Effetti delle radiazioni sul torace e interazioni con la materia

Tecniche di studio del torace

Quando si va a studiare il torace, si possono usare: radiazioni ionizzanti, medicina nucleare, gli impulsi di radiofrequenza e, più recentemente, l’ecografia.
La caratteristica principale è che si trasmette nel vuoto. Ha uno spettro che va dalle onde radio (alte decine di metri) ai raggi gamma (lunghezza d’onda molto piccola, circa 10^-10 m).

E’ ovviamente di fondamentale importanza tenerne conto in quanto la ionizzazione comporta un danno alle cellule dell’organismo ed in particolare al fna con conseguente invechiamento precoce dei tessuti: ne consegue che dovremo servirci del più basso dosaggio che ci consenta di ottenere una immagine adeguata a rispondere al quesito diagnostico.

Interazioni dei raggi X con la materia

I raggi X interagiscono con la materia in due modi:

● Effetto fotoelettrico: il fotone X viene assorbito. Tutta la sua energia viene assorbita dall’atomo con espulsione di un elettrone Come conseguenza un elettrone di un orbitale più esterno va a colmare la lacuna e in tal modo si liberano i raggi x. Questo è un effetto tipico delle radiazioni a bassa energia (tanto è vero che la probabilità che avvenga effetto fotoelettrico è data dal rapporto tra il numero atomico Z elevato al cubo fratto l’energia E sempre elevata al cubo, dunque essa è inversamente proporzionale all’ energia del fotone).

● Effetto Compton: quando il fotone X entra in contatto con un atomo, non viene assorbito ma viene deviato e cede parte dell’energia per espellere un elettrone. In questo caso il fotone può andare avanti come radiazione x e può avere altre interazioni con atomi o molecole: queste interazioni vanno a determinare rumore di fondo, disturbando quindi l’immagine.

Ne consegue che maggiore sarà l’energia minori saranno i fotoni che vengono direttamente assorbiti e minori dunque saranno le interazioni tra fotoni e materia con conseguente minore dose di radiazioni somministrata al paziente ma maggiore disturbo nella formazione della immagine.

Effetti cellulari delle radiazioni

Per quanto riguarda gli effetti all’interno della cellula, tutte e due queste interazioni possono alterare il contenuto cellulare e possono farlo in 2 modi:

● Azione diretta: il fotone interagisce con il dna e lo altera. Da questa alterazione può svilupparsi una malformazione (se si tratta di una cellula fetale) oppure una trasformazione in cellula tumorale. Quantitativamente, il meccanismo diretto è quello meno rilevante.

● Azione indiretta: i raggi x interagiscono con la molecola più abbondante nell’ambiente intracellulare, l’acqua, e da questa interazione si generano radicali liberi che possono danneggiare il dna. È il fenomeno più importante.

Per questo motivo, nelle cellule esistono meccanismi deputati a riparare il DNA danneggiato sia per via diretta che indiretta. La stessa dose data in un mese fa meno danni di quella data in un giorno dato che i meccanismi di riparazione possono intervenire.

Proprietà della materia e del calcio

La materia è tutto ciò che occupa spazio ed è divisibile. La divisibilità si arresta a particelle minime (molecole, atomi). La grandezza che misura la quantità di materia è la massa. Il calcio ha il più elevato numero atomico (n. dei protoni) ed è l’unico che riesce a fermare i raggi x.