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05/04/2015 1 EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI Dott. Gioacchino Altomano Medico Autorizzato/Medico Competente della Sezione Roma Due dell’INFN.

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1 05/04/2015 1 EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI Dott. Gioacchino Altomano Medico Autorizzato/Medico Competente della Sezione Roma Due dell’INFN

2 05/04/2015 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7 PARTICELLE ALFA COSTITUITE DA 2 PROTONI E DA 2 NEUTRONI, HANNO CARICA POSITIVA E ATTRAVERSANDO LA MATERIA ATTRAGGONO GLI ELETTRONI ORBITALI DEGLI ATOMI PROVOCANDO IONIZZAZIONE E ECCITAZIONE

8 05/04/2015 8 PARTICELLE ALFA A CAUSA DELLA LORO ALTA MASSA HANNO UNA BASSA VELOCITA’ NELLA MATERIA E DETERMINANO GLI EFFETTI PER UN TEMPO PIU’ LUNGO NELLA MATERIA VIVENTE UNA PARTICELLA ALFA DI 1 MEV PERCORRE SOLO POCHI MICRON E POCHI CM NELL’ARIA, CON UN PERCORSO RETTILINEO

9 05/04/2015 9 PARTICELLE BETA O ELETTRONI A CAUSA DELLA MASSA MOLTO PICCOLA E DELLA CARICA ELETTRICA UNITARIA HANNO UN PERCORSO TORTUOSO E IRREGOLARE NELLA MATERIA, QUINDI LA PROFONDITA’ DI PENETRAZIONE E’ MINORE DEL TRAGITTO IN REALTA’ EFFETTUATO

10 05/04/2015 10 NEUTRONI NON HANNO CARICA ELETTRICA E QUINDI LA LORO INTERAZIONE AVVIENE TRAMITE UNA COLLISIONE DIRETTA E QUINDI RARA CON I NUCLEI ATOMICI, PERTANTO PENETRANO PROFONDAMENTE NELLA MATERIA

11 05/04/2015 11 RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE: RAGGI GAMMA E X SONO FASCI DI FOTONI ENERGETICI IN GRADO DI PROVOCARE IONIZZAZIONI SI GENERANO QUANDO GLI ELETTRONI VELOCI SONO ARRESTATI DA UN OSTACOLO

12 05/04/2015 12 RAGGI GAMMA E X EFFETTO FOTOELETTRICO DIFFUSIONE COMPTON PRODUZIONE DI COPPIE

13 05/04/2015 13 ASSORBIMENTO DELLE R.I.: MODIFICAZIONI CHIMICHE DELLA MATERIA VIVENTE IONIZZAZIONE, ECCITAZIONE RADICALI LIBERI, MOLECOLE ECCITATE DANNO BIOMOLECOLARE DANNO BIOLOGICO

14 05/04/2015 14 DANNO BIOMOLECOLARE DA R.I. MOLECOLA RE SUB- CELLULARE CELLULARE DNA, RNA, enzimi Membrane cellulare, nuclei, ribosomi, mitocondri Blocco mitotico, morte della cellula, trasformazione neoplastica Effetto by stander

15 05/04/2015 15 DANNO BIOMOLECOLARE DA R.I TESSUTO, ORGANO ORGANISMO POPOLAZIONE DANNO AD ALCUNI SISTEMI, TUMORE MORTE, ACCORCIA MENTO DELLA VITA MUTAZIONI GENETICHE

16 05/04/2015 16 SISTEMI DI PROTEZIONE DELL’ORGANISMO BLOCCO DEI RADICALI LIBERI E DELLA LORO AZIONE TRAMITE ENZIMI RIPARATORI DEL DANNO APOPTOSI E SISTEMA IMMUNITARIO

