Ramathibodi Poison Center  

Radition Accidents

Bulletin (January - March 2000 Vol.8 No.1)

การนำรังสีมาใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์ การอุตสาหกรรมและการเกษตรกรรม ทุกประเทศต้องปฏิบัติตามบทบัญญัติ ซึ่งร่วมกำหนดโดยองค์การสากลต่างๆอย่างเคร่งครัด องค์การเหล่านี้ได้แก่ International Commission on Radiological Protection (ICRP), World Health Organization (WHO), International Atomic Energy Agency (IAEA) เหล่านี้เป็นต้น ในประเทศไทยมีพระราชบัญญัติเกี่ยวกับการใช้พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ โดยมีหน่วยงานของรัฐ 2 แห่งคือ สำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ (พ.ป.ส.) และกองรังสีและเครื่องมือแพทย์ กรมวิทยาศาสตร์การ แพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ทำหน้าที่กำกับและสอดส่องดูแล การใช้รังสีให้ถูกต้องและมีความปลอดภัยสูงสุด

Radiation dose and type of ionizing radiations
อันตรายของรังสีจะขึ้นอยู่กับชนิด พลังงาน และปริมาณของรังสีที่ร่างกายได้รับ รังสีมีหลายรูปแบบคือ รังสีโฟตอน ซึ่งได้แก่ รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา รังสีซึ่งมีมวลได้แก่ รังสีโปรตอน นิวตรอน เบต้า เป็นต้น ปริมาณของรังสีจะเรียกว่า absorbed dose ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานมีหน่วยเป็น Joule ที่ถูกดูดกลืนโดยเนื้อเยื่อที่มีมวล 1 กิโลกรัม หน่วยพิเศษของ absorbed dose เรียกว่า Gray (Gy) โดยที่ 1 Gy เทียบได้กับการที่เนื้อเยื่อ 1 กิโลกรัมดูดกลืนพลังงานของรังสีไว้ 1 Joule
เมื่อต้องการประเมินอันตรายของรังสี ปริมาณรังสีจะวัดในหน่วยของ Sievert (Sv) ซึ่งเป็น equivalent dose เป็นปริมาณของ รังสีที่ได้รับการปรับแก้ชนิดของรังสีที่มีอำนาจในการทำลายแตกต่างกันด้วยค่าแก้ที่เรียกว่า W(radiation weighing factor) ยกตัวอย่างเช่น รังสีแกมมามีค่า W= 1, โปรตอน W= 5 นิวตรอนพลังงาน ระหว่าง 0.1 – 2 MeV, W= 20 ดังนั้นปริมาณรังสี 1 Sv จะเทียบได้กับ absorbed dose 1 Gy, 0.2 Gy, 0.05 Gy สำหรับรังสีแกมมา โปรตอน และนิวตรอน ตามลำดับ ปริมาณรังสี 1 Sv จากรังสีทั้ง 3 ชนิดนี้จะก่อให้เกิดผลทางชีวภาพที่เหมือนกัน นอกจากนี้ยังมีค่าแก้ที่เรียกว่า Wซึ่งปรับแก้สำหรับอวัยวะต่างๆ ที่มี organ vitality และ organ radiosensitivity ไม่เหมือนกัน จะไม่ขอกล่าวถึงรายละเอียดในที่นี้
การสืบค้นชนิดของรังสี และปริมาณรังสีที่ผู้ประสบเหตุได้รับจะเป็นประโยชน์ต่อแพทย์ในการทำนายชนิดและความรุนแรงของผลของรังสี ตลอดจนการกำหนดแนวทางการรักษาเพื่อช่วยชีวิตของผู้ที่ได้รับบาดเจ็บ

