Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2014. Том 59. № 5. С. 64-71

ОБЗОР

С.В. Осовец

ПРОБЛЕМА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ И КЛАССИФИКАЦИИ РАДИАЦИОННЫХ ПОРОГОВЫХ ВЕЛИЧИН

Южно-Уральский институт биофизики, Озерск, Челябинская область. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

РЕФЕРАТ

Цель: Математическое описание общих методов оценки рисков и пороговых величин, их классификация на основе характеристик дозовых и временных распределений применительно к детерминированным эффектам.

Результаты: В качестве базового распределения для описания детерминированных эффектов в зависимости от дозы используется классическое распределение Вейбулла, которое содержит два параметра: медианную эффективную дозу - D₅₀ и параметр формы. Систематизированы и подробно описаны методы оценки пороговых величин и их неопределенностей. Предложена классификация пороговых величин на основе методов их оценки:

• методы оценки квантильных (регламентированных) порогов;
• методы оценки пороговых величин с помощью плотностей или функций распределений по дозам или временным характеристикам;
• методы оценки априорных (постулированных в математической модели) пороговых величин.

На примерах различных детерминированных эффектов показана эффективность и работоспособность предлагаемых методов оценки пороговых величин. Получены также относительные неопределенности порогов, оцененных различными методами.

Выводы: Показано, что с точки зрения радиационной безопасности можно использовать регламентируемые квантильные (1 % и 5 %-ные) пороги. Однако так называемые практические пороги, которыми оперирует радиационная медицина и радиационная биология, лучше всего количественно описывать с помощью относительной границы между группой сравнения и основной группой. Предложены соответствующие методы оценок таких границ. Вычислены оценки неопределенности пороговых величин. Введено понятие априорных пороговых величин, методы оценок которых применимы не только к детерминированным, но и стохастическим эффектам. В целом рассмотренные методы оценки пороговых величин решают различные задачи радиационной безопасности и медицины и в этом плане не противоречат, а дополняют друг друга.

Ключевые слова: дозы облучения, детерминированные эффекты, оценка риска, классификация порогов, относительная неопределенность, пороговая граница

