Appunti di radioprotezione: radiazioni ionizzanti e radioterapia oncologica

Radioprotezione: Introduzione all'uso delle radiazioni ionizzanti in campo sanitario

Radioprotezione 12 10 - Appunti presi nelle videolezioni Radioprotezione (Università degli Studi di Genova) Scan to open on Studocu Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by lilo 98 (lila16095@gmail.com)RADIOPROTEZIONE Prof. Renzo Corvo' Modulo 1, introduzione all'uso delle radiazioni ionizzanti in campo sanitario La radioprotezione, o protezione sanitaria contro le radiazioni ionizzanti, una disciplina a contenuto biologico, fisico e naturalistico sviluppatosi durante il '900. Obiettivo: preservare lo stato di benessere dei lavoratori, ridurre i rischi da radiazioni ionizzanti e fare in modo che il loro utilizzo sia giustificato e somministrato in modo corretto.

Radiazioni ionizzanti = insieme di radiazioni utilizzate in campo medico che rientrano nelle radiazioni elettromagnetiche (viviamo in un mondo sempre più immerso nelle radiazioni).

Tipi di radiazioni

I tipi di radiazioni si suddividono in:

• Elettromagnetiche = ionizzanti e non (la maggior parte) -> usati in medicina, raggi X e gamma
• Corpuscolari = tipiche della radiologia (beta, alfa etc ... ), protoni, ioni carbonio

Esistono sostanze radioattive, con una carica di energia che deve essere liberata lentamente attraverso emissioni di energia -> radioisotopo, alleggeriscono di energia liberando particelle corpuscolari (usate nella radioterapia oncologica). Essi hanno una determinata carica persa nel tempo con dimezzamento, presenti anche in natura.

Ionizzazione = si ha quando una energia che arriva da una determinata onda elettromagnetica, viene depositato un elettrone e gli viene data tanta energia fino a farlo sbalzare fuori dall'orbita, e cio' porta a determinati effetti seguiti a scopo di radioprotezione o usati a scopo terapeutico.

Le radiazioni ionizzanti sono corpuscolari e magnetiche, dotate di un'energia superiore ai normali potenziali di ionizzazione atomici (non ionizzanti).

Tutti i processi chimici all'interno del corpo umano possono essere innescati con determinati effetti biologici arrivando a problematiche somatiche e genetiche.

Meccanismo di cascata di effetto da esposizione alle radiazioni ionizzanti

Meccanismo di cascata di effetto innescato dall'esposizione alle radiazioni ionizzanti:

• nano secondi -> fase fisica -> eccitazione (l'elettrone si sposta nell'orbita ma non sbalza) e ionizzazione
• Secondi -> fase chimica -> reazioni dei radicali liberi grazie alla ionizzazione dell'acqua
• Ore/giorni/mesi -> fase biologica -> reazioni enzimatiche, processi di riparo, effetti acuti, tardivi e carcinogenesi.

Tipi di esposizioni

Esposizioni:

• Esterne = sorgente esterna al corpo, le radiazioni più penetranti sono le pericolose (X, gamma, protoni). Una persona che in una stanza riceve un fascio di radiazioni per un esame diagnostico per avere delle immagini.
• Interne = sorgente introdotta nel corpo, le radiazioni meno penetranti sono le più pericolose (beta, alfa, ioni). Sostanze prese per bocca o in vena che raggiungono organi bersaglio, utilizzate in medicina nucleare.

This document is available on studocu Downloaded by lilo 98 (lila16095@gmail.com)Grandezze dosimetriche:

• Dose assorbita = energia assorbita per unita' massa, unita' di misura e' il Grey (Gy). 1 Gy = assorbimento di 1 joule di energia radiante per kg di materia (1 J/kg)
• Dose equivalente e dose efficace = dose assorbita dai tessuti moltiplicata per opportuni fattori correttivi. Esprimono la probabilità di effetti dannosi per esposizioni a bassi livelli di dose. Unita' di misura e' il Sievert (Sv).

Dose equivalente = dose assorbita moltiplicata per fattori correttivi che tengono conto del tessuto attraversato e del tipo di radiazioni, per cui da diverse azioni biologiche. Può essere chiamata dose efficace.

Radioattività = L'attività di una sorgente radioattiva e' il numero di disintegrazioni nell'unità di tempo: A = dN/dt L'unita' di misura e' il Bequerel (Bq), indica quante disintegrazioni all'interno di un isotopo radioattivo per emettere radiazioni principalmente gamma. Inizialmente si usava il Curie. 1 Ci = 3.7 10^10 Bq L'attività decade con il tempo con legge esponenziale: A(t) = A0 e^-Xt

Grandezze e unità di misura

1921 = primi concetti della radioprotezione, dopo 20 - 30 anni si inizia a capire che le radiazioni ionizzanti sono pericolose, e vengono ben normate in Italia nel 1983 da Carlo Polvani (radio tossicologo).

Downloaded by lilo 98 (lila16095@gmail.com)Tipi di esposizione alle radiazioni

• Lavorativa = medici, tecnici, infermieri etc ...
• Medica = somministrazione di radiazioni a fini diagnostici
• Della popolazione = non lavorative o mediche

Principi della radioprotezione

1 principio: giustificazioni Se somministrate radiazioni ionizzanti devono