhání v zařízeních používajících jaderný reaktor (jaderné elektrárny, atomové ponorky, výzkumné reaktory) nebo manipulujících s jaderným palivem (např. zpracování jaderného odpadu), bylo poměrně více. Z hlediska rizika takového úniku radioaktivity se jednotlivé reaktory liší podle konstrukčního typu. V České republice jsou v současnosti dvě jaderné elektrárny, Dukovany a Temelín. Z hlediska bezpečnosti má pod kontrolou elektrárnu jakož i všechny provozy pracující se zdroji ionizujícího záření Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB), který garantuje, zodpovídá za způsobilost a vydává povolení k jakémukoliv konání a nakládání s radioaktivním palivem. 5.2.4 Uložení jaderného odpadu a továrny na jeho zpracování V současnosti je velkým problémem řešení jaderného odpadu. Zdánlivě nejjednodušší je uložit jaderný odpad do země a nechat zbylou aktivitu bez dalšího zpracování. Toto jednání je samozřejmě nemyslitelné, vysoce radioaktivního odpadu je totiž tolik, že jeho sarkofágování je v podstatě čekáni na další havárii a nepěkný dárek budoucím generacím. I když se odpad v současné době také ukládá do země či na dno oceánu, pokračuje zároveň intenzivní výzkum jeho dalšího zpracování. Zatím je další upotřebeni jako paliva ve speciálních reaktorech velmi nákladné a vyrábět z něj energii se nevyplatí (nehledě k tomu, že během procesu vznikají další a další vysoce radioaktivní štěpné produkty). Existují experimentální reaktory (Francie, Japonsko, USA), jejichž náplní je vedle jiného i tento výzkum provádět. Havárie se nevyhýbají ani těmto pracovištím, jak dokázala nedávno (1999) nehoda v japonském experimentálním pracovišti Tokai-mura. Stále se vyšetřují důvody selháni některých systémů a lidského faktoru, ale podle oficiální zprávy se spustila řetězová reakce při přesunu tekuté kyseliny dusičné s 19 % obohaceným uranem do precipitačního kontejneru. Nedodržení pracovních po-
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 93 stupu zapříčinilo, že byli dva dělníci ozářeni dávkou cca 8 Sv, tedy potenciálně smrtící dávkou, třetí dělník byl ozářen také těžce a dalších 21 osob lehce. 5.3 První kontakt Pokud se stane jakákoliv nehoda v průmyslovém, zdravotnickém či jiném zařízení, při dopravě rizikového materiálu nebo přístroje, při náhlých až epidemicky se šířících onemocněních, která vznikla např. po požití zamořené vody (Goiana) a jiných méně či více podobných situacích, kde lze předpokládat možnost úniku radioaktivity musíme, co nejdříve zjistit, zda se opravdu nejedná o radiační nehodu. Rychlé zjištění a zajištění místa nehody, předmětů, vzorků a jiného materiálu, všech zúčastněných osob je naprosto nezbytné pro co nejčasnější detekci radioaktivního materiálu, jeho eliminaci z dosahu postižených osob, zamezení šíření do přírodních zdrojů a okolí (vody, potravin, a pod) a tím možnosti ozáření dalších osob. S osobami, které přišli do styku s radioaktivitou nakládáme jako s kontaminovanými (pokud není již z podstaty příhody jasné, že toto riziko nehrozí), vážně nemocnými pacienty. Nevíme totiž v drtivé většině případů, jakou dávkou a někdy ani jakým typem záření byli ozářeni. Integrovaný záchranný systém by v případě nehody podezřelé z úniku radiace měl ihned spustit automatický sled událostí. Speciální tým lidí zahájí kroky, které byly již částečně zmíněny. Zajistí krátce řečeno všechno a všechny z místa nehody. Toto místo je uzavřeno a označeno, lidé i celý prostor ihned proměřen fyzikálními dosimetry, postižení lidé ihned převezeni do nemocnice nejlépe centra k tomuto účelu uzpůsobenému, vzorky materiálů jsou zajištěny a převezeny do laboratoře. V podstatě vše probíhá postupně i časově paralelně, např. v době kdy se do systému dostává informace o možné radiační nehodě, rozjede se tým na místo a zároveň se v nejbližší nemocnici připravuje možná hospitalizace ozářených jak po materiální stránce (v ideálním případě příprava příjezdové a vstupní cesty označením a vymezením koridoru pro přepravu kontaminovaných pacientů, příprava striktně oddělených místností, pro očistu a pro hospitalizaci těchto pacientů za přísně sterilních podmínek, materiálu, antidot, léků a pomůcek potřebných k