Radioprotezione 2

Radioprotezione

Normativa di riferimento

Il testo di riferimento in materia di protezione sanitaria contro il rischio derivante dall’impiego di sorgenti di radiazioni ionizzanti è il D. Lgs. 230 del 1995 (attuazione di 4 direttive Euratom). Nei due successivi decreti 241 del 2000 e 257 del 2001 sono state fatte semplicemente modifiche e integrazioni al primo. Questi tre decreti riguardano la radioprotezione dei lavoratori. Il decreto 187 del 2000 riguarda invece la radioprotezione del paziente.

La direttiva Euratom 59 del 2013 abroga le direttive precedenti e riguarda la radioprotezione del paziente, del lavoratore e della popolazione, quindi comprende tutte le "categorie", non ci sono decreti distinti. Questa direttiva non è però ancora stata recepita dall’Italia. Essa introduce importanti novità in relazione al sistema regolatorio, alle esposizioni mediche, ai valori limite di esposizione (modificato quello del cristallino da 150 mSv/anno a 20 mSv/anno), al radon, ai materiali da costruzione e ridefinisce ruoli e responsabilità delle figure professionali investite dai vari aspetti della radioprotezione.

Sorgente radiogena

• In forma sigillata: apparecchi a raggi X (ON/OFF) o radioisotopi rischi di esposizione esterna
• In forma non sigillata: radioisotopi rischi di esposizione esterna e interna

Forma sigillata

Sorgente formata da materie radioattive solidamente incorporate in materie solide e di fatto inattive, o sigillate in un involucro inattivo che presenta una resistenza sufficiente per evitare, in condizioni normali di impiego, dispersione di materie radioattive superiori ai valori stabiliti dalle norme di buona tecnica.

• Gli apparecchi a raggi X (on/off) emettono radiazioni solo se premo il pulsantino.
• I radioisotopi costituiscono invece un’emissione continua di radiazioni se il radioisotopo è in decadimento. Esempi sono il cobalto 60, il cesio 137, i semi di iodio 125 (sono incapsulati).

Forma non sigillata

Sorgente costituita da sostanze radioattive utilizzate nello stato fisico e chimico nel quale si trovano (polveri, liquidi, gas) senza incapsulamento e quindi in forme facilmente disperdibili nell’ambiente (può accadere se ad esempio cade una siringa che contiene il radioisotopo; cosa che non accade con le sorgenti in forma sigillata).

Per quanto concerne le sostanze radioattive in forma non sigillata, l’impiego in ambito sanitario può essere suddiviso genericamente in:

• Impiegoin vitro -> radioisotopo utilizzato per marcare dei campioni biologici e avere delle informazioni
• Impiegoin vivo -> radioisotopo utilizzato nei pazienti o per scopo diagnostico (es. scintigrafia) o a scopo terapeutico.

Esposizione

• L’esposizione esterna: esposizione prodotta da sorgenti situate all’esterno dell’organismo. Le radiazioni più penetranti sono le più pericolose (X, gamma, neutroni).
• L’esposizione interna: esposizione prodotta da sorgenti introdotte nell’organismo (può essere accidentale). Le radiazioni meno penetranti sono le più pericolose (beta, alfa, ioni).
• L’esposizione totale: combinazione dell’esposizione esterna e dell’esposizione interna (i lavoratori in medicina nucleare ricevono un controllo sia sull’esposizione esterna tramite dosimetro che su quella interna per valutare se hanno inavvertitamente o inconsapevolmente inalato/ingerito radioisotopi).
• Esposizione parziale: esposizione che colpisce soprattutto una parte dell’organismo, come ad es. le estremità, oppure esposizione del corpo intero considerata non omogenea. Nel primo caso esistono specifiche valutazioni di dose per le parti interessate, infatti alcuni lavoratori possiedono più dosimetri.

Contaminazione

La contaminazione di un ambiente di lavoro o di un individuo è la dispersione di una sostanza radioattiva. Dunque, ciò avviene solo in presenza di isotopo radioattivo in forma non sigillata (es. in medicina nucleare).

