ГОСТ

Прямые измерения с многократными наблюдениями.

Методы обработки результатов наблюдений.

Основные положения ГОСТ 2603-79 Ацетон.

Технические условия ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная.

Технические условия ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые.

Технические условия ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический.

Технические условия ГОСТ 19908-90 Тигли, чаши, стаканы, колбы, воронки, пробирки и наконечники из прозрачного кварцевого стекла. ОТУ ГОСТ 20282-86 Полистирол общего назначения ПСМ-111 ГОСТ 22090-89Е Боры зубоврачебные. Общие технические требования и методы испытаний ГОСТ 23932-90Е Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. ОТУ ГОСТ 24104-88Е Весы лабораторные общего назначения и образцовые. ОТУ ГОСТ 25336-82Е Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы основные параметры и размеры 2 ГОСТ Р 22.3.04-95 3 Определения и сокращения В настоящем стандарте применяют следующие определения и сокращения: чрезвычайная ситуация (ЧС) - по ГОСТ Р 22.0.02; парамагнитное вещество - вещество, содержащее атомы или молекулы с неспаренным электроном и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) - явление поглощения энергии сверхвысокочастотного (1-10 Ггц) излучения (СВЧ) парамагнитными центрами вещества, помещенного в магнитное поле, при некотором определенном для данных парамагнитных центров значении магнитного поля; g-фактор - основная радиоспектроскопическая характеристика парамагнитных центров, связанная с их магнитным моментом и позволяющая проводить их идентификацию при анализе ЭПР-спектров вещества; зубная эмаль (ЗЭ) - апатитоподобное вещество поликристаллической структуры с незначительной примесью органических соединений; РЭ ПДОЗЭ - Рабочий эталон поглощенной дозы в облученной ЗЭ; РПЦ - радиационно-индуцированные парамагнитные центры 4 Сущность метода Сущность метода заключается в измерении интенсивности сигналов ЭПР от стабильных во времени РПЦ, образующихся в кристаллической структуре ЗЭ в количествах, пропорциональных поглощенной дозе облучения.

Радиационный сигнал - узкий анизотропный пик поглощения в спектре ЭПР облученной ЗЭ - определяют на фоне широкого пика поглощения с максимумом в диапазоне g=2,006-2,003, присущего спектру необлученной ЗЭ и обусловленного органическими примесями. 3 ГОСТ Р 22.3.04-95 Особенность метода ЭПР-дозиметрии, в котором ЗЭ представляется в качестве индивидуального твердотельного дозиметра, заключается в нахождении коэффициента радиационной чувствительности эмали (f) в результате последовательного дооблучения (и соответствующих ЭПР-измерений) каждой пробы на аттестованном источнике гамма-излучения с соблюдением условий равновесия вторичных электронов.

Окончательную оценку первоначальной поглощенной эмалью дозы вместе с ее погрешностью находят путем линейного регрессионного анализа данных по интенсивности радиационных сигналов при разных дозах дооблучения с учетом определяемого значения f (рис.1). При воссоздании общей картины радиационного поражения населения в пострадавшем регионе и проведении массовых ЭПР-анализов допускается ускоренный способ приближенной оценки доз с использованием аттестованного Рабочего эталона поглощенной дозы в облученной зубной эмали с усредненным значением ее радиационной чувствительности [ ]. 5 Оборудование и материалы для проведения измерений Для проведения измерений применяют: - спектрометр ЭПР (длина волны 3 см) с аттестованной (по паспорту) чувствительностью не менее 10_510_0 спинов; - РЭ ПДОЗЭ. Регистрационный N в Государственном реестре средств измерений; - установка облучательная с аттестованными источниками гамма-излучения изотопов Cs-137 или Co-60; - бормашина электрическая портативная типа БЭПБ-06 или бормашина техническая типа БТ-1-12 с гибким рукавом; 4 ГОСТ Р 22.3.04-95 - боры зубоврачебные по ГОСТ 22090; - весы лабораторные общего назначения и образцовые по ГОСТ 24104 или весы торсионные ВТ-500; - шкаф сушильный типа ШС-20; - ступка с пестиком фарфоровая по ГОСТ 9147; - эксикатор с влагопоглощающими наполнителями по ГОСТ 25336_4; - ампулы полистироловые по ГОСТ 20282; - ампулы стеклянные кварцевые тонкостенные по ГОСТ 19908; - 4%-й раствор формальдегида по ГОСТ ; - ацетон по ГОСТ 2603; - спирт этиловый по ГОСТ 18300; - вода дистиллированная по ГОСТ 6709. 6 Подготовка к проведению измерений 6.1 Подготовка проб зубной эмали 6.1.1 Предварительные операции, связанные с удалением, транспортировкой и хранением образцов зубов, представленных к ЭПР-дозиметрическому анализу, рассмотрены в Приложении А. В Приложении Б приведена единая обязательная форма на сопроводительный документ к удаляемым зубам (Анкетный лист), заполняемый врачом-стоматологом. 6.1.1 С зуба механически удаляют остатки органических веществ, зубной камень и пигментированные вкрапления.