ošetření atd.) tak po stránce personální svolán je tým lékařů, sester kteří jsou vyškoleni pro ošetření ozářených osob. Pokud má být systém účinný, je rozhodující, aby jednak jednotlivé články systému přesně a automaticky věděly co mají dělat, pokud se mají ujmout své role a samozřejmě, systém musí být rychlý a přesný ve svém vedení a informovanosti jednotlivých složek. Logistické uspořádání se v České republice stále teprve rodí a modifikuje, postupně se integruje celý záchranný systém a doufejme, že bude tvořit 100% účinnou síť. 5.4 Metody odhadu dávky, následná diagnostika 5.4.1 Fyzikální dozimetrie Odhad dávky ozáření zahrnuje, jak již bylo částečně zmíněno, hledání a určení zdroje či zdrojů záření na místě nehody. Zahrnuje samozřejmě fyzikální dozimetrii okolí, vzduchu, zdrojů, předmětů, rostlin apod., pátrá se po možném rozsahu rozptýlení ozáření do okolí. Podle druhu a rozsahu nehody se postupuje dále, např. monitoring i ve vzdálenějších jistým
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 94 způsobem spojených regionech (např. zdrojem vody), provádí se screening v okolí u osob, které mohly být zasaženy. Celá řada fyzikálních dozimetrů je s velkou přesností schopna změřit stupeň kontaminace radioaktivními látkami či aktivitu nalezeného zdroje ionizujícího záření. Byly probrány v příslušné části na jiném místě této učebnice. Problém však vzniká v okamžiku, kdy chceme rychle a poměrně přesně vědět, jakou dávkou byl postižený člověk skutečně ozářen. Naprosto nutná je tato informace pro následnou péči o pacienta. Může totiž být zasažen velmi malou dávkou a po stránce lékařské péče může být propuštěn a pouze sledován (viz níže) a nebo hrozí rozvoj akutní nemoci z ozáření, kde je nutná intenzivní lékařská péče za přísně sterilních podmínek. Nejen v nejasných případech, kdy není známa velikost expozice jedince ionizujícímu záření, ale ve všech případech ozáření osob je jedinou možností zjištění skutečných poškozujících účinků záření na organizmus využití tzv. biodozimetrických metod. Na rozdíl od biologického indikátoru, což je určitý markr detekovaný po ozáření organizmu (buňky), jehož přítomnost svědčí o ozáření, je biologická dozimetrie schopna poměrně dobře určit dávku ozáření. Tyto metody, kterým říkáme biodozimetrické, pracují a využívají závislosti množství a typu určitých subcelulárních změn způsobených zářením na dávce. Jako biologický materiál se používají buňky krve, vlasy či sklovina aj.. Dále uvádíme základní principy biodozimetrie a vybrané nejdůležitější metodiky. 5.4.2 Biodozimetrie Již v polovině šedesátých let bylo zjištěno, že chromozomální aberace v lymfocytech periferní krve mohou sloužit jako citlivý indikátor radiační expozice. Při podezření na expozici ionizujícímu záření se proto provádí vyšetření pomocí biodozimetrických metod. Změny v chromozómech umožňují detekovat míru expozice, předvídat stupeň poškození a rozhodnout o léčení. Kromě toho byla prokázána korelace mezi zvýšenou hladinou chromozomálních aberací po expozici genotoxickým faktorům a zvýšeným rizikem rakoviny. Ionizující záření vyvolává chromozomální aberace ve všech stadiích buněčného cyklu, mohou tedy vznikat aberace chromozómové se zlomy na obou chromatidách ( dicentry, ringy, párové fragmenty) i aberace chromatidové se zlomy jen na jedné chromatidě (nepárové fragmenty a zlomy, chromatidové výměny). Protože cirkulující lymfocyty jsou převážně v klidové fázi G 0, po expozici ionizujícímu záření vznikají zejména dicentrické chromozómy. Jejich spontánní úroveň v lidské populaci je asi 0,5-2 promile z vyšetřovaných buněk. Chromozomální aberace lze studovat několika metodami. Již tradiční metodou je pozorování aberací typu dicentrů a ringů v metafázi při cytogenetické analýze periferních lymfocytů. Ozáření lymfocytů in vivo a in vitro vyvolává stejnou míru poškození na jednotku dávky, proto lze na základě kalibrační křivky určit, jaké dávce byl určitý jedinec při radiační nehodě vystaven. Do několika týdnů od expozice lze pomocí chromozomálních aberací detekovat nejnižší dávku: u jednotlivce 0,1-0,2 Gy u skupiny 0,05 Gy. Chromozomální aberace se dělí na strukturální aberace a translokace.
