Tecnologie radiologiche (MED/50). Testi consigliati, a scelta: RADIOLOGIA: elementi di tecnologia. Autore Roberto Passariello (IV edizione) Editrice: Idelson Gnocchi. METODOLOGIA E APPARECCHIATURE NELLA DIAGNOSTICA PER IMMAGINI. Autori L. Cei, A. La Fianza. Società Editrice Universo. L’IMMAGINE RADIOLOGICA. Autore Robert A. Fosbinder. Editore Mc Graw Hill.

Tecnologie radiologiche (MED/50). Esame orale: I appello Febbraio ordinario, II appello settembre ordinario III appello febbraio straordinario. IV appello settembre ripetente V appello febbraio ripetente.

Cenni sulle radiazioni elettromagnetiche e la produzione dei raggi X Radioattività Radiazioni ionizzanti Irraggiamento Classificazione delle aree Schermature e protezioni Cenni di radioprotezione

Radiazioni ionizzanti Radiazioni che producono ionizzazione nei materiali che attraversano con la formazione di una coppia di ioni mediante l’allontanamento di un elettrone orbitale dal nucleo atomico cui è legato. R. direttamente ionizzanti: particelle dotate di carica = elettroni, protoni, particelle α e ß. R. indirettamente ionizzanti: radiazioni elettromagnetiche (X e ), neutroni.

RADIOATTIVITA’ NATURALE (raggi cosmici, suolo, rocce, aria, acque, cibo). ARTIFICIALE (usi medici sia diagnostici che terapeutici, impianti nucleari, attività industriali, ecc..).

RADIOATTIVITA’ è un insieme di processi tramite i quali nuclei atomici instabili (radionuclidi) emettono radiazioni per raggiungere uno stato più stabile.

RADIOATTIVITA’ Le radiazioni che vengono emesse dal nucleo atomico radioattivo, in base alla loro natura, si distinguono in: α (nuclei di elio) ß (elettroni)  (onde elettromagnetiche)

LET (trasferimento lineare di E): Energia ceduta dalla radiazione durante il suo percorso. Potere di ionizzazione specifica: n° di coppie di ioni prodotte per unità di percorso.

RADIOATTIVITA’ Unità di misura: Becquerel (Bq) = indica quante disintegrazioni di atomi avvengono in una data popolazione nell’unità di tempo. 1 disintegrazione al secondo.

RADIOATTIVITA’ Dipende da: Tempo di dimezzamento fisico o periodo fisico (Tf) caratteristico di ciascun radioisotopo: immutabile, immodificabile e costante = tempo impiegato da una certa quantità di radioisotopo a ridursi alla metà. Tipo di radiazioni emesse dal radioisotopo e loro E.

Irraggiamento esterno Per irradiazione esterna si intende l'esposizione del corpo intero o di parte di esso alle radiazioni emesse da una sorgente di radiazioni (X, g, b) presente nell'ambiente esterno. Le radiazioni ionizzanti sono particelle e onde elettromagnetiche dotate di elevato contenuto energetico, in grado di rompere i legami atomici del corpo urtato e caricare elettricamente atomi e molecole neutri -con un uguale numero di protoni e di elettroni- ionizzandoli.

Irraggiamento Si parla di irradiazione o esposizione esterna quando la sorgente di radiazioni resta all'esterno del corpo umano. Quando la sorgente viene invece introdotta nell'organismo (contaminazione interna) si parla di irradiazione o esposizione interna. La contaminazione interna può verificarsi tutte le volte che si manipolano sorgenti non sigillate, sorgenti cioè prive di un involucro inerte o, se presente, non tale da prevenire, in condizioni normali di impiego, la dispersione delle materie radioattive.

Irraggiamento Nel caso di irraggiamento esterno, i provvedimenti da adottare per ridurre l'esposizione e quindi le dosi ricevute sono piuttosto semplici. Essi consistono infatti nello: a) schermare la sorgente; b) aumentare la distanza tra sorgente e persona esposta; c) diminuire il tempo di esposizione. Le regole sopra indicate restano valide, per quanto applicabili, anche nel caso della manipolazione di sorgenti non sigillate. Ad esse si devono però aggiungere appropriate procedure di igiene del lavoro (uso di indumenti protettivi, barriere di contenimento, etc.) che rendano di fatto del tutto improbabile l'introduzione della contaminazione nell'organismo umano. In materia di contaminazione interna, l'unica misura realmente efficace è proprio quella di prevenire qualsiasi introduzione.

Si possono distinguere due componenti di radiazione: - la radiazione diretta emessa dalla sorgente radiante e - la radiazione diffusa emessa dal corpo colpito dalla radiazione diretta.