Последние осторожно сошлифовывают с помощью зубоврачебного бора. Затем зуб промывают последовательно в ацетоне, воде и спирте. При механической обработке эмали недопустимо использование инструментов и материалов с парамагнитными свойствами. 6 ГОСТ Р 22.3.04-95 6.1.2 Очищенный зуб распиливают под струей воды с помощью алмазного отрезного диска на две части: верхнюю, покрытую эмалью, и корень, а затем верхнюю половину зуба вдоль вертикальной оси - на две или четыре части в зависимости от его формы. 6.1.3 Способы последующего разделения эмали и дентина и соответствующего контроля приведены в Приложении В. При любой механической обработке необходимо избегать локальных перегревов образцов ЗЭ. Рекомендуется также лучше удалить некоторое количество эмали с вкраплениями дентина, чем оставлять последние в анализируемой пробе ЗЭ. 6.1.4 Для снятия эффекта анизотропии, который мог бы проявиться при ЭПР-измерениях проб ЗЭ с крупными фрагментами, полученные осколки эмали измельчают в ступке до зерен размером ~ 0,5 мм и не более 1,0 мм в поперечнике. Не следует допускать слишком тонкого измельчения эмали (до состояния пыли) во избежание появления стойких дополнительных радикалов (механо-индуцированных или связанных с окислительными процессами), 6.1.5 Подготовленные таким образом зерна эмали обезжиривают (промывают последовательно в ацетоне, дистиллированной воде и спирте) и высушивают при комнатной температуре в эксикаторе. 6.1.6 Из очищенной эмали готовят навески массой от 50 до 100 мг в зависимости от количества эмали, получаемой из зуба. При подготовке пробы для ЭПР-дозиметрического анализа рекомендуется оставлять для возможного контрольного анализа параллельную пробу ЗЭ. 6.1.7 Подготовленные пробы эмали выдерживают в сушильном шкафу в течение 20-24 часов при температуре 40+/-2 _50_0С. 7 ГОСТ Р 22.3.04-95 6.1.8 Ампулы, в которые будут помещаться пробы эмали, промывают в дистиллированной воде, ополаскивают спиртом и высушивают при комнатной температуре в эксикаторе с влагопоглотителем, где хранят до использования в работе. 6.1.9 Подготовленные по п.6.1.7 пробы эмали помещают в ампулу для проведения измерений. При этом за каждой пробой закрепляют ампулу на все время измерений.