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 95 Pod strukturálními aberacemi rozumíme zásadní změny ve tvaru chromozómů pozorovatelné ve světelném mikroskopu. Nově vzniklé struktury mohou obsahovat dvě centromery (dicentry, ringy) nebo centromeru nemají (fragmenty), proto je narušeno dělení buňky v anafázi. V důsledku toho tyto aberace zanikají, protože nejsou zahrnuty do dceřiného jádra. Proto jsou také nazývány aberace nestabilní a jsou detektorem nedávné expozice klastogenům. Jako translokace jsou označovány aberace představující vzájemné výměny částí chromozómů tak, že základní tvar chromozómů není nápadně změněn. Jejich spontánní frekvence je vyšší než dicentrů. Také po expozici ionizujícímu záření jsou proti dicentrům 1,5-2x častější, jsou však zjistitelné jen speciálními barvicími technikami (např. FISH). Poněvadž není dělení buňky porušeno, přenášejí se tyto aberace do dceřiných buněk a v organizmu přetrvávají desítky let. Jde tedy o změny stabilní, které jsou detektorem i starších změn a ukazují na kumulativní expozici klastogenům. Jejich frekvence stoupá s věkem. 5.4.1.1 Přehled používaných biodozimetrických metod Většina vyšetření se provádí z lymfocytů periferní krve po indukci mitotického dělení lymfocytů zpravidla fytohemaglutininem, mitogenem z fazole. Pozorování ve světelném mikroskopu je možné u většiny metod až po dvoudenní kultivaci. Výsledek je proto k dispozici do 3 dnů. A. Cytogenetická analýza periferních lymfocytů Chromozómy se pozorují rozprostřeny v metafázi po stejnoměrném fialovém barvení Giemsovým barvivem, které neumožní rozlišení všech jednotlivých chromozómů. Detekovány jsou proto jen strukturální aberace: dicentry, ringy, chromatidové výměny a fragmenty chromozómů (obr. 5.1). Výhodou metody je relativně nižší cena, klasická metoda. Nevýhodou potom dlouhá inkubace, časová náročnost hodnocení, vyžaduje se značná zkušenost, rozpoznání jen strukturálních aberací. Obr. 5.1: ukázka chromozómových aberací (ring, dicentr), označeno šipkami
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 96 B. Proužkování chromozómů - banding Snaha o identifikaci chromozómů vedla k vývoji typického proužkování speciálním barvením. Chromozómy jsou řazeny podle velikosti a mohou být přesně určeny. Výhoda spočívá v možnosti, že kromě strukturálních aberací lze rozeznat až 75 % translokací. Nevýhodou dlouhá inkubace, vysoká časová náročnost, hluboká zkušenost. Hlavní využití metody je v klinické genetice. C. Fluorescence in situ hybridizací (FISH) Metoda FISH používá speciálního selektivního barvení a umožní rozlišit jednotlivé páry chromozómů a proto i translokaci mezi chromozómy (obr. 5.2). Při barevném rozlišení lze relativně snadno a rychle detekovat všechny aberace s vyšší objektivitou hodnocení. Výhodou je rychlost hodnocení, relativně snadné rozpoznání aberací strukturálních a až 100 translokací chromozomálních. Nevýhodou dlouhá inkubace a vysoká finanční náročnost metody (reagencie, fluorescenční mikroskop). Obr. 5.2: Translokace mezi chromozómy označena šipkami, detekce metodou FISH. D. Test na přítomnost (a počet) mikrojader Mikrojádro (micronucleus) je tvořen fragmentem chromozómu nebo celým chromozómem, obecně strukturami, které se opozdily v anafázi a nebyly zahrnuty do dceřiného jádra. Je to způsobeno zpravidla tím, že nemají centromeru, mají centromery dvě (dicentr, ring), nebo došlo k poruše dělícího vřeténka. Mikrojádro se nachází v cytoplasmě vedle hlavního jádra, má podobu malého jadérka. Speciální barvení centromer rozliší, zda jde o fragment nebo o chromozóm s centromerou (centromerami). Mikrojádra jsou pozorovatelná na konci mitotického dělení, po zastavení dělení cytochalasinem b ve dvoujaderných buňkách (obr. 5.3). Výhoda spočívá v rychlosti detekce (možnost automatizace) s nejnižší náročností na zkušenost hodnotitele. Nevýhodou je dlouhá inkubace, méně podrobná specifikace strukturálních aberací.