Nel caso del corpo umano si parla di:

• Contaminazione esterna: presenza di materiale radioattivo sulla superficie della cute
• Contaminazione interna: accidentale introduzione nell’organismo di sostanze radioattive normalmente non contenute nel corpo o incremento dei radionuclidi naturalmente presenti in esso (es. potassio 40)
• Incorporazione: assorbimento del contaminante radioattivo nei fluidi corporei

Radiazioni ionizzanti

Le radiazioni ionizzanti propagandosi nello spazio possono incontrare materia vivente e non, con la quale interagiscono. I meccanismi di interazione sono diversi a seconda del tipo di radiazione, della sua energia e delle caratteristiche del materiale attraversato. Ne segue una diversa capacità di penetrazione dei vari tipi di radiazioni nei vari materiali (in un mezzo, come la materia vivente, composto in larga prevalenza da elementi leggeri, le particelle ionizzanti trasferiscono tutta o parte della loro energia ai tessuti circostanti, agendo in modi diversi:

• Le radiazioni corpuscolari cariche (alfa, beta, protoni ecc.) provocano ionizzazione diretta.
• Le radiazioni elettromagnetiche [X (produzione artificiale) e gamma (da decadimento)] ed i neutroni veloci (nell’acceleratore lineare) danno luogo a ionizzazione indiretta.

Particelle alfa

Le particelle alfa si caratterizzano per la produzione di una elevata densità di ionizzazione lungo il loro percorso nella materia, che è quindi sempre molto modesto, esse possono essere arrestate infatti in meno di 10 cm di aria oppure da un semplice foglio di carta. Ne segue che le particelle alfa non sono molto pericolose fino a quando la sorgente resta al di fuori dell’organismo umano (irradiazione esterna) in quanto poco penetranti e facilmente schermabili. Diventano estremamente pericolose una volta introdotte nell’organismo umano (contaminazione interna) in quanto tutta la loro energia viene ceduta agli organi e tessuti del corpo umano.

Particelle beta ed elettroni

Anche le particelle beta e gli elettroni hanno una modesta capacità di penetrazione nella materia, ma i loro percorsi nei tessuti organici sono molto maggiori e tortuosi di quelli delle particelle alfa, con una ionizzazione specifica inferiore. A differenza delle alfa infatti, il loro percorso medio in aria può arrivare a qualche metro. Per questo motivo quando si vogliono schermare le sorgenti di elettroni, conviene introdurre un primo strato di materiale leggero (es. plexiglass), al fine di ridurre l'intensità dei raggi X di frenamento che queste particelle producono, a cui aggiungere un successivo strato di materiale pesante (es. piombo) per ridurre i raggi X prodotti. Per gli elettroni positivi (positroni) bisogna tenere presente anche la produzione di fotoni da 0,511 MeV nei processi di annichilazione.

Raggi X, gamma e neutroni

Nel caso delle radiazioni indirettamente ionizzanti (raggi X, gamma e neutroni) la penetrazione nella materia è assai maggiore delle particelle cariche. Con i raggi X e gamma si fa riferimento agli spessori emivalenti (SEV), attraversando i quali il loro numero viene ridotto alla metà. Per la schermatura viene utilizzato il piombo; se però ci troviamo ad es. in radioterapia dove ci sono gli acceleratori, si usa il calcestruzzo a volte anche insieme a delle lastre di acciaio.

Fonti di rischio per l'individuo che utilizza le apparecchiature radiologiche

La più rilevante fonte di rischio è il fascio primario, ovvero il fascio di raggi X emergente dal tubo radiogeno che investe il paziente e può capitare che, in particolari e rare situazioni, investa alcune parti del corpo dell’operatore ad es. le mani. La sua intensità dipende dalla corrente (mA), dal tempo di esposizione (s) e dalla tensione impostata al tavolo di comando (kV).