Навеску эмали взвешивают и хранят в закупоренной ампуле. 6.2 Подготовка спекрометра ЭПР 6.2.1 Подготовку спекрометра ЭПР к работе выполняют в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. 6.2.2 Готовность к работе ЭПР спектрометра (стабильность магнитного поля Н, частоты_7 n _0и уровня мощности СВЧ) проверяют, регистрируя спектр РЭПДОЗЭ. Подбирают оптимальный рабочий режим измерения, при котором спектр РЭ ПДОЗЭ находится в середине развертки магнитного поля Н 6.2.3 Стабильность Н и _7n_0 контролируют воспроизводимостью местоположения на спектре 3-ей и 4-ой линии двухвалентного марганца, входящего в состав РЭ ПДОЗЭ. 6.2.4 Следует убедиться в воспроизводимости измерения величины амплитуды реперной линии РПЦ в спектре РЭ ПДОЗЭ, погрешность измерения которой не должна превышать 2-3%. 6.2.5 Параметры регистрации спектров (постоянная времени, количество накоплений, время регистрации) выбирают в зависимости от типа спектрометра, руководствуясь следующими соображениями: - отношение сигнал-шум, измеренное по амплитуде нативного сигнала для РЭ ПДОЗЭ, должно быть не менее 10. При этом не должно происходить искажение формы спектра РПЦ облученной эмали; 8 ГОСТ Р 22.3.04-95 - амплитуда модуляции поля выбирается не более 4 Гс во избежание искажения формы спектра РПЦ; - мощность подводимой к резонатору СВЧ определяется типом резонатора и выбирается в области, где не происходит насыщения сигнала РПЦ (не более 10 мВт). 6.3 Проверку ампул, отобранных для размещения в них исследуемой эмали зуба, на отсутствие паразитных сигналов выполняют на ЭПР-спектрометре при максимальном усилении спектрометра с выбранными оптимальными режимами измерений при изменении величины g-фактора от 1,9970 до 2,0055. 7 Проведение измерений Измерения ЭПР-спектров подготовленных проб с целью ретроспективной оценки поглощенных в зубной эмали доз осуществляются в два этапа: ускоренным способом с использованием РЭ ПДОЗЭ (экспресс-анализ) и с определением радиационной чувствительности каждой исследуемой пробы эмали методом дооблучения и последующего линейного регрессионного анализа. 7.1 Измерение ЭПР-спектров проб. 7.1.1 Ампулу с подготовленной пробой помещают в резонатор ЭПР-спектрометра, выдерживая постоянную глубину погружений. 7.1.2 ЭПР-спектр исследуемой пробы (рис.2) измеряют в соответствии с нормативной документацией по эксплуатации ЭПР-спектрометра. 7.1.3 ЭПР-спектр записывают в память ЭВМ и одновременно в лабораторный журнал исследований по форме согласно приложению В. 9 ГОСТ Р 22.3.04-95 7.1.4 Измерение спектров эмали, не подвергшейся дооблучению, осуществляют в режиме накопления данных в памяти ЭВМ в результате многократных повторных измерений (до 10 раз в зависимости от чувствительности спектрометра). 7.1.5 Контроль за стабильностью работы спектрометра производят путем периодической регистрации спектров ЭПР от РЭ ПДОЗЭ: через 5-10 исследуемых образцов.