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 97 Obr. 5.3 : Mikrojádro, detekce na konci mitotického dělení. E. Urychlená kondenzace chromosomů - Premature chromosome condensation (PCC) Při PCC vyšetření se dají zpozorovat chromozómy, aniž by byl vyvolán kompletní proces dělení buňky. Není tedy třeba dvoudenní inkubace lymfocytů a výsledek může být k dispozici do 3 až 4 hodin. Lidské chromozómy lze pozorovat po fúzi lymfocytů s dělícími se ovariálními buňkami čínského křečka, vlivem jejichž mitotických faktorů dojde k jejich kondenzaci a zobrazení v profázi. Při odběru krve do 1 hodiny po expozici lze detekovat strukturální chromozomální aberace, které jsou častější než při sledování ostatními metodami, poněvadž nebyly reparovány. Pro změny vzniklé ionizujících zářením, které vyvolává dvojvláknové zlomy DNK, je tato metoda velmi vhodná a pro rychlost stanovení se jeví jako metoda volby zejména pro akutní radiační nehody. Změny lze detekovat již od dávky asi 0,1 Gy. Jedná se o nejrychlejší z uvedených metod, nevyžadující inkubaci, kdy výsledek je k dispozici během 3-4 hodin. Nevýhodou je požadavek na značnou zkušenost při hodnocení a skutečnost, že se metoda teprve zavádí. 5.5 Zásady péče o ozářené osoby při radiační nehodě Radiační nehoda je definována jako ztráta kontroly nad zdrojem záření, která má za následek překročení ročních limitů dávkových ekvivalentů nebo ročních limitů příjmu radionuklidů stanovených pro pracovníky. Při ztrátě kontroly nad zdrojem záření bývá zpravidla postiženo jen několik jednotlivců, kteří zdroj na pracovišti obsluhují nebo s ním manipulují. Opatření lékaře prvního kontaktu se omezují především na úkoly nezbytně
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 98 nutné a jsou vedeny snahou přispět k podchycení všech podkladů umožňujících zhodnotit okolnosti a závažnost nehody a prognózu nadměrně ozářených osob. Prvořadým úkolem každého lékaře je posoudit zdravotní ohrožení osob při radiační nehodě a rozhodnout o vhodném postupu při jejich ošetření v rámci první pomoci a následného definitivního ošetření v nemocnici, popřípadě na specializovaném zdravotnickém pracovišti. Zdravotní ohrožení ozářených osob určí lékař na podkladě údajů o zdroji, který ozáření způsobil, a podle mechanizmu radiační nehody. Rozeznáváme tyto hlavní typy zdravotního ohrožení u nadměrně ozářených osob: 5.5.1 Opatření a léčebná péče o osoby po zevním ozáření celého těla nebo jeho větší části γ záření, neutrony 5.5.1.1 První pomoc: uklidnit pacienta, režim k prevenci šoku (ticho, teplo, klid), dle potřeby symptomatická léčba (antiemetika, analgetika); zaznamenat okolnosti nehody a ve spolupráci s odborníky dozimetrie zajistit podklady pro stanovení dávky; zabezpečit transport do zdravotnického zařízení. 5.5.1.2 Nemocniční péče: pacienta vždy hospitalizovat; upřesnit a zaznamenat okolnosti nehody (údaje o zdroji, mechanizmu nehody, časový průběh nehody a orientace těla vzhledem ke zdroji); pro odhad dávky neutronů zajistit proměření předmětů (ze zlata, mědi, síry, fosforu, vlny), které měl postižený v době ozáření při sobě, nebo biologické materiály (nehty, vlasy) obsahující síru. Předměty uložit do sáčků a poznamenat jejich umístění na těle v době nehody; (Poznámka - množství radioaktivního sodíku aktivovaného neutrony v těle lze změřit celotělovým počítačem (celotělová spektrometrie), pro hodnocení dávek gama záření lze využít ozáření některých krystalických struktur s využitím principu luminiscence.) anamnesticky pátrat po časných příznacích akutní nemoci z ozáření (nauzea, zvracení, skleslost, cephalea); klinické vyšetření pacienta (zhodnotit a zaznamenat stav pacienta i z hlediska možnosti rozvoje postižení kůže (akutní radiační dermatitis), očí (konjuktivitida, stav čočky) a