Radiation sources and radiation accidents
ต้นกำเนิดรังสีจะมีรูปแบบต่างๆมากมาย เช่น เตาปฏิกรณ์ปรมาณูสำหรับการผลิตธาตุกัมมันตภาพรังสี เครื่องเร่งอนุภาคสำหรับการผลิตรังสีอีเลคตรอนและโปรตอนพลังงานสูง เครื่องกำเนิดรังสีเอ็กซ์ แร่รังสี เช่น cobalt-60, cesium-137 ที่บรรจุอยู่ใน container ที่เป็นโลหะหนักที่หนาทึบ เช่น ตะกั่ว
อุบัติเหตุทางรังสีเป็นเหตุการณ์ที่นอกเหนือความคาดหมาย ส่งผลให้มีการปนเปื้อนของธาตุกัมมันภาพรังสีในสภาวะแวดล้อม หรือภายในร่างกาย หรือร่างกายได้รับรังสีจากต้นกำเนิดที่ไม่มีเครื่องกำบังรังสี Radiation Emergency Assistance Center ที่ Oak Ridge Associate University ได้บัญญัติไว้ว่าเหตุการณ์ที่เข้าข่ายอุบัติเหตุทางรังสีต้อง

  1. ได้รับรังสีแบบทั่วตัวในปริมาณ > 0.25 Sv
  2. มี skin dose > 6 Sv
  3. ปริมาณรังสีที่อวัยวะอื่นๆ ได้รับ > 0.75 Sv
  4. การปนเปื้อนของสารรังสีภายในร่างกายในปริมาณ ที่มากกว่าครึ่งหนึ่งของค่า maximum permissible body burden ที่กำหนดโดย ICRP
อุบัติเหตุทางรังสีที่รายงานในวารสารทางวิชาการ พบว่าเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น เกิดจากความรู้เท่าไม่ถึงการณ์ของคน เช่น การเก็บแท่ง radium-226 ไว้เป็นที่ระลึกหรือทำเป็นเครื่องประดับ เกิดจากข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานของเจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติงาน เกิดจากความขัดข้องในการทำงานของเครื่องกำเนิดรังสี เกิดจาก การแตกร้าวของแท่งเชื้อเพลิงในเตาปฏิกรณ์ และก่อให้เกิดการรั่วไหลของธาตุกัมมันภาพรังสี
 
Biological effects of ionizing radiations: Stochastic and deterministic effects
ผลทางชีววิทยาของรังสีสามารถจำแนกออกเป็น 2 ลักษณะ คือ stochastic effect และ deterministic effect โดย stochastic effect เป็นผลสืบเนื่องจากรังสีเหนี่ยวนำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นใน DNA นำไปสู่การกลายเป็นมะเร็งและการผ่าเหล่า จัดเป็น low dose effect และไม่มี threshold level นั่นคือ ไม่ว่าจะได้รับรังสีน้อยเพียงใดจะเสี่ยงต่อการเกิด stochastic effect ในระดับที่แปรตามปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับ สำหรับ deterministic effect เป็นผลจากการที่รังสีทำลายเซลล์ของร่างกายในจำนวนมาก จนก่อให้เกิดความสะดุดในหน้าที่ของอวัยวะที่ได้รับรังสี ดังนั้น deterministic effect จึงจัดเป็น high dose effect และมี threshold level ยกตัวอย่าง เช่น อาเจียน (threshold = 0.5 Sv), bone marrow aplasia (threshold = 1 Sv.), skin erythema (threshold = 3 Sv)
ด้วยธรรมชาติดังกล่าวนี้ ICRP จึงได้กำหนดค่า maximum permissible dose สำหรับเจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติงานทางรังสีเท่ากับ 20 mSv ต่อปี ซึ่งเป็นปริมาณรังสีที่ไม่ก่อให้เกิด deterministic effect ใดๆ และเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งและการผ่าเหล่าในอัตราที่ไม่แตกต่าง จากผู้ปฎิบัติงานในสาขาที่ไม่เกี่ยวข้องกับรังสี
ในกรณีของผู้ประสบเหตุทางรังสี โดยส่วนใหญ่จะได้รับรังสี แบบทั้งตัวในปริมาณสูงจนเป็นอันตรายถึงแก่ชีวิต ภายหลังจากที่รับรังสี ผู้บาดเจ็บจะเกิดอาการเจ็บป่วยที่เรียกว่า acute radiation syndrome สิ่งมีชีวิตจะมีความไวต่อรังสีแตกต่างกัน โดยพิจารณาจากค่า LD50 ค่า LD50/60 สำหรับคนมีค่าอยู่ระหว่าง 3-4 Sv ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสุขภาพของผู้ถูกรังสีและการรักษาพยาบาลที่ได้รับ ค่า threshold dose สำหรับการเกิด acute radiation syndrome มีค่าราว 1.5 Sv
อวัยวะต่างๆ ในร่างกายจะมีความไวต่อรังสีไม่เท่ากัน ระบบการสร้างเม็ดเลือด, testis จะไวต่อรังสีมากที่สุด รองลงมาคืออวัยวะที่มีเยื่อบุ เช่น ช่องปาก หลอดอาหาร ลำไส้ผิวหนัง ตามด้วยตับ ปอด ไต และต่อมต่างๆ อวัยวะที่ทนต่อรังสีมากที่สุดคือ ไขสันหลัง สมอง กล้ามเนื้อ และหัวใจ นอกเหนือจากความไวที่แตกต่างกันแล้ว แต่ละอวัยวะยังมี vitality ที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นความล้มเหลวของระบบสร้างเม็ดเลือด (hematopoietic syndrome) ระบบทางเดินอาหาร (gastrointestinal syndrome) และระบบประสาทส่วนกลาง (central nervous system syndrome) จึงเป็นสาเหตุสำคัญในการเสียชีวิต ของผู้ได้รับบาดเจ็บจากรังสี
 