Оптимальную частоту регистрации спектра РЭ ПДОЗЭ находят для каждого спектрометра индивидуально путем минимизации допустимой среднеквадратической погрешности отклонений показаний от реперной линии РЭ ПДОЗЭ при прочих равных условиях его регистрации. 7.2 Дооблучение проб эмали зубов 7.2.1 После измерения ЭПР-спектра пробу извлекают из ампулы и помещают в специальную кассету со стенками из тканеэквивалентного покрытия толщиной 1г/см_52_0, обеспечивающей условия электронного равновесия в процессе дооблучения пробы на установке облучательной с аттестованным источником гамма-излучения изотопов Cs-137 или Co-60. 7.2.2 Необходимую дозу облучения обеспечивают соответствующим подбором времени облучения и расстояния от кассеты с пробой до источника гамма-излучения. В каждом сеансе рекомендуется осуществлять дополнительный контроль дозы облучения, например, по индивидуальным термолюминесцентным дозиметрам, помещаемым в кассету вместе с исследуемыми пробами, или при помощи аттестованного ренгенометра. 7.2.3 Величина шага дооблучения определяется величиной дозы D_4э_0, предварительно найденной в результате экспресс-анализа без дооблучения, и составляет (1-3)D_4э_0. 11 ГОСТ Р 22.3.04-95 7.2.4 После каждого облучения пробу выдерживают в течение суток в сушильном шкафу при температуре 40_50_0 С, после чего измеряют ЭПР-спектр пробы в соответствии с п. 7.1. 7.2.5 Минимальное количество точек дооблучения равно 4, минимальное количество измерений в каждой точке на кривой дооблучения - 2. С учетом измерений пробы перед дооблучением минимальное общее количество сопряженных ЭПР-измерений каждой пробы в итоге составляет не менее 10. 7.2.5 Данного количества экспериментальных точек на графике (рис.1) достаточно для вычисления методом наименьших квадратов достоверных значений тангенса угла наклона (f) и величины концентрации РПЦ (C_4о_0) в точке пересечения экспериментальной кривой с осью ординат. 8 Обработка результатов измерений 8.1 Концентрацию РПЦ в исследуемой пробе эмали С_4и_0, г_5-1_0 вычисляют по формуле С = С_4ст_0 _5._0 К_4ст_0 _5._0 Р_4ст_0/I_4ст_0 _5._0 I_4и_0/(К_4и_0 _5._0 P_4и_0) (1) -1 где С_4ст_0, К_4ст_0, Р_4ст_0, I_4ст_0 - соответственно, концентрация РПЦ, г , коэффициент усиления в относительных единицах, масса навески, мг и амплитуда реперной линии R_41_0R_42_0 в РЭ ПДОЗЭ, см, определяемая по результатам обработки его ЭПР-спектра в соответствии с Приложением Г; I_4и_0, К_4и_0, Р_4и_0 - соответственно, амплитуда реперной линии, см, коэффициент усиления, масса навески исследуемой пробы зубной эмали, мг. 8.1.1 Для удобства вычислений искомых параметров и ошибок их определения (опускаются громоздкие порядки величин измеряемых концентраций РПЦ) эти и последующие расчеты следует проводить, принимая величину концентрации РПЦ в используемом РЭ ПДОЗЭ за условную единицу. 12 ГОСТ Р 22.3.04-95 8.2 Концентрацию РПЦ (С_4j_0) в исследуемой пробе эмали определяют после каждого этапа облучения (j) в соответствии с Приложением Г. 8.3 По результатам измерений С_4j_0 в условных единицах для каждой пробы устанавливают соответствие этих величин значениям D_4j_0, равным суммарной дозе дооблучения на каждом этапе, при этом значениям концентраций, получаемых без дооблучения (С_4о_0), соответствуют значения D=0. 8.4 Для полученного таким образом набора пар (С_4j_0,D_4j_0) составляют уравнение линейной регрессии С_4j_0 = C_4o_0 + fD_4j_0, (2) параметры которого (С_4o_0,f) вычисляют на ЭВМ при помощи метода наименьших квадратов (Приложение Д). 8.5 Искомая начальная доза, накопленная в исследуемом образце, определяется по формуле D_4o_0 = C_4o_0/f (5) 8.6 Результаты измерений доз облучения оформляют в лабораторном журнале (или в виде протокола) в соответствии с Приложением Е. 9 Допустимая погрешность контроля 9.1 Погрешность измерения начальной дозы облучения пробы зависит от массы пробы эмали зуба, величины измеряемой дозы, погрешности значения коэффициентов усиления спектрометра и числа экспериментальных точек дооблучения.