gonád (spermiogram); co nejdříve po nehodě zajistit odběr krve na vyšetření periferního krevního obrazu s diferenciálním rozpočtem a se stanovením absolutního počtu leukocytů, trombocytů (v prvních 24 hodinách odběry opakovaně, v dalších dnech jednou denně); zajistit do 24 hodin po expozici odběr krve k cytogenetickému vyšetření chromozomálních aberací a odběr krve a moči na základní biochemická vyšetření; zajistit sběr a uchování veškeré vyloučené moči pro případ dalšího vyšetřování a měření k upřesnění výše expozice; léčit podle potřeby symptomaticky (antiemetika, analgetika, hypnotika, na kůži sterilní obvaz nebo indiferentní mast, konjuktivitidu léčit ve spolupráci s oftalmologem);
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 99 telefonicky konzultovat nehodu s pověřenými pracovníky Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) a Státního ústavu radiační ochrany (SÚRO) v Praze ohledně zdravotní závažnosti postižení na základě dávek, které zjistili měřením v místě nehody; potvrdí-li se nadměrné celotělové ozáření dávkou do 1 Gy, pacienta přeložit na specializované pracoviště Kliniky nemocí z povolání Všeobecné fakultní nemocnice v Praze 2; potvrdí-li se nadměrné celotělové ozáření dávkou nad 1 Gy, pacienta přeložit na specializované pracoviště Oddělení klinické hematologie Fakultní nemocnice v Hradci Králové, které je vybaveno pro terapii akutní nemoci z ozáření. 5.5.2 Opatření a léčebná péče o osoby po zevním lokálním ozáření (kůže, oči, gonády) 5.5.2.1 První pomoc: uklidnit pacienta a pátrat po prchavém kožním erytému v lokalitě, která byla při nehodě nadměrně ozářená; zaznamenat okolnosti nehody a ve spolupráci s odborníky dozimetrie zajistit podklady pro stanovení dávky; do 24 hodin odeslat pacienta k dalšímu lékařskému vyšetření a k observaci v nemocničním zařízení. 5.5.2.2 Nemocniční péče: upřesnit a zaznamenat okolnosti nehody (údaje o zdroji, mechanizmu nehody, časový průběh nehody a orientace těla vzhledem ke zdroji); pacienta observovat při hospitalizaci alespoň 1-2 dny; klinické vyšetření pacienta (po erytémové dávce přibližně 3 Gy se časný přechodný erytém může objevit do 24 až 48 hodin po nehodě); léčit podle potřeby symptomaticky (sterilní krytí kůže, lokální kortikoidy); telefonicky konzultovat nehodu s pověřenými pracovníky SÚJB a SÚRO v Praze ohledně zdravotní závažnosti postižení na základě dávek, které zjistili měřením v místě nehody; pacienta poučit o nutnosti ochrany kůže proti dráždivým vlivům chemickým i mechanickým, vyřadit z profesionální expozice ionizujícímu záření; podle stanovených dávek a předpokládané závažnosti postižení pozvat pacienta ke kontrolnímu ambulantnímu vyšetření za 1-3 týdny po ozáření, kdy se objeví vlastní projevy poškození (zarudnutí kůže, epilace apod.); jakmile se projeví zřetelná kožní reakce, odeslat pacienta na specializované pracoviště Kliniky popálenin Fakultní nemocnice Královské Vinohrady v Praze 10, kde bude pacient léčen konzervativně nebo chirurgicky podle závažnosti onemocnění; po zevním lokálním ozáření oka jednorázovou dávkou 1,5 2 Gy zajistit oční vyšetření k posouzení současného stavu čočky a konjuktivitidu léčit ve spolupráci s ophtalmologem; kontrolní vyšetření oční čočky opakovat za 6 měsíců a pacienta dlouhodobě dispenzarizovat z hlediska pozdního rozvoje radiační katarakty; po zevním ozáření gonád zabezpečit vyšetření spermiogramu a vyšetření v sexuologické poradně (u mužů dočasná sterilita po jednorázové dávce 0,1 Gy, trvalá sterilita po dávce 2-6 Gy; u žen trvalá sterilita po ozáření vaječníků dávkou 3 Gy); při ozáření větší plochy kůže zajistit odběr krve na vyšetření periferního krevního obrazu s diferenciálním rozpočtem a do 24 hodin po expozici odběr krve k cytogenetickému vyšetření chromozomálních aberací.