Clinical manifestation of acute radiation syndrome
ผู้ประสบเหตุทางรังสีจะมีอาการเจ็บป่วยซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ระยะคือ
  1. Initial stage (Prodomal phase) ผู้บาดเจ็บจะมีอาการคลื่นไส้อาเจียน เบื่ออาหาร อาการเหล่านี้จะเกิดขึ้นหลังจากได้รับรังสี 2-3 ชั่วโมง และกินเวลานาน 2-3 วัน หากได้รับรังสีปริมาณไม่มากนัก
  2. Latent stage เป็นระยะที่อาการต่างๆ ข้างต้นหายไป ผู้บาดเจ็บจะรู้สึกสบายดีเป็นเวลาหลายวัน และอาจนาน 2-3 สัปดาห์
  3. Third stage (Symptomatic phase) เริ่มตั้งแต่สัปดาห์ที่ 3 ถึงสัปดาห์ที่ 5 หรืออาจเร็วกว่านี้หากได้รับรังสีปริมาณมาก ผู้ป่วยจะมีอาการผิดปกติของระบบทางเดินอาหาร เกิดภาวะเลือดออกง่าย โลหิตจาง ติดเชื้อ และผมร่วง
  4. Fourth stage เป็นระยะที่ผู้ป่วยเริ่มฟื้นคืนสู่สภาพปกติหากได้รับรังสีไม่มากนัก หรือเสียชีวิตในกรณีที่ได้รับรังสีในปริมาณมาก
Acute radiation syndrome สามารถจำแนกออกเป็น 3 รูปแบบ ตามสาเหตุของการเสียชีวิตและตามปริมาณรังสีที่เกี่ยวข้อง ดังนี้
  1. Hematopoietic syndrome เป็นผลจากการทำลายของ stem cell ในไขกระดูกหลังจากที่ได้รับรังสีขนาด 1.5 –6 Sv 1 วันหลังจากการรับรังสี stem cell ในไขกระดูกจะลดลง ในอัตราที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณรังสี เช่น ลดลง 10-20%, 25-30% และ 50-60% หลังจากที่ได้รับรังสี 1-2 Sv, 3-4 Sv และ 5-7 Sv ตามลำดับ แต่เม็ดเลือดต่างๆในกระแสเลือดซึ่งมีความไวต่อรังสีน้อยกว่า stem cell จะยังคงระดับปกติ ซึ่งแตกต่างจาก lymphocyte ที่มีความไวต่อรังสีมากที่สุด จำนวน lymphocyte จะลดลงกว่าครึ่ง ภายในเวลา 48 ชั่วโมงหลังจากที่ได้รับรังสีขนาด 1-2 Sv เม็ดเลือดในกระแสเลือดได้แก่ เม็ดเลือดขาวและเกร็ดเลือด จะเริ่มลดลงในเวลา 10-15 วันหลังการได้รับรังสี การลดลงของเม็ดเลือดเหล่านี้เป็นผลจากการที่ stem cell ในไขกระดูกไม่สามารถผลิตเซลล์มาทดแทนเม็ดเลือดที่เสื่อมสภาพไปตามอายุขัย ต่างจากเม็ดเลือดแดงซึ่งจะลดลงไม่มากนักเพราะมี life span ยาวนานถึง 120 วัน การลดลงของค่า hemoglobin จะเกิดขึ้นเนื่องจากสภาวะเลือดออกง่าย จากการลดลงของเกร็ดเลือด ประมาณสัปดาห์ที่ 3 จะเข้าสู่ระยะ symptomatic phase ผู้ป่วยจะมีอาการหนาวสั่น อ่อนเพลีย เป็นแผลในปาก และมีเลือดออกใต้ผิวหนัง อาจมีผมร่วงถ้าได้รับรังสี >3 Sv ถ้าปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยได้รับมีขนาดไม่เกิน 6 Sv อาจสามารถช่วยชีวิตผู้ป่วยได้โดยการให้ supportive care อย่างดี ตามด้วยการปลูกถ่ายไขกระดูก มิฉะนั้นแล้วผู้ป่วยจะเสียชีวิตภายใน 1-2 เดือน อันมีสาเหตุเนื่องจากการติดเชื้อ