Методика оценки погрешности измерения начальной дозы облучения приведена в Приложении Ж. 9.2 Нормы суммарной погрешности определения поглощенных в эмали доз (при доверительной вероятности 0,95) в соответствии с настоящим 13 ГОСТ Р 22.3.04-95 стандартом и существующими требованиями к индивидуальному дозиметрическому контролю внешнего излучения представляются в следующем виде: для диапазона доз 0,05 - 0.1 Гр погрешность не превышает 100%, для диапазона доз 0,1 - 0,2 Гр погрешность не превышает 50%, для диапазона доз 0,2 - 0,5 Гр погрешность не превышает 40%, для диапазона доз >0,5 Гр погрешность не превышает 30%. 10 Требования безопасности 10.1 При работе на ЭПР-спектрометре необходимо выполнять требования, предъявляемые к обслуживанию электроустановок с высоким напряжением. 10.2 СВЧ генератор и СВЧ тракт должны иметь плотную экранировку, не допускающую выхода СВЧ излучения в окружающее пространство. 10.3 Необходимо ограничить пребывание операторов в рассеянных полях мощных магнитных систем. 10.4 При работе с ацетоном необходимо соблюдение требований безопасности, предусмотренных ГОСТ 2603. 10.5 При работе с лабораторной посудой должны соблюдаться требования безопасности, предусмотренные ГОСТ 9147 и ГОСТ 19908. 10.6 При разделении эмали зубов и дентина должны соблюдаться требования безопасности, предусмотренные ГОСТ 22090. 10.7 При облучении проб эмали зубов на лабораторных источниках гамма-излучения следует соблюдать правила техники безопасности при работе с источниками ионизирующего излучения, предусмотренные действующими Основными санитарными правилами. Сами облученные пробы зубной эмали радиационной опасности не представляют. 14 ГОСТ Р 22.3.04-95 Приложение А Отбор, транспортировка и хранение образцов зубов 1 Удаленный у пациента по медицинским показаниям зуб кладут на 2-3 часа в 4%-й раствор формальдегида для обеззараживания и затем помещают в отдельную тарную емкость типа пузырька из-под пенициллина.

Образец сопровождается анкетным листом, заполненным врачом-стоматологом в соответствии с Приложением Б. 2 При отборе зубов, отправляемых на ЭПР-дозиметрический анализ, исключаются образцы зубов с практически стершейся или сильно поврежденной эмалью, а также с установленными на них металлическими коронками. В случае удаления у пациента нескольких зубов их упаковывают вместе в одной тарной емкости. 3 При транспортировке очередных партий зубов с места отбора до аналитической лаборатории должна быть исключена какая-либо вероятность их рентгеновского просвечивания в процедуре багажного контроля в аэропорту. 4 Зубы, поступающие в аналитическую лабораторию, рекомендуется хранить в холодильнике в тарных емкостях, заполняемых дистиллированной водой. В противном случае из-за высыхания зубов последующая процедура подготовки проб, связанная с отделением эмали от дентина, становится затруднительной. 15 ГОСТ Р 22.3.04-95 Приложение Б Анкетный лист (сопроводительный документ к удаленному зубу, представленному для ретроспективного ЭПР-дозиметрического анализа) 1. Фамилия, имя, отчество 2. Год рождения 3. Место жительства 4. Место жительства в период воздействия излучения 5. Характер работы (профессия) в период воздействия излучения 6. Имеющиеся сведения о профессиональном облучении по месту работы 7. Сведения о локальных облучениях зубов и головы (делались ли и сколько раз рентгеновские снимки) при медицинских обследованиях (по истории болезни и/или со слов пациента) 8. На схеме расположения зубов кружком указать зуб(ы), направляемые для измерений.

Указать крестом соседние отсутствующие зубы, звездочкой - зубы с коронкой (протез) 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 ------------------------------- 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9. Номер регистрационной карты, истории болезни 10. Номер, серия, дата выдачи (кем выдан) паспорта или удостоверения личности 11. Название (номер) поликлиники или больницы 12. Фамилия И.О. врача-стоматолога подпись ' ' _ _ _ _ _ 199 г. м.п. 16 ГОСТ Р 22.3.04-95 Приложение В Отделение эмали от дентина при подготовке проб ЗЭ Отделение эмали от дентина осуществляют несколькими способами. 1 Наиболее распространенным является механический. При помощи бормашины со сменными алмазными головками различной формы под струей воды или в ванне под водой проводят полное удаление дентина.

