Radioprotezione

LE APPLICAZIONI DIAGNOSTICHE: LA TAC O MEGLIO TC

La TAC, o più correttamente, TC, è un esame diagnostico per immagini che consente di analizzare qualunque parte del corpo, organi compresi, attraverso un'acquisizione tramite raggi X e una successiva elaborazione 3D delle immagini.

T.A.C. è l'acronimo Tomografia Assiale Computerizzata, ove la lettera A sta per il termine Assiale, poiché l'acquisizione era condotta lungo un solo asse (verticale), dividendo l'immagine in tante sezioni parallele tra loro ed in senso perpendicolare, ma attualmente le tecniche più moderne di Tomografia Computerizzata sfruttano una tecnica a spirale, superando il limite dell'acquisizione assiale e permettendo una migliore immagine degli organi in movimento (cuore e polmoni). Tramite questo esame è possibile, inoltre, studiare anche il sistema vascolare, quindi arterie e vene, di organi e tessuti, impiegando un mezzo di contrasto iniettato solitamente.

1. via endovenosa, oppure per via orale e/o rettale. In questi casi, il paziente deve digiunare almeno per le 4 ore precedenti all'esame. Essendo utilizzati i raggi X, tale esame viene controindicato in gravidanza.
2. LA RMN O RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE

La risonanza magnetica è un esame diagnostico per immagini, ma, a differenza dell'atomografia computerizzata, la risonanza magnetica non si basa sull'utilizzo dei raggi X, ma di campi magnetici e onde radio, emesse dagli atomi. Anche per la R.M.N. può essere richiesta l'introduzione di un liquido di contrasto per evidenziare le parti del corpo da analizzare.

Chi NON può sottoporsi alla risonanza magnetica: L'utilizzo di campi magnetici e onde radio non consente di sottoporsi ad una risonanza magnetica ai pazienti con pace-maker cardiaco o neuro-stimolatori, perché potrebbe danneggiarne il funzionamento. Inoltre, non possono effettuare una RM pazienti che, a causa di interventi chirurgici, presentano

all'interno del corpo elementi metallici, poiché interferirebbero con la corretta esecuzione dell'esame ed il risultato delle immagini (ad esempio, anche certi lavori potrebbero esporre al rischio di corpi metallici all'interno dei tessuti, come nel caso di carpentieri o fabbri).

PET O TOMOGRAFIA A EMISSIONE DI POSITRONI è una tecnica diagnostica medica di medicina nucleare, utilizzata per la produzione di bio-immagini (immagini del corpo), che permette di valutare la presenza di cellule ad alta attività metabolica, somministrando al paziente sostanze metabolicamente attive marcate con radio-isotopi, a rapido decadimento, che emettono positroni.

COME SI MISURA LA RADIOATTIVITÀ: L'attività radioattiva si misura in Bequerel: 1 Bq = una disintegrazione al secondo. Si utilizza la misura Bq/cm2 o Bq/cm3 quando si fa riferimento a superfici o volumi, mentre per le matrici ambientali e/o per gli alimenti si fa riferimento al Bq/Kg.

L'energia di

ciascun tipo di radiazione varia, così come i suoi effetti sulla materia o sull'Uomo. Le radiazioni ALFA sono altamente ionizzanti, ma poco penetranti, così come le BETA. Le GAMMA, invece, sono anch'esse ionizzanti, ma altamente penetranti! COME SI MISURANO LE DOSI ASSORBITE: GRAY = dose assorbita di energia radiante pari ad 1 Joule/Kg di materia. Tale misura non è sufficiente a stabilire il grado di rischio da esposizione, poiché essa dipende dal TIPO di RADIAZIONE (alfa, beta, gamma) e dal tipo di TESSUTO UMANO e dalla sua RADIOSENSIBILITÀ. Quindi, il calcolo che ne scaturisce: Dose assorbita (Gray per unità di tempo) x fattore di ponderazione di quel tipo di radiazione (Wr) x tipo di tessuto (D) e suo fattore di radiosensibilità (Wt) prende il nome di DOSE EQUIVALENTE, che si misura in SIVERT o meglio milliSIVERT nell'unità di tempo (ore). La somma delle dosi equivalenti di più tessuti umani (che non possono

essereconsiderati solo singolarmente) prende il nome di DOSE EFFICACE, sempre misurata in Sivert. Nel caso di radionuclide introdotto all'INTERNO del CORPO UMANO, la misura prende il nome di DOSE EQUIVALENTE IMPEGNATA, poiché tiene conto del tempo di permanenza del radionuclide all'interno del corpo, che dipende dal periodo di DIMEZZAMENTO BIOLOGICO, ossia il tempo necessario affinché la quantità della sostanza radioattiva si riduca della metà.

MISURA DELLA DOSE EQUIVALENTE: La dose equivalente nel Sistema Internazionale si misura in sievert (Sv). In sintesi, 1 Sv, a differenza di 1 Gy, produce gli stessi effetti biologici indipendentemente dal tipo di radiazione considerata, per cui non è più importante conoscere il tipo di radiazione assorbita.

Il significato fisico di questa definizione è che ogni tipologia di radiazione ha una pericolosità intesa come entità del danno biologico, a parità di dose assorbita, provocato.

Direttamente dalla radiazione primaria (e non indirettamente dagli ioni, fotoni, elettroni secondari che essa genera, per i quali va calcolata separatamente), quali la mutazione del DNA cellulare e l'alterazione dell'indice mitotico, che può provocare l'incontrollato accrescimento canceroso oppure la morte delle cellule, in misura maggiore, sopra la soglia deterministica: questo secondo effetto, invece, rimane di gravità molto minore del primo sotto la soglia deterministica.

RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI

Le radiazioni vengono classificate in base alla capacità di provocare un danno all'organismo vivente. L'azione lesiva delle radiazioni sull'organismo derivano da processi di IONIZZAZIONE degli atomi e delle molecole dei tessuti biologici, vediamo cosa è:

"Normalmente" un atomo ha una carica elettrica complessiva pari a zero, poiché nel suo nucleo, il numero degli elettroni sarà uguale a quello dei protoni.

Quando uno o più elettroni possono venire strappati via dall'atomo, si parla di "ionizzazione". L'energia necessaria a togliere l'elettrone all'atomo viene chiamata ionizzazione e l'atomo viene detto ione. Ciò può avvenire se l'atomo assorbe un fotone altamente energetico oppure talvolta facendo collidere l'atomo con un altro atomo o ione in un gas molto caldo. In seguito, l'atomo ed il suo elettrone perduto tenderanno a ricombinarsi e, quando ciò avviene, viene emesso un fotone. In sintesi: Le radiazioni determinano il fenomeno della ionizzazione degli atomi, la quale consiste nella generazione di uno o più ioni, a causa dell'alterazione del numero di elettroni (rimozione o addizione di elettroni), da una entità molecolare neutra (cioè atomi con uguale numero di protoni ed elettroni), che può essere causata sia da collisioni tra particelle sia per assorbimento di.

radiazioni elettromagnetiche. Gli ioni, che hanno un numero di elettroni minore del numero atomico, rimangono carichi positivamente e prendono il nome di "cationi"; quelli che hanno un numero di elettroni maggiore del numero atomico, rimangono carichi negativamente e prendono il nome di "anioni".

Quindi:

1. Radiazioni ionizzanti: sono quelle onde elettromagnetiche in grado di produrre coppie di ioni al loro passaggio nella materia, modificano la carica dell'atomo e possono cambiare le molecole e danneggiare le cellule (raggi x, raggi gamma e raggi corpuscolari).
• Direttamente ionizzanti: particelle cariche (protoni, elettroni ecc...) la cui energia cinetica è sufficiente per produrre ionizzazione per collisione.
• Indirettamente ionizzanti: raggi x, raggi gamma e neutroni che, interagendo con la materia possono mettere in moto particelle ionizzanti o dar luogo a reazioni nucleari.
2. Radiazioni non ionizzanti: non sono in grado di produrre ionizzazioni.

I raggi infrarossi, i raggi ultravioletti, le onde radio e le microonde sono tipi di radiazioni elettromagnetiche la cui energia è troppo bassa per poter danneggiare i tessuti biologici rompendo i legami atomici e ionizzando la materia.

L'effetto fotoelettrico si verifica quando un fotone, penetrando in un atomo, cede tutta la sua energia a un elettrone dei gusci più interni, che viene espulso con un'energia cinetica pari alla differenza tra l'energia iniziale del fotone incidente e l'energia che lo manteneva in interazione col nucleo.

L'effetto Compton si verifica quando un fotone entra in collisione diretta con un elettrone, al quale cede solo parte della sua energia. L'elettrone viene allontanato ad elevata velocità, mentre il fotone aumenta la propria lunghezza d'onda (energia minore rispetto a quella originaria) e viene deviato ("scattered") rispetto alla sua traiettoria originale.

traiettoria inizialmente seguita. Il fotone colpisce un elettrone e modifica la sua traiettoria e la sua lunghezza d'onda (quella incidente sarà a più bassa frequenza)

Produzione di coppie: Il processo di produzione di coppia o creazione di coppia elettrone-positrone è una reazione in cui un fotone interagisce con la materia, convertendo la sua energia in materia ed antimateria. Se un fotone altamente energetico (ci vuole un'energia notevole per generare la materia, in base alla legge di Einstein di conversione tra materia ed energia, E = mc2) va ad impattare contro un bersaglio, subisce un urto elastico materializzando la propria energia e producendo una coppia di particelle composta da un elettrone (materia) ed un positrone (antimateria).

Nel corso del tempo l'elettrone eccitato perde spontaneamente energia, a causa della forza di attrazione del nucleo atomico, spostandosi nuovamente su un livello energetico più interno (salto energetico verso l'interno).

Il livello energetico più interno richiede una minore quantità di energia rispetto al precedente. Pertanto, per stabilizzarsi sul nuovo orbitale, l'elettrone deve rilasciare la quantità di energia in eccesso, sotto forma di FOTONE. Quindi, gli elettroni non irraggiano energia quando si trovano in un'orbita stazionaria intorno al nucleo, mentre l'irraggiamento (emissione energetica) avviene soltanto in occasione dei salti energetici verso l'interno, cioè verso il nucleo. (guardare le foto della lezione due per capire bene questo concetto). EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI: Il fenomeno della "ionizzazione", genera IONI, cioè atomi estremamente instabili, che tendono a combinarsi con altri atomi e molecole del tessuto, dando luogo ad una vera e propria reazione a catena. A seguito di questo fenomeno vengono create nuove molecole, differenti da quelle originarie, di cui è comp.