  2. Gastrointestinal syndrome เป็นผลจาการรับรังสีขนาด 6-10 Sv ซึ่งมากพอที่จะทำลายเซลล์เยื่อบุทางเดินอาหาร โดย เฉพาะอย่างยิ่งลำไส้เล็กซึ่งไวต่อรังสีมากว่าส่วนอื่น ในกรณีเช่นนี้ symptomatic phase จะเริ่มต้นในเวลา 3-7 วันหลังจากรับรังสี ในระยะนี้ผู้ป่วยจะมีอาการคลื่นไส้ อาเจียน และท้องร่วงอย่างแรง รังสีขนาด 5-6 Sv สามารถทำลาย stem cell ใน intestinal crypt จากจำนวน 100-300 เซลล์ต่อ crypt ให้เหลือราว 1 เซลล์ต่อ crypt อย่างไรก็ตาม ผลจากการทำลายในระดับนี้ยังไม่ส่งผลร้ายแรงมากนัก เพราะเซลล์ที่เหลือแม้ว่าจะมีเพียง 1 เซลล์ต่อ crypt ยังคงสามารถ regenerate crypt ได้ แต่ถ้าปริมาณรังสีที่มีขนาดมากกว่า 6 Sv จะตรวจพบ intestinal denudation ก่อให้เกิดการสูญเสียน้ำและเกลือแร่ และเป็นช่องทางให้เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย ผู้ป่วยจะเสียชีวิตเนื่องจากสภาวะ dehydration และ electrolyte imbalance ภายในเวลา 2 สัปดาห์
  3. CNS syndrome เป็นผลจากการได้รับรังสีที่มีขนาดมากเกิน 15 Sv เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ไม่บ่อย ผู้บาดเจ็บจะมีอาการเจ็บป่วยภายในเวลาไม่กี่นาทีหลังจากที่ได้รับรังสี โดยมีอาการคลื่นไส้ อาเจียนอย่างรุนแรง และมีอาการอื่นๆ ที่เข้าข่าย neurological syndrome ได้แก่ disorientation, loss of coordination and muscular movement, respiratory stress, convulsion, seizure, coma และในที่สุดจะเสียชีวิตภายในเวลา 2 วัน สาเหตุของการเสียชีวิตยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ทั้งนี้เนื่องจากสมองเป็นอวัยวะที่มีความทนต่อรังสีมากที่สุด แต่เป็นที่เชื่อกันว่าผลของรังสีต่อหลอดเลือดที่เลี้ยงสมองน่าจะเป็นสาเหตุที่สำคัญ
สำหรับผู้ที่รอดชีวิตนั้น อาจต้องเผชิญกับผลของรังสีในอวัยวะอื่นๆ เช่น การเป็นหมัน (threshold 3.5 Sv ในชาย และ 6 Sv ในหญิง) , ผมร่วง (threshold 3 Sv), ปอดอักเสบ (threshold 6 Sv) รังสีสามารถก่อให้เกิด late effect ได้ เช่น เกิดต้อกระจก (threshold 1 Sv) และเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งในอีกหลายๆ ปีต่อมา
 