Степень очистки эмали от дентина контролируют визуально по их заметно контрастирующему цвету на срезе зуба: в отличие от белой эмали с голубоватым или сероватым оттенком для дентина характерны матовость и цвет, напоминающий цвет шероховатого белого мрамора. Еще более отчетливо цветовая разница эмали и дентина проявляется по их различному свечению при просмотре образца зуба на биокулярной установке с ультрафиолетовой подсветкой. 2 Более длительная процедура разделения связана с химической обработкой образцов. Для этого части распиленного зуба, покрытые эмалью, погружают в 30% раствор NaOH и подвергают в нем обработке ультразвуком в течение 2-3 часов. После этой обработки дентин становится мягким и легко может быть удален алмазным бором из всех складок эмали.

Выделенная эмаль проходит вторичную обработку ультразвуком в 30% растворе NaOH в течение 10-12 часов после измельчения пробы ЗЭ в агатовой или фарфоровой ступке до размеров зерна ~ 0,5 мм. Затем полученный порошок 8-10 раз в течение 5 минут обрабатывают ультразвуком в дистиллированной воде. Для удаления поверхностных дефектов ЗЭ травят в 10% ледянной (или соляной) кислоте 10-20 минут. После чего ЗЭ тщательно промывают несколько раз в дистиллированной воде.

Полученная проба ЗЭ сушат в вакууме в течение нескольких часов. Столь трудоемкая процедура химической обработки ЗЭ позволяет удалить практически полностью органическую составляющую из эмали. 17 ГОСТ Р 22.3.04-95 Приложение Г Методика обработки измеренных ЭПР-спектров эмали зубов Обработку спектров ЭПР в компьютеризованных спектрометрах осуществляют программным путем с помощью пакета обрабатывающих программ, входящих в основную программу управления спектрометром. Для спектрометров с выводом спектров ЭПР на графопостроитель или самописец обработку спектрограмм осуществляют вручную. В Приложении Г приведены узловые моменты как автоматизированной системы обработки, так и графического варианта обработки спектров вручную. 1 Спектр ЭПР записывают таким образом, чтобы ширина низкои высокопольных участков спектра, удаленных от суперпозиции спектра органики и РПЦ в 3-4 раза превышала ширину спектра эмали. 2 Перед выводом спектра, записанного в ЭВМ, на графопостроитель, самописец или принтер спектр подвергают обработке в ЭВМ с целью коррекции базовой линии О-О' (см. рис.1). Операция коррекции базовой линии состоит в устранении ее наклона. Для этого к выбранному в соответствии с п.1 спектру (за исключением участка с суперпозицией спектров РПЦ и органики) методом наименьших квадратов подгоняют полином второго порядка, который затем вычитают из спектра. На рис. Г.1 представлен результат выполнения коррекции. 3 Для уменьшения шумов экспериментальный спектр подвергают цифровой фильтрации. С этой целью используют рекурсивный цифровой фильтр с симметричной экспоненциальной импульсной характеристикой, который имеет нулевой фазовый сдвиг на всех частотах и не дает задержки сигнала. 18 ГОСТ Р 22.3.04-95 Оптимальную постоянную времени фильтра t подбирают экспериментально: для спектров образцов, облученных дозой D> 1 Гр, t=500 мс, а для D - t=700 мс. 3.1 В случае отсутствия программы цифровой фильтрации среднюю амплитуду шума определяют вручную на краях низкопольных и высокопольных участков спектра. Для этого используют краевые участки шириной 10-15 Гс.

Амплитуды шума измеряют от максимальных до минимальных значений отклонений соседних пиков.

Проводят базовую линию О-О' (рис.Г.1) по измеренным средним значениям амплитуды шумов.