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 100 5.5.3 Opatření a léčebná péče o osoby s povrchovou kontaminací kůže radioaktivními látkami 5.5.3.1 První pomoc: soustředění všech postižených osob na vhodném místě; proměření povrchu těla pomocí dozimetrických přístrojů pro měření β - γ a α - β kontaminace; odstranit kontaminovaný oděv (zamořený pracovník po navlečení gumových rukavic odloží kontaminovaný oděv do připravených polyetylénových pytlů, které se řádně označí jménem, datem a hodinou pro další dozimetrické měření); proměřit povrch těla po svlečení (pátrat po horkých místech ), k vyloučení vnitřní kontaminace proměřit i okolí nosu, úst, očí, uší, kde se radioaktivní látky snadno zachytí. Zahájit dekontaminaci povrchu těla: teplou vodou nejdříve opláchnout nejvíce zamořené části těla (ruce, předloktí) a následně omývat tyto části za použití tamponů běžnými detergenty (Jar, šampon nebo kyselé dekontaminační mýdlo); použité tampóny uchovat v polyetylenových sáčcích pro dozimetrickou kontrolu; před celotělovým osprchováním zajistit odběr vzorku hlenu z nosu (vysmrkáním) a vodu po výplachu úst pro dozimetrické měření; obličej opláchnout velkým množstvím vody při zavřených očích a ústech; zamořené části těla omývat teplou vodou, běžnými detergenty po dobu 2-3 minut (nesmí být porušena celistvost kůže); osušit kůži papírovými ručníky nebo fénem a znovu proměřit povrch (podle potřeby se postup několikrát opakuje); dekontaminace se přeruší, bylo-li zamoření sníženo pod mez citlivosti měřící metody nebo hrozí-li porušení celistvosti kůže a nevedou-li opakované dekontaminační postupy k snižování kontaminace; po ukončení dekontaminace aplikovat na kůži ochranou mast nebo pleťový krém a zajistit čistý oděv; zaznamenat okolnosti nehody a ve spolupráci s odborníky dozimetrie zajistit podklady pro stanovení dávky; zabezpečit transport pacienta na specializované pracoviště Kliniky nemocí z povolání Všeobecné fakultní nemocnice v Praze 2. 5.5.3.2 Nemocniční péče: pokud předchozí dekontaminace nebyla úspěšná, pokračovat v dekontaminaci speciálními dekontaminačními roztoky (roztok jodidu draselného, 1% roztok DTPA o ph 3 5, 1% roztok kyseliny citrónové nebo jiné roztoky v závislosti od druhu kontaminantu) nebo speciálními suchými postupy (jemnou abrazí); observovat pacienta pro možnost vývoje radiační dermatitidy především u beta zářičů (stejný postup jako u lokálního zevního ozáření kůže).