ทั่วโลกต่างตระหนักถึงคุณและโทษของรังสีเป็นอย่างดี ดังนั้นการนำรังสีมาใช้เพื่อการวินิจฉัยและรักษาโรค การวิจัย และการบริการในด้านการเกษตรและอุตสาหกรรม ทุกหน่วยงานต่างยึดถือ กฏระเบียบเกี่ยวกับการป้องกันอันตรายจากรังสีที่บัญญัติโดย ICRP อย่างเคร่งครัด ส่งผลให้เทคโนโลยีทางรังสีมีความปลอดภัยอย่างยิ่ง อุบัติเหตุทางรังสีจึงเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก การเกิดอุบัติเหตุในแต่ละครั้งจึงเป็นข่าวดังระดับโลก สาเหตุส่วนใหญ่มักเกิดจากความรู้เท่าไม่ถึงการณ์ของคน ดังเช่นเหตุการณ์ที่โดนรังสีจาก cobalt-60 ของพ่อค้าและลูกจ้างที่ทำงานอยู่ในร้านค้าของเก่า ซึ่ง เกิดขึ้นในช่วงกลางเดือนกุมภาพันธ์ที่เพิ่งผ่านมา เหตุการณ์ครั้งนี้มี ผู้ได้รับบาดเจ็บหลายคนและมีผู้เสียชีวิตแล้ว 1 คน บุคคลเหล่านี้มิได้ล่วงรู้เลยว่า แท่งโลหะทรงกระบอกที่พวกเขาจับต้องอยู่นั้นมีก้อนแร่ cobalt-60 บรรจุอยู่ภายใน ซึ่งสามารถแผ่รังสีทำอันตรายผู้จับต้องและผู้คนที่อยู่รอบข้าง โดยปกติแล้วแท่งโลหะทรงกระบอกดังกล่าวนี้จะบรรจุอยู่ใน container ซึ่งหล่อด้วยตะกั่วและโลหะหนักอื่นๆ ที่มีความหนาไม่น้อยกว่า 80 เซนติเมตร หากไม่มีผู้ใดผ่าหัวเก็บ cobalt-60 ดังกล่าวแล้ว ก็จะไม่เกิดโศกนาฏกรรมดังที่เป็นข่าวในหน้าหนังสือพิมพ์
 
เอกสารประกอบการเรียบเรียง
  1. Cockerham LG, Mickley AG, Walden TL, Stuart BO. Ionizing radiation. In: Hayes AW, editor. Principle and Method of Toxicology. 3rd ed. New York: Raven Press;1994. p. 447-496.
  2. Adams GE, Wilson A. Radiation Toxicology. In: Ballantyne B, Marrs T, Turner P, editors. General and Applied Toxicology. V2. New York: M. Stockton Press;1993. p.1397-1415.
  3. Ellenhorn MJ, Schonwald S, Ordog G, Wasserkerger J. Ellenhorn’s Medical Toxicology Diagnosis and Treatment of Human Poisoning. 2 nded. Bangkok: Williams&Wilkins; 1997. p.1682-1723.