In secondo luogo, abbiamo la radiazione diffusa, e cioè radiazione generata dall’interazione del fascio primario con il paziente, con l’aria e in generale con tutto ciò che incontra; è un campo che si propaga in tutte le direzioni anche se non in maniera uniforme. È molto meno intenso (< 0,1%) del fascio primario, ma in tutte le attività radiologiche che comportano la presenza dell’operatore in prossimità del paziente durante l’erogazione raggi risulta la fonte di rischio più rilevante (soprattutto in sale operatorie con archi a C o sistemi angiografici). L’intensità della radiazione diffusa dipende dall’intensità del fascio primario, dalla distanza, dalle dimensioni del campo irradiato, dalla direzione considerata, dalla tensione applicata al tubo radiogeno.

Poi abbiamo la radiazione di fuga che è quella emergente dalla cuffia. Secondo le norme di buona tecnica la radiazione di fuga deve essere inferiore a valori predeterminati che dipendono dal tipo di apparecchiatura; proprio perché è controllata, ci preoccupa poco. Ci interessa maggiormente nel settore dell’interventistica.

Installazione apparecchiatura radiologica/macchina di terapia

Bisogna tener conto di una serie di problematiche, capire qual è il tipo di rischio per il lavoratore, quindi fare una valutazione legata alla sola esposizione esterna o all’esposizione totale se si ha anche rischio di contaminazione. Bisogna inoltre redigere un progetto di schermatura per realizzare la sala e cioè, ogni volta che viene installata un’apparecchiatura radiologica, che sia fissa che sia mobile, l’esperto qualificato incaricato dall’ente o della ditta che vuole installare l’apparecchiatura, deve redigere una relazione di radioprotezione che riporta una serie di valutazioni, che verrà comunicata all’ente di vigilanza. La conferma però arriva sempre dall’esperto qualificato dell’ente.

Per poter redigere un progetto di schermatura abbiamo bisogno di:

• Planimetrie del locale dove deve essere installata l’apparecchiatura, e dei locali che si trovano intorno
• Conoscere la destinazione d’uso dei locali soprastanti e sottostanti
• Conoscere il posizionamento della macchina all’interno della sala
• Conoscere la tipologia dell’apparecchiatura che voglio installare
• Le indagini che voglio eseguire nella sala
• Il carico di lavoro

Qual è il risultato finale di un progetto di schermatura? I mm di Pb; ma dobbiamo tener conto sempre dell’equivalenza in Pb dell’opera muraria, per cui bisogna conoscere esattamente la composizione delle solette (pavimenti e soffitti) e la composizione dei muri. Se ho delle strutture in cartongesso ad esempio, i mm di Pb che vengono fuori dal progetto di schermatura sono mm che sicuramente io dovrò installare; se invece ad esempio valuto un muro realizzato con mattoni pieni e forati che hanno una certa densità, alla tensione di 150 kV e ottengo come risultato un’equivalenza in Pb di 1 mm, se nel mio progetto di schermatura il risultato era che la parete deve essere schermata di 2 mm, andrò ad installare un pannello da 1 mm. Stesso discorso vale per la composizione di soffitto e pavimento. Quindi da questa prima caratteristica capiamo che non necessariamente tutte le pareti sono schermate in Pb.

La seconda caratteristica è lo spessore dei mm che dipende anche da:

• Posizione della macchina all’interno della sala (es. può gravare molto su una parete e avere invece molta distanza dal corridoio) i mm di Pb sulle 4 pareti dipendono proprio da questo
• Carico di lavoro, una cosa è fare un progetto di schermatura per una sala che viene utilizzata 2 volte a settimana con 10 pazienti al giorno, una cosa è farlo per una sala che fa 40 pazienti al giorno per tutta la settimana.
• Destinazione d’uso dei locali intorno. Un conto è avere ad esempio un cortile dove non vive nessuno e non ci sarà quindi sempre lo stesso soggetto per un anno; un conto è avere uno studio medico, un’altra sala di diagnostica, un tavolo di comando, perché cambiano i fattori di occupazione, ovvero quanto l’operatore sosta in quella zona durante le ore lavorative.
• Classificazione delle zone intorno. Io devo fare in modo che in queste non arrivi nulla e che quindi siano considerate zone libere (non classificate) dove può stare chiunque. Stessa cosa avviene nella maggior parte dei casi per le zone del tavolo di comando; ciò ovviamente ha dei costi poiché è chiaro che i mm di Pb che faccio installare sono di più.