La capacità di ionizzare e di penetrare all’interno della materia dipende dall’energia e dal tipo di radiazione emessa, e dalla composizione e dallo spessore del materiale attraversato.

Le radiazioni alfa (2 protoni + 2 neutroni) possiedono un'elevata capacità ionizzante e una limitata capacità di diffusione in aria, possono essere bloccate con un foglio di carta o un guanto di gomma. Sono pericolose per l’organismo se si ingeriscono o inalano sostanze in grado di produrle.

Le radiazioni beta (elettroni) sono più penetranti rispetto a quelle alfa -circa un metro in aria e un cm sulla pelle- , possono essere fermate da sottili spessori di metallo, come un foglio di alluminio, o da una tavoletta di legno di pochi centimetri.

Le radiazioni x e gamma (fotoni emessi per eccitazione all’interno del nucleo o all’interno dell’atomo) attraversano i tessuti a seconda della loro energia e richiedono per essere bloccate schermature spesse in ferro, piombo e calcestruzzo.

I fattori che agiscono sul livello di irradiazione esterna sono: 1) la distanza dalla sorgente la dose da radiazioni ricevuta da un individuo è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dell'individuo dalla sorgente; 2) il tempo la dose di esposizione è direttamente proporzionale al tempo; 3) le schermature tutti i materiali attenuano l'intensità del fascio di radiazioni assorbendone una parte.

Le dimensioni delle schermature dipendono da : 1) numerosi codici di calcolo (EGS, MORSE, ANISN,MCNP, ecc.) per la progettazione dell’impiantistica; 2) natura delle sorgenti (radioisotopi, tubi a raggi X, acceleratori di particelle, ecc.) Da non trascurare il costo delle schermature, che rappresenta a volta una spesa da prendere in considerazione preventivamente.

SCHERMATURA OTTIMIZZATA SCHERMATURA OTTIMIZZATA Il valore dello “spessore minimo” di schermo da installare non potrà essere inferiore a quello che serve per assicurare il rispetto dei limiti di dose individuali. Il principio di ottimizzazione, serve a determinare l’ulteriore spessore da aggiungere per rendere le dosi “tanto basse quanto ragionevolmente possibile” (ALARA).

Un metodo “conservativo” per valutare la schermatura potrebbe essere quello di considerare la sorgente o la macchina radiogena come se fosse in funzione per l’intero orario di lavoro e sempre alla massima potenza. Questo porterebbe ad una “sovrastima” degli spessori da installare e quindi spese assolutamente ingiustificate.

Parametri per computo: - carico di lavoro (W) - fattore d’uso (U) - fattore di occupazione (T).

Carico di lavoro (W) Legato al numero di ore di effettivo impiego della macchine e alle relative condizioni di funzionamento.

Fattore d’uso (U) Tiene conto della frazione di tempo in cui in media il fascio utile è diretto verso una certa “direzione” (barriera primaria), mentre per le direzioni interessate solo da radiazioni diffuse (barriere secondarie).

Fattore di occupazione (T) Fattore di occupazione (T). Tiene conto della frazione dell’orario lavorativo in cui le varie aree d’interesse sono effettivamente frequentate dal personale. T=1 aree esterne alla zona controllata (uffici, laboratori, ecc.) T<1 frequenza solo occasionale del personale: T 1/4 (corridoi interni, ascensori,ecc.) T 1/6 (corridoi esterni, parcheggi, ecc.)

Organi e tessuti più radiosensibili: Midollo osseo rosso Gonadi Intestino Cute Cristallino Tiroide

Organi e tessuti più radioresistenti: Fegato Reni Muscoli Ossa Cartilagini Tessuto connettivo

CLASSIFICAZIONE DELLE AREE Nel D.Lgs. 230/95 si parla di zone classificate per gli ambienti di lavoro sottoposti a regolamentazione per motivi di protezione contro le radiazioni ionizzanti. Le zone classificate possono essere zone controllate o zone sorvegliate.

CLASSIFICAZIONE DELLE AREE E' classificata zona controllata ogni area di lavoro ove sussiste per i lavoratori ivi operanti il rischio di superamento di uno qualsiasi dei seguenti valori: 6 mSv/anno per esposizione globale o di equivalente di dose efficace; 45 mSv/anno per il cristallino; 150 mSv/anno per la pelle, mani, avambracci, piedi, caviglie.

CLASSIFICAZIONE DELLE AREE E' classificata zona sorvegliata ogni area di lavoro, che non debba essere classificata zona controllata, ove sussiste per i lavoratori ivi operanti il rischio di superamento di uno qualsiasi dei seguenti valori: 1 mSv/anno per esposizione globale o di equivalente di dose efficace; 15 mSv/anno per il cristallino; 50 mSv/anno per la pelle, mani, avambracci, piedi, caviglie.