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Булдаков Л.А., Калистратова B.C. Радиоактивное излучение и здоровье. — М.: Информ-Атом, 2003, 165 с.
2. Булдаков Л.А., Калистратова B.C. Радиоактивное воздействие на организм — положительные эффекты. — М.: Информ-Атом, 2005, 246 с.
3. Радиационные поражения человека. — М.: Изд. АТ, 2001, 432 с.
4. Дозовые зависимости нестохастических эффектов, основные концепции и величины, используемые в МКРЗ. Публикация 41, 42 МКРЗ (перевод с англ.) — М.: Энергоатомиздат, 1987, 84 с.
5. Рекомендации МКРЗ 1990 г. Ч. 1. Пределы годового поступления радионуклидов в организм ра­ботающих, основанные на рекомендациях 1990 года. Публикации 60, ч.1, 61 МКРЗ. Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1994, 192 с.
6. Рекомендации МКРЗ 1990 г. Публикация 60 МКРЗ. Ч. 2. Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1994, 208 с.
7. МКРЗ. Труды МКРЗ. Публикация 118: Отчет МКРЗ по тканевым реакциям, ранним и отдаленным эффектам в нормальных тканях и органах — пороговые дозы для тканевых реакций в контексте радиационной защиты. — Челябинск, 2012, 383 с.
8. Физический энциклопедический словарь. Под. ред. А.М. Прохорова. — М.: «Большая Российская энциклопедия», 1995, 927 с.
9. Risk from Deterministic Effects of Ionizing Radiation. // National Radiological Protection Board, Chilton, Didcot, 1996, vol. 7, no. 3, pp. 1–31.
10. Framework of Eemergency Response Intervention and Countermeasure Criteria IAEA, Vienna, Austria, 2004, 103 p.
11. Рябухин Ю.С. Низкие уровни ионизирующего излучения: системный подход (аналитический обзор). // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2000. Т. 45. № 4. С. 5–45.
12. Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. Радиобиология человека и животных. — М.: Высш. шк., 2004, 549 с.
13. Калистратова В.С., Булдакова Л.А., Нисимов П.Г. Проблема порога при действии ионизирующего излучения на организм животных и человека. — М.: ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, 2010, 214 с.
14. Рождественский Л.М. Pro и Contra пороговости / беспороговости мутагенного (канцерогенного) действия ионизирующего излучения низкого уровня. // Радиац. биология. Радиоэкология, 2001. Т. 41. № 5. С. 580–588.
15. Рождественский Л.М. Анализ данных эпидемиологических исследований радиоканцерогенного эффекта и подходов к определению границы малых доз в аспекте пороговости биологически вредного действия ионизирующей радиации. // Радиац. биология. Радиоэкология, 2003. Т. 43. № 2. С. 227–236.
16. Котеров А.Н. Малые дозы и малые мощности доз ионизирующей радиации: регламентация диапазонов, критерии их формирования и реалии XXI века. // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2009. Т. 54. № 3. С. 5–26.
17. Котеров А.Н. Малые дозы радиации: факты и мифы. Книга 1. Основные понятия и нестабильность генома. — М.: ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, 2010, 284 с.
18. Ярмоненко С.П. Проблема радиобиологии человека в конце XX столетия. // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2012. Т. 57. № 2. С. 8–14.
19. Ярмоненко С.П. Низкие уровни ионизирующего излучения и здоровье: радиобиологические аспекты. // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2000. Т. 45. № 3. С. 5–32.
20. Соловьев В.Ю., Баранов А.Е., Барабанова А.В. и соавт. Зависимость сроков возникновения рвоты от величины и мощности дозы ионизирующего излучения. // Мед. радиология, 1991. Т. 46. № 6. С. 27–31.
21. Osovets S.V., Azizova T.V., Day R.D. et al. Direct and indirect tasks on assessment of dose and time distributions and thresholds of acute radiation exposure. // Health Phys., 2012, vol. 102, no. 2, pp. 189–195.
22. Osovets S.V. Characteristics of time reaction for live organism distribution on acute irradiation. // Proc. V Scientific-practical conf. “Medical and Ecology Effects Ionizing Irradiation”, Tomsk, April 2010, pp. 100–101.
23. Осовец С.В., Азизова Т.В., Гергенрейдер С.Н. Методы оценки и расчета дозовых порогов для детерминированных эффектов. // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2007. Т. 54. № 2. С. 25–31.
24. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельников Г.М. Численные методы — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001, 632 с.
25. Осовец С.В., Азизова Т.В., Гергенрейдер С.Н. Методы оценки неопределенности дозовых порогов для детерминированных эффектов // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2010. Т. 55. № 3. С. 11–16.
26. Гуськова А.К., Байсоголов Г.Д. Лучевая болезнь человека. — М.: Медицина, 1971, 384 с.
27. Боровиков В. STATISTICA для профессионалов (искусство анализа данных на компьютере). — М.–С.-Пб.: «Питер», 2003, 688 с.
28. Осовец С.В., Азизова Т.В., Банникова М.В. Оценка влияния дозовых характеристик на период формирования и длительность хронической лучевой болезни. // Мед. радиол. и радиац. безопасность, 2011. Т. 56. № 4. С. 17–23.
29. Осовец С.В., Азизова Т.В., Гергенрейдер С.Н. Использование моделей риска для оценки априорных пороговых величин при внешнем облучении. // XII Научно-практическая конференция «Дни науки ОТИ НИЯУ-МИФИ-2012». Озерск. Материалы конференции, 25–26 апреля 2012. Т. 1. С. 102–104.
30. Belyaeva Z.D., Osovets S.V., Scott B.R. et al. Modeling of respiratory system dysfunction among nuclear workers: a preliminary study. // Dose–Response, 2008, vol. 6, no. 4, pp. 319–332.
31. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. — Л.: Энергоатомиздат, 1991, 304 с.
32. Бусленко Н.П., Голенко Л.И., Соболь И.М. и соавт. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) — М.: Физматлит, 1962, 331 с.
33. Spiegelhalter D., Thomas A., Best N. WinBUGS (User Manual). — http://www.mrs-bsu.cam.ac.uk. 1999, 21 p.
34. Джонсон Н.Л., Коц С., Балакришнан Н. Одномерные непрерывные распределения. — М.: Бином, 2010, 703 с.
35. Лагутин М.Б. Наглядная математическая статистика. — М.: Бином, 2009, 472 с.
36. Окладникова Н.Д., Осовец С.В., Кудрявцева Т.И. ²³⁹Pu и хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови человека. // Радиац. биология. Радиоэкология, 2009. Т. 49. № 4. C. 407–411.
37. Осовец С.В., Азизова Т.В., Дружинина М.Б., Недро В.С. Статистический анализ распределений по дозам работников ПО «МАЯК» с хронической лучевой болезнью. // Вопросы радиац. безопасности, 2006. № 2. C. 38–46.
38. Кирьянов Д. MathCAD 12. — Санкт-Петербург: БХВ — Петербург, 2005, 557 с.
39. Raabe O.G. Conserning the health effects of internally deposited radionuclides. // Health Phys., 2010, vol. 98, no. 3, pp. 515–536.
40. Соловьев В.Ю., Нугис В.Ю., Хамидулин Т.М., Краснюк В.И. Исследование прогностической ценности гематологических критериев оценки степени тяжести лучевого поражения. // Росс. биомед. электронный журнал, 2011. Т. 12. Ст. 35 (С. 420–430). http://www.medline/ru/public/art/tom12/art35.html