17 05/04/2015 17 DANNI DA RADIAZIONI IONIZZANTI DANNI SOMATICI –SUGLI INDIVIDUI ESPOSTI DANNI GENETICI –SULLA PROGENIE

18 05/04/2015 18 DANNI SOMATICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI EFFETTI DETERMINISTICI EFFETTI PROBABILISTICI O STOCASTICI

19 05/04/2015 19 EFFETTI SOMATICI DETERMINISTICI Gravità direttamente proporzionale alla dose assorbita Effetti presenti su tutti gli esposti a quella determinata dose Lesioni tipiche delle RI Presenza di una dose soglia

20 EFFETTI DETERMINISTICI 05/04/2015 20 DOSE GRAVITA’

21 05/04/2015 21 EFFETTI SOMATICI DETERMINISTICI: Induzione per danno policitico Possibile reversibilità Insorgenza di solito precoce Previsione empirica nel singolo individuo

22 05/04/2015 22 PRINCIPIO DI CAUTELA NON SUPERARE LA DOSE SOGLIA IL LIMITE DI DOSE DELL’ESPOSIZIONE PROFESSIONALE E’ PARI A UN DECIMO DELLA DOSE MASSIMA AMMISSIBILE

23 05/04/2015 23 PRINCIPIO DI CAUTELA NON SUPERARE LA DOSE SOGLIA IL LIMITE DI DOSE DELL’ESPOSIZIONE PER LA POPOLAZIONE IN GENERALE E’ PARI A UN CENTESIMO DELLA DOSE MASSIMA AMMISSIBILE

24 05/04/2015 24 DOSE TOTALE RICEVUTA IN UNA SINGOLA BREVE ESPOSIZIONE TESTICOLI: Sterilità permanente: 3.5 Sv Sterilità temporanea: 0.15 Sv

25 05/04/2015 25 Limiti di dose attuali Esposizione professionale: limiti di dose efficace (cumulativi): 20 mSv per anno, come media su periodi definiti di 5 anni, con un limite massimo annuale di 50 mSv;

26 limiti di dose efficace ammissibile (annuale): 50 mSv per anno; 05/04/2015 26

27 limiti annuali di dose specifici per cristallino e cute: –per cristallino: 150 mSv per anno; –per cute: 500 mSv per anno per le mani ed i piedi, comunque 500 mSv per anno, inteso come valore medio su 1 cmq, indipendentemente dalla superficie esposta. –Limite di dose per esposizione del frutto del concepimento: un totale di 2 mSv sulla superficie addominale. 05/04/2015 27

28 Esposizione del pubblico (annuale): limiti di dose efficace : 1 mSv per anno (in casi particolari può essere consentito un valore annuo più elevato a patto che la dose media su 5 anni non superi 1 mSv per anno). 05/04/2015 28

29 limiti specifici raccomandati per cute e cristallino: –50 mSv per anno per la cute, per le mani ed i piedi, comunque 50 mSv per anno, inteso come valore medio su 1 cmq, indipendentemente dalla superficie esposta; –15 mSv per anno per il cristallino 05/04/2015 29

30 05/04/2015 30 DOSE TOTALE RICEVUTA IN UNA SINGOLA BREVE ESPOSIZIONE OVAIE: sterilità: 2.5 – 6 mSv

31 05/04/2015 31 DOSE TOTALE RICEVUTA IN UNA SINGOLA BREVE ESPOSIZIONE CRISTALLINO: Opacita’ osservabili: 0.5 – 2 mSv Cataratta: 5 mSv

32 05/04/2015 32 DOSE TOTALE RICEVUTA IN UNA SINGOLA BREVE ESPOSIZIONE MIDOLLO OSSEO: –Depressione dell’emopoiesi:0.5 mSv –Aplasia mortale 1.5 mSv

33 05/04/2015 33 EFFETTI SOMATICI PROBABILISTICI TUMORI SOLIDI LEUCEMIE

34 05/04/2015 34 EFFETTI PROBABILISTICI Gravità non legata alla dose assorbita (legge del tutto o nulla) Effetti presenti solo su alcuni esposti alle RI indipendentemente dalla dose assorbita Lesioni non tipiche delle RI