PROTEZIONE MATERIALI Qualsiasi materiale può essere utilizzato, varia il suo spessore. Es: Tubo a raggi X 100kV se schermato con calcestruzzo avrebbe uno spessore 80 volte maggiore ed un peso 17 volte maggiore di una barriera realizzata in piombo (NCRP76) ma con costo più basso. disponibilità di spazio, oltre al costo, influenza la scelta del materiale da utilizzare come schermatura. possibilità di utilizzare per fini strutturali la schermatura la trasparenza ottica (quando richiesta); verifica della qualità; l’aspetto esteriore.

PROTEZIONE MATERIALI I fotoni sono rapidamente assorbiti nei materiali pesanti. Il ferro e il piombo trovano quindi frequente impiego nelle schermature per i raggi X e gamma. Il piombo viene preferito oltre che per la sua efficacia anche per la sua disponibilità commerciale in spessori (compreso fra frazioni di mm. a vari cm. come “mattoni”).

PROTEZIONE MATERIALI Per i neutroni, sono preferibili materiali leggeri (alto contenuti di idrogeno). Acqua, calcestruzzo. Legno, paraffina, polietilene buoni ma infiammabili. Boro e cadmio per la cattura di neutroni termici. Calcestruzzo “caricato” con barite, magnetite, ilmenite, ferro, piombo è quello più rispondente. Se richieste caratteristiche ottiche, viene utilizzato il “vetro al piombo”.

PROTEZIONE STRUTTURA I locali in cui sono installati apparecchi che producono radiazioni ionizzanti (tubi a raggi X), sono “schermati”, con materiale Pb-equivalente adeguati alla energia emessa dalla macchina. Per la schermatura di un locale con un tubo a raggi X di 130 kV, è necessario un muro di mattoni pieni di 10 cm intonacato con cemento e polvere di barite (equivallente a 0,3 mm di piombo)

Proprietà fisiche di alcuni vetri al piombo. Vetro Densità Indice di Percentuale in peso rifrazione ossidi di piombo piombo RS 253 G 2.53 1.52 - - RS 323 G 3.23 1.58 33.4 31.0 RS 360 3.60 1.62 45.4 42.2 RS 420 G 4.20 1.69 57.4 53.4 RS 520 5.20 1.80 71.3 66.5

Materiali di schermo di uso comune. MATERIALE DENSITA’ (g*cm-3) Terra 1.7 Sabbia 1.6 Calcestruzzo ordinario 2.5 Calcestruzzo caricato con: - barite 3.8 - limonite 4.6 - ilmenite 3.9 - magnetite 4.6 - ferro 6.0 Mattoni (morbidi) 1.6 Mattoni (duri) 2.0 Intonaco (sabbia) 1.5 Piastrelle, ceramica 1.9 Granito 2.6 Calcare 2.4 Marmo 2.7 Barite naturale 4.5 Acqua 1.0 Aria (NTP) 1.293*10-3 Legno 0.7 Vetri al piombo 3.3 Alluminio 2.7 Rame 8.9 Acciaio 7.9 Piombo 11.3

RADIOPROTEZIONE Scopo: eliminare i danni non stocastici o deterministici e ridurre a livelli accettabili il rischio relativo all’insorgenza di danni stocastici. Norme di legge hanno previsto una limitazione dell’esposizione sia della popolazione che dei lavoratori in modo da garantire livelli di rischio accettabili.

SORVEGLIANZA FISICA della RP ESPERTO QUALIFICATO (EQ) D.Lgs. 241/2000: attribuzione di tale titolo solo a fisici, tecnici, ingegneri, chimici previo superamento di un esame sostenuto davanti ad una apposita commissione stabilita dal Ministero del Lavoro e delle Politiche Sociali a Roma.

ESPERTO QUALIFICATO (EQ) Individua dettagliatamente sorgenti radiogene (macchine radiogene, sostanze radioattive sigillate: rischio da irradiazione esterna; sostanze radioattive non sigillate: rischio da irradiazione esterna + interna) e loro affidabilità ed efficienza. Stabilisce mezzi di radioprotezione da adottare. Definisce attività lavorativa dei singoli lavoratori sia in senso qualitativo che quantitativo.

Stabilisce tipo di dosimetria fisica e tipo di dosimetria individuale. L’obbligo del dosimetro individuale è solo per i lavoratori classificati in categoria A, per i lavoratori di categoria B si può procedere solo utilizzando i dati della dosimetria ambientale, fisica.