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 101 5.5.4 Opatření a léčebná péče o osoby po vnitřní kontaminaci radionuklidy vdechnutím, požitím nebo porušenou kůži 5.5.4.1 První pomoc: soustředění všech postižených osob na vhodném místě; při požití radionuklidu pokus o zvracení mechanickým podrážděním; podání antidota co nejdříve po nehodě (před nebo v průběhu zevní dekontaminace). Přehled antidot, dávky a způsob aplikace jsou uvedeny v tabulce 5.2. Před podáním antidota p.o. cestou výplach úst vodou; dále stejný postup jako při povrchové kontaminaci kůže; zajištění sběru biologického materiálu (moč, stolice, nosní sekret) a řádné označení vzorků jménem, datem a hodinou odběru; při vnitřní kontaminací porušenou kůži omezit vstřebání radionuklidu podporou krvácení a podvázáním končetiny, ránu vyplachovat vodou a sterilně přikrýt; když předběžným šetřením nelze vyloučit, že u postiženého nebyl překročen příjem radionuklidu dosahující 1 / 10 nejvyššího přípustného příjmu pro pracovníky, zabezpečit transport pacienta na specializované pracoviště Kliniky nemocí z povolání Všeobecné fakultní nemocnice v Praze 2. Tab. 5.5 - Přehled látek bránících vstřebání nebo urychlujících eliminaci radionuklidů z organismu Radionuklid Antidotum Účinná látka Dávky a způsob aplikace Jód Kalium jodid kalii iodidum 0,13 g p.o. Cesium Radiogardase-Cs berlínská modř (hexacyanoferrat) 1g p.o., dále 3 x 1g/den Plutonium, Americium, Lanthanidy, transurany Stroncium Tricium Uran Směs štěpných produktů Ditripentat Ca DTPA (calcium-trinatriumpentetat) 1g v pomalé infúzi Gasterin gel MgSO 4 aluminium fosfát magnesium sulphuricum 10 sáčků p.o. 1 lžíce p.o. p.o nebo i.v. tekutiny chlortalidonum diuretikum 3x týdně 100 Urandyl mg fyziologický roztok s bikarbonátem sodným natrium hydrogencarbonicum 250 ml 1,4 % v infúzi Kalium jodid p.o. + Gasterin gel p.o., Ca-DTPA v infúzi, za 3 hodiny Radiogardase-Cs p.o. 5.5.4.2 Nemocniční péče: pokračovat v podávání specifických antidot nebo v podávání léků bránících vstřebávání radioaktivních látek nebo podporujících jejich vylučování; při neúspěšné zevní dekontaminaci v místě nehody pokračovat v dekontaminaci zamořených částí těla speciálními dekontaminačními roztoky či postupy; zaznamenat okolnosti nehody a ve spolupráci s odborníky dozimetrie zajistit podklady pro stanovení dávky; klinické vyšetření pacienta (zhodnotit a zaznamenat stav pacienta i z hlediska možnosti rozvoje postižení kůže);
KLINICKÁ RADIOBIOLOGIE 102 zajistit odběr krve na vyšetření periferního krevního obrazu s diferenciálním rozpočtem, stanovení radionuklidů v krvi a k cytogenetickému vyšetření chromozomálních aberací; zajistit odběr krve a moči na základní biochemická vyšetření; zajistit sběr a odeslat dobře zabalený biologický materiál (moč, stolici, nosní sekret, cizí tělesa a výtěry z rány) do radiochemické laboratoře SÚRO k proměření aktivity; zajistit měření na celotělovém počítači v SÚRO; u ran kontaminovaných cizím tělesem pokusit se o jeho odstranění, výplach rány sterilním a antiseptickým roztokem nebo speciálním dekontaminačním roztokem, sterilní krytí rány; zajistit definitivní ošetření rány na specializovaném pracovišti Kliniky popálenin Fakultní nemocnici Královské Vinohrady v Praze 10. 5.5.5 Opatření a léčebná péče o osoby s polytraumatem spojeným se zevním ozářením nebo s kontaminací. 5.5.5.1 První pomoc a nemocniční péče: jsou-li ohroženy základní životní funkce pacienta, provádí se neodkladně všechny zákroky k jejich obnovení (zevní srdeční masáž, umělé dýchání, zástava krvácení) a to bez ohledu na to, zda je pacient zevně kontaminován; zajistit dle charakteru poranění (traumata mechanická, termická, chemická) co nejrychlejší odsun pacienta do nejbližšího zdravotnického zařízení, které může nejlépe konkrétní poranění léčit (chirurgická nebo popáleninová JIP, ARO apod.); při povrchové a při vnitřní kontaminaci pacienta se ošetřující personál musí chránit před zamořením tím, že používá osobní ochranné pracovní pomůcky (rukavice, roušky, gumové zástěry a obuv), po stabilizaci základních životních funkcí postupovat podle doporučených postupů podle charakteru kontaminace nebo zevního ozáření s tím, že při vnitřní kontaminaci se podávají antidota co nejdříve po nehodě (antidota jsou deponována na Klinice nemocí z povolání VFN v Praze 2). Příčiny orgánových změn vždy musí posoudit příslušný specialista v úzké spolupráci s klinickým radiobiologem.