35 05/04/2015 35 EFFETTI PROBABILISTICI Lungo periodo di latenza Assenza cautelativa di una dose soglia Effetti presenti spontaneamente anche nella popolazione non esposta ( circa il 25%)

36 05/04/2015 36 EFFETTI PROBABILISTICI PRINCIPIO CAUTELATIVO DELL’IPOTESI LINEARE SENZA SOGLIA (L-NT) PERCHE’ PER LE DOSI BASSE (< A QUALCHE CENTINAIA DI MILLISIEVERT) NON SONO INDICAZIONI

37 05/04/2015 37 EFFETTI STOCASTICI IPOTESI LINEARE SENZA SOGLIA FREQUENZA DOSE

38 05/04/2015 38

39 05/04/2015 39 COEFFICIENTI NOMINALI DI PROBABILITA’ PER TUMORI MORTALI COLON ESOFAGO FEGATO MAMMELLA MID. OSSEO OVAIO PELLE POLMONE STOMACO OSSO TIRODE VESCICA TESS. RIMANENTI TOTALE 0.85 0.30 0.15 0.20 0.50 0.10 0.02 0.85 1.10 0.05 0.08 0.30 0.50 5.00

40 05/04/2015 40 COEFFICIENTE DI PROBABILITA’ SE 100 PERSONE ASSORBONO 1 SV 5 ANDRANNO INCONTRO A UN TUMORE

41 05/04/2015 41 EFFETTI GENETICI SI TRATTA SOLO DI EFFETTI PROBABILISTICI: –MUTAZIONI GENETICHE –ABERRAZIONI CROMOSOMICHE

42 05/04/2015 42 EFFETTI GENETICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI CELLULE SOMATICHE: mutazioni genetiche e aberrazioni cromosomiche CELLULE LINEA GERMINALE: Effetti sulla prole

43 EFFETTI DETERMINISTICI IMMEDIATI : IRRADIAZIONE TOTALE Perdita di cellule differenziate Danno ai tessuti parenchimali Perdita della funzione specifica

44 05/04/2015 44 EFFETTI DETERMINISTICI IMMEDIATI: –IRRADIAZIONE TOTALE: SINDROME DA IRRADIAZIONE

45 05/04/2015 45 SINDROME ACUTA DA IRRADIAZIONE 0.25 Gy 1 Gy 2 Gy 5 Gy 6 Gy 10 Gy Sindrome ematologica Sindrome gastrointestinale Sindrome neurologica

46 05/04/2015 46 SINDROME EMATOLOGICA DESCRIZIONE

47 05/04/2015 47 SINDROME GASTROINTESTINALE DESCRIZIONE

48 05/04/2015 48 SINDROME NEUROLOGICA

49 05/04/2015 49 EFFETTI DELL’IRRADIAZIONE PARZIALE CUTE TESSUTO EMOPOIETICO

50 05/04/2015 50 IRRADIAZIONE ACUTA DELLA CUTE ERITEMA FLITTENA DANNO VASCOLARE EPILAZIONE NECROSI

51 05/04/2015 51 ERITEMA 6 – 8 Gy di raggi x o gamma per esposizione acuta 30 Gy di raggi x o gamma per esposizione frazionata o protratta

52 05/04/2015 52 DANNO VASCOLARE FLITTENA 18 Gy DANNO VASCOLARE: > 40 – 60 Gy NECROSI OSSEA 60 Gy

53 05/04/2015 53 EPILAZIONE Epilazione temporanea 3 – 5 Gy di radiazioni di basso let per esposizione acuta Epilazione permanente: 7 Gy per esposizione acuta 50 – 60 Gy frazionati in alcune settimane

54 05/04/2015 54 LESIONI CUTANEE EPIDERMITE SECCA 5 Gy EPIDERMITE ESSUDATIVA 12 – 20 Gy ULCERAZIONE CUTANEA 18 Gy NECROSI 25 Gy