ESPERTO QUALIFICATO: Deve escludere qualsiasi rilascio indebito di materiale radioattivo nell’ambiente esterno; deve procedere ad una regolamentazione dell’accesso ai luoghi di lavoro, ad un corretto dimensionamento delle barriere protettive, deve effettuare controlli sistematici della concentrazione delle sostanze radioattive.

opera in stretto collegamento con M.A. ESPERTO QUALIFICATO: effettua delimitazione delle zone, esame e controllo dell’efficacia dei dispositivi di protezione; deve valutare esposizioni, contaminazioni, dosi individuali assorbite dai lavoratori esposti; opera in stretto collegamento con M.A.

ESPERTO QUALIFICATO (EQ) Classificazione (relazione scritta) dei lavoratori (A, B): esclusiva pertinenza, obbligo! Non D.L. in collaborazione con EQ! Classificazione (relazione scritta) zona sorvegliata e zona controllata.

EQ classifica aree di lavoro in: Zone Sorvegliate: quelle aree in cui sussiste per i lavoratori in esse operanti il rischio di superamento di uno dei limiti di dose fissati per le persone del pubblico, sempre riferiti ad un anno solare: * 1 mSv per esposizione globale o di DE * 1/10 di uno qualsiasi dei limiti di DH (per esposizione parziale), fissati per il cristallino (15 mSv), per la pelle (50 mSv), per mani e piedi (50 mSv).

Ai sensi del D.Lgs. 241/2000 – allegato III Lavoratori esposti: soggetti suscettibili di superare in un anno solare uno o più dei seguenti valori (limiti fissati per le persone del pubblico): 1 mSv di DE 15 mSv di DH per il cristallino 50 mSv di DH per la pelle 50 mSv di DH per mani, avambraccia, piedi e caviglie

EQ classifica i lavoratori esposti in (D. Lgs EQ classifica i lavoratori esposti in (D.Lgs. 241/2000 – allegato III): Categoria A suscettibili di un’esposizione superiore in un anno solare ad uno dei seguenti valori: 6 mSv di DE, 3/10 di uno qualsiasi dei limiti fissati per cristallino, pelle, mani, piedi e caviglie. Categoria B: i lavoratori esposti non classificati in A.

Limiti di dose per i lavoratori esposti D.Lgs. 241/2000 – allegato IV DE 20 mSv/anno DH 150 mSV per cristallino, 500 mSv per la pelle, 500 mSv per mani, avambraccia, piedi, caviglie.

Limiti di dose per la popolazione D.Lgs. 241/2000 – allegato IV DE 1 mSv/anno DH 15 mSV per cristallino, 50 mSv per la pelle, 50 mSv per mani, avambraccia, piedi, caviglie.

SORVEGLIANZA MEDICA della RP Finalità: valutazione e conservazione dello stato di salute del lavoratore ed espressione di un giudizio di compatibilità con il rischio radiologico.

SORVEGLIANZA MEDICA della RP MEDICO AUTORIZZATO (MA): È il medico che possiede la specializzazione e l’addestramento necessari a garantire la sorveglianza medica dei lavoratori e la protezione della popolazione contro i rischi sanitari derivanti dalle R.I. nelle diverse attività che comportano l’esposizione a tali radiazioni. Medico responsabile della sorveglianza medica degli esposti a R.I. iscritto in un apposito elenco nazionale.

SORVEGLIANZA MEDICA VISITE PREVENTIVE VISITE PERIODICHE (per constatare assenza di controindicazioni) VISITE PERIODICHE (per controllare stato di salute dei lavoratori) VISITE STRAORDINARIE (per cambio mansione od aumento dei rischi, inizio maternità, per riconoscimento di eventuale danno da R.I.) VISITE CONCLUSIVE

Visita preventiva Profilo ematologico (emocromo, VES, coagulazione) Profilo biochimico (creatininemia, uricemia, glicemia, colesterolemia, trigliceridemia, bilirubinemia, transaminasemia, GT, elettroforesi proteica) Esame delle urine Visita oculistica ECG Rx torace

Visita preventiva Accertamenti integrativi complementari: Visita dermatologica, senologica, ginecologica ETG pelvica, ETG vescicale Profilo tiroideo, ETG tiroide Markers epatite PSA dai 50 aa; Sangue occulto nelle feci Teletermografia con criostimolo negli esposti alle mani

Visita periodica Profilo ematologico (emocromo, VES, coagulazione) Profilo biochimico (creatininemia, uricemia, glicemia, colesterolemia, trigliceridemia, bilirubinemia, transaminasemia, GT, elettroforesi proteica) Esame delle urine Visita oculistica ECG Visita dermatologica, senologica, ginecologica Sangue occulto nelle feci Teletermografia con criostimolo negli esposti alle mani