Quando viene redatto un progetto di schermatura si adottano sempre delle cautele, per cui se so che una macchina può lavorare ad una tensione massima di 100 kV io faccio il progetto a 150, se mi dicono che fanno 500 pazienti l’anno io magari considero un 50% in più o raddoppio il numero dei pazienti. Questo per evitare che cambiando i limiti delle normative, cambiando la tipologia di procedure, cambiando la macchina o aumentando il carico di lavoro non abbiamo bisogno di bloccare le sale per modificare le schermature.

Classificazione delle zone

La zona classificata è l’ambiente di lavoro sottoposto a regolamentazione per motivi di protezione contro le radiazioni ionizzanti. Le zone classificate possono essere zone sorvegliate o zone controllate.

È zona controllata un ambiente di lavoro, sottoposto a regolamentazione per motivi di protezione dalle radiazioni ionizzanti, il cui accesso è segnalato e regolamentato e per i lavoratori che vi svolgono attività sussiste il rischio di superamento di uno qualsiasi dei seguenti limiti di dose (probabilità, non certezza):

• 6 mSv/anno di dose efficace (total body)
• 45 mSv/anno per il cristallino
• 150 mSv/anno per le estremità (pelle, mani, avambracci, piedi, caviglie)

È zona sorvegliata un ambiente di lavoro, il cui accesso è segnalato ma non regolamentato, ove sussiste per i lavoratori che vi svolgono attività il rischio di superamento di uno qualsiasi dei seguenti limiti di dose:

• 1 mSv/anno di dose efficace (total body)
• 15 mSv/anno per il cristallino
• 50 mSv/anno per le estremità (pelle, mani, avambracci, piedi, caviglie) [sono 1/3 di quelli della zona controllata]

Esempi

La sala di radiologia diagnostica solitamente è classificata zona controllata. La zona del tavolo di comando può essere classificata da un punto di vista radioprotezionistico come zona sorvegliata o considerata zona di libero accesso e cioè non classificata. Nel primo caso il limite di dose scelto è più alto in quell’area rispetto a quello che c’è intorno, infatti se decido di non classificare la zona del tavolo di comando e quindi è una zona libera, vuol dire che chi sosta lì non dovrà ricevere più di 1 mSv in un anno (generalmente in tutta Italia, in Lombardia il valore limite scelto è di 1/3=0,3 mSv); se invece la classifico come zona sorvegliata il valore limite non sarà più 1, ma 3 mSv/anno. Non esiste una regola sulla classificazione/non classificazione delle zone dei tavoli di comando, è a discrezione dell’esperto qualificato. Il controllo dell’esposizione ambientale viene fatto in entrambi i casi posizionando dei dosimetri ambientali per tenere sotto controllo lo stato delle schermature.

La zona di preparazione del paziente è invece sempre una zona di libero accesso. La classificazione di una sala operatoria dipende molto dai campi di radiazione che vengono rilevati e dal carico di lavoro, ci possono essere sale operatorie classificate come zone controllate e altre come zone sorvegliate. Tendenzialmente si dichiarano tutte zone controllate.

La radioterapia è una zona controllata ad accesso interdetto, ciò vuol dire che durante l’irraggiamento, all’interno del bunker, c’è solo ed esclusivamente il paziente, nessun altro, nessun lavoratore. Si possono però trovare in radioterapia delle sale di diagnostica TAC in cui il discorso è uguale a quello per la radiologia, quindi zona controllata, ma non con accesso interdetto al personale. Le aree limitrofe invece possono essere classificate zone sorvegliate o non essere classificate, sempre in funzione dell’intensità dei campi di radiazione in esse presenti. In entrambi i casi, controllate o sorvegliate, le zone sono protette dalle normative vigenti.