55 05/04/2015 55 CUTE ESPOSIZIONE CRONICA Cute secca, sottile, con verruche, ipercheratosi. Teleangectasie, onicopatie, stentata riparazione delle piccole ferite cutanee In qualche caso insorgenza di tumori cutanei (esposizione di qualche decimo di Gy alla settimana per lunghi periodi)

56 05/04/2015 56 Il materiale iconografico è tratto dal volume: “IRRADIAZIONI ACCIDENTALI E ERMERGENZE NUCLEARI” del Prof. E. Strambi, CEMEC 1995

57 05/04/2015 57 Radioepidermite essudatica (flittena)con evoluzione necrotica

58 05/04/2015 58 NECROSI TARDIVA PER ERRATA MANIPOLAZIONE DI IRIDIO 192 20Ci

59 05/04/2015 59 Radioepidermite essudativa con evoluzione necrotica Rx 2-30 keV 500 Gy/sec

60 05/04/2015 60 Radioepidermite essudativa Rx 25 keV

61 05/04/2015 61 Necrosi dopo 20 giorni dall’esposizione a Co 60 3700 Ci

62 05/04/2015 62 Radioepidermite essudativa al 21° g. Co 60 con dose di 40- 60 Gy

63 05/04/2015 63 Danno vascolare

64 05/04/2015 64 Radioepidermite cronica

65 05/04/2015 65

66 05/04/2015 66 Radioepidermite cronica

67 05/04/2015 67 TESSUTO EMOPOIETICO IRRADIAZIONE LOCALIZZATA AL MIDOLLO OSSEO: DOSE SOGLIA 20 Gy

68 CHERNOBYL 05/04/2015 68

69 CHERNOBYL: EFFETTI ACUTI DECESSI IMMEDIATI 31 DECESSI SUCCESSIVI 29 –TRA CUI 9 BAMBINI PER K DELLA TIROIDE 05/04/2015 69

70 EFFETTI A DISTANZA SU DI UNA POPOLAZIONE DI 600.00 UNITA’ SONO PREVISTI IL 25% DI TUMORI “SPONTANEI” QUINDI 150.000, OLTRE A QUESTI 4000 DOVUTI ALL’ESPOSIZIONE ALLE RI 05/04/2015 70

71 PROTOCOLLO SANITARIO DIAGNOSI PRECOCE DELLE PATOLOGIE TUMORALI ATTRAVERSO L’ECOGRAFIA DI ROUTINE CON PERIODICITA’ ALMENO TRIENNALE E MODULATA IN BASE ALL’ETA’ ANAGRAFICA E LAVORATIVA, 05/04/2015 71

72 ECOGRAFIA ORGANI INDAGATI –TIROIDE –ADDOME COMPLETO –PELVI 05/04/2015 72

73 MARKERS TUMORALI LIMITI E PROBLEMATICHE –PSA –ALFA FP –CALCITONINA 05/04/2015 73

74 PSA SOLO IN CASO DI ANAMNESI FAMIGLIARE POSITIVA SOLO IN CASO DI UN’ASPETTATIVA DIVITA > DI 10 ANNI 05/04/2015 74

75 ALFA FETOPROTEINA NEI CASI DI MALATTIE INFIAMMATORIE CRONICHE DEL FEGATO (EPATITI TOSSICHE E VIRALI CHE POSSONO ) EVOLVERE UN UNA NEOPLASIA EPATICA PRIMITIVA 05/04/2015 75

76 CALCITONINA NEL CASO DI UN NODULO TIROIDEO SUGGESTIVO ALL’ESAME ECOGRAFICO DI ESSERE UN TUMORE E QUINDI PER DIAGNOSTICARE IN MODO NON INVASIVO UN CARCINOMA MIDOLLARE DELLA TIROIDE 05/04/2015 76


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