Diagnostica per immagini e radioprotezione

NEOPLASIE RADIOINDOTTE

Le radiazioni ionizzanti possono provocare leucemia e altri tipi di tumore solido tra cui in

primis: ossa; cute; tiroide; mammella; e polmone.

20

Leucemia: una delle più frequenti neoplasie radioindotte responsabile di 1/6 delle morti tra

tali patologie. Può essere sia di tipo linfoide che mieloide. Dovuta principalmente ad

irradiazioni totali corporee, presenta una mortalità aumentata per esposizioni superiori a

40 cGy

Tumori ossei: dovuti principalmente a radionuclidi, cioè nuclidi instabili che decadono

emettendo energia sotto forma di radiazioni, determinando cancerogenesi, cioè

formazione di cancro.

Osteosarcoma: tipo più comune di tumore osseo che costituisce il 35% dei tumori primitivi

ossei. Il rischio assoluto è di 0.11 casi/106 persone/cGy/anno.

Carcinoma del polmone: neoplasie del polmone radioindotte frequenti nei minatori

esposti ad alte concentrazioni di radon ma osservate anche in sopravvissuti alla bomba

atomica e in pz trattati con radioterapia. La relazione dose/risposta è lineare senza soglia

e presenta un rischio assoluto di 1.3 casi/106 persone/cGy/anno.

Carcinoma della cute: dopo 15 anni dalla scoperta dei raggi X si sono avuti centinaia di

casi di carcinoma cutaneo nel personale esposto alla radiazioni ionizzanti. L'insorgenza di

carcinomi cutanei ha una latenza di 5-10 anni.

Carcinoma della tiroide: responsabile del 12% delle morti da neoplasia radioindotta T. Le

donne hanno un rischio 3-5 volte maggiore degli uomini per l'influenza degli ormoni sulla

funzionalità tiroidea. Il periodo di latenza varia intorno a 5-35 anni per noduli benigni e 10-

35 anni per noduli maligni.

Carcinoma della mammella: con radiazioni a basso LET il rischio è età dipendente, con

maggior rischio nelle donne più giovani. Il periodo di latenza è di 10-40 anni con un rischio

assoluto di 6 casi/106 persone/cGy/anno.

RADIOPROTEZIONE

Insieme di: principi; tecniche; e raccomandazioni; per la salvaguardia di individui e

popolazione e per prevenire o ridurre, entro limiti accettabili, i rischi di danni dovuti

all’esposizione alle radiazioni ionizzanti.

Le radiazioni ionizzanti possono essere emesse da sorgenti diverse, come:

- radioisotopi o radionuclidi: emettono continuamente radiazioni e non è possibile spegnerli. La

loro sorgente decade, cioè l’intensità della radiazione emessa diminuisce col passare del tempo.

Un raggio gamma è un pacchetto di radiazione elettromagnetica emessa durante il decadimento di

60 137

un nucleo radioattivo che viene chiamato radioisotopo (es.: Cobalto 60 o Co; Cesio 137 o Cs;

131 226

Iodio 131 o I; Radio 226 o Ra; …);

- macchine radiogene: emettono radiazioni solo quando sono comandate dall’operatore per cui

quando vengono spente non sono sorgenti di radiazioni.

Le tipologie di esposizione in radioprotezione si dividono in:

- esposizione esterna: la sorgente di radiazioni è esterna al corpo umano;

21

- esposizione interna: la sorgente di radiazioni viene introdotta nell’organismo (es.:

inalazione; ingestione; iniezione; …).

Esiste oggi un rischio statisticamente significativo di sviluppare un tumore radioindotto anche a

basse dosi, 0-100 mSv, che suggerisce la validità del modello di relazione lineare senza soglia, o

LNT, su cui si fonda il nostro sistema di radioprotezione. Secondo il rapporto BEIR VII relativo allo

studio degli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti c’è stato un incremento dell’1% del rischio di

sviluppare un tumore a seguito dell’esposizione a radiazioni pari a 100 mSv.

Attualmente sono i fisici sanitari a garantire la sicurezza di operatori e pubblico

basandosi sulla conoscenza dei rischi dovuti alle radiazioni ionizzanti. Nel corso degli anni

le norme di sicurezza diventano sempre più restrittive.

Negli anni le lesioni legate alle radiazioni ionizzanti si sono manifestate con diverse tipologie:

- lesioni da incorporazione di sostanze radioattive: determinate dall’ingestione di sostanze

radioattive o contaminate da sostanze radioattive;

- lesioni legate all’esposizione professionale: caratteristiche dei minatori che erano soggetti

all’esposizione interna al gas Radon, prodotto di decadimento dell’uranio, la cui concentrazione,

soprattutto a causa della scarsa ventilazione, è estremamente elevata in miniera. Oggi per legge è

imposta una ventilazione forzata delle miniere e turni di lavoro limitati per i minatori.

La radioprotezione si occupa anche di: effetti genetici e cromosomici delle radiazioni che sono

considerati come i più gravi ed insidiosi dell’esposizione alle radiazioni; ed effetti tardivi, costituiti in

gran parte da tumori maligni, che compaiono in una piccola frazione di una popolazione sottoposta

a dosi anche non elevate di radiazioni. Importante è anche la dose collettiva dovuta a ricadute

radioattive conseguenti alle esplosioni nell’atmosfera di ordigni bellici nucleari di prova che

provocano l’esposizione a piccole dosi annue ricevute costantemente da vastissime popolazioni di

interi continenti.

Fanno parte della radioprotezione anche gli studi sugli effetti delle radiazioni sullo sviluppo

embrionale e fetale che mostrano le capacità lesive delle radiazioni sulla organogenesi che si

verifica nell’embrione umano nei primi mesi dal concepimento, anche per dosi non elevate. Tali

studi hanno portato a speciali forme di protezione per le donne in gravidanza ed in generale in età

fertile.

Valutare l’appropriatezza di una procedura radiologica costituisce il punto di partenza per una

corretta utilizzazione delle tecniche di imaging diagnostico, che risultano vantaggiose solo quando

le informazioni ottenibili superano i potenziali effetti negativi derivanti dal loro impiego. Per poter

eseguire correttamente questa valutazione occorre conoscere sia i benefici che i rischi. Se non ci

sono dubbi sui benefici che le procedure di imaging diagnostico possono apportare, ponderare i

rischi e un compito assai delicato.

̀

Il tema dell’appropriatezza riguarda soprattutto la TC che trova applicabilità in molteplici campi per

l’elevata risoluzione spaziale e la possibilità di ottenere una grande quantità di informazioni in

tempi rapidi. Tali caratteristiche hanno però moltiplicato il numero di richieste di esami multifasici

estesi ad ampi volumi, anche quando non sarebbe necessario.

Si è presentata la non semplice esigenza di informare i pazienti sui possibili rischi di tali procedure.

La Commissione Europea ha emanato delle Linee Guida in cui il rischio radiologico viene espresso

in termini di numero equivalente di Rx del torace. Viene impiegata anche una classificazione del

rischio con icone raffiguranti sostanze radioattive che aumentano al crescere della pericolosità

delle procedure radiologiche.

GRANDEZZE DOSIMETRICHE

Servono per misurare quante radiazioni si ricevono.

22

Dose efficace: la più importante a fini radioprotezionistici e viene misurata in Sievert, Sv. Sono

molto usati i sottomultipli del Sievert:

- millisievert o mSv: corrisponde ad un millesimo di Sievert;

- microsievert o μSv: corrisponde ad un milionesimo di Sievert.

L’Rx torace in proiezione P-A ha una dose di circa 0.02 mSv, e si arriva a circa 0.1 mSv se

viene eseguita anche la proiezione L-L.

La singola Rx torace può essere considerata un’unità di misura radiologica per paragonare le

altre procedure in termini di numero equivalente di Rx del torace. Ciò permettere un semplice,

anche se approssimativo, valore del differente impatto dosimetrico delle varie metodiche:

- Rx cranio: dose di circa 0.1 mSv, equivalente a 5 Rx torace;

- Rx addome: dose di circa 0.7 mSv, equivalente a 35 Rx torace;

- TC multifasico dell’addome: dose di circa 90 mSv, equivalente a 4500 Rx torace.

Si può anche paragone le procedure con la radiazione ambientale, detta BERT cioè Background

Equivalent Radiation Time,. Secondo cui:

- Rx torace: equivale alle radiazione che riceviamo in 3 giorni di radiazioni ambientali;

- Rx addome: equivale alle radiazione che riceviamo in 100 giorni di esposizione.

Dose assorbita: se una radiazione incide su un volume di massa m, in un qualunque punto del

volume la dose assorbita è definita come il rapporto fra l‘energia assorbita dal volume divisa per la

massa del volume, per cui D = dE / dm. La definizione è data in forma differenziale per tenere

conto delle variazioni spaziali. Quando si usa genericamente il termine dose si intende la dose

assorbita.

L’unità di misura è il Gray dato dal rapporto tra energia e massa, quindi Gy = J / kg.

Un Gray è una dose molto elevata, basti pensare che la dose letale per l’uomo è intorno ai 10 Gy,

quindi in radioprotezione sono molto usati i sottomultipli del Gray:

- milligray o mGy: corrisponde ad un millesimo di Gray;

- microgray o μGy: corrisponde ad un milionesimo di Gray.

Le interazioni con la materia di un elettrone o di una particella α determinano un diverso danno

biologico a parità di energia e quindi di dose. Viene quindi calcolato un parametro detto fattore di

peso per la radiazione w che varia in base al tipo di radiazione:

R

- fotoni: hanno un w di 1;

R

- elettroni e radiazioni β: hanno un w di 1;

R

- protoni: hanno un w di 2;

R

- radiazioni α: hanno un w di 20;

R

- neutroni: hanno un w variabile di 2-20 in base all’energia.

R

Moltiplicando dose assorbita e fattore di peso per la radiazione si ottiene la dose equivalente.

Poiché i fattori peso delle radiazioni sono adimensionali, l'unità di misura della dose equivalente è

ancora il J / kg, che però prende il nome di Sievert, Sv. Nel caso di fotoni ed elettroni il fattore di

peso per la radiazione è 1, per cui Gy e Sv sono numericamente equivalenti e quindi di fatto unità

interscambiabili.

La radiosensibilità è diversa in base all’organo considerato infatti la probabilità di eventi fatali per 1

Sv di dose equivalente varia, de è: stomaco 1.1%; colon 0.9%; polmone 0.9%; midollo osseo

0.5%, esofago 0.3%; vescica 0.3%; mammella 0.2%; fegato 0.2%; tiroide 0.1%; ovaie 0.1%;

restanti organi 0.5%; e corpo intero 5.0%.

Coefficienti di rischio: l’effetto biologico delle radiazioni è diverso, a parità di dose equivalente

ricevuta, a seconda dell’organo irraggiato. I fattori di peso per i tessuti w tengono conto della

T

diversa radiosensibilità dei diversi organi o tessuti, che sono: midollo osseo rosso 0.12; polmoni

23

0.12; mammella 0.12; intestino crasso 0.12; stomaco 0.12; gonadi 0.08; tiroide 0.04; vescica 0.04;

fegato 0.04; esofago 0.04; superfici ossee 0.01; pelle 0.01; ghiandole salivari 0.01; cervello 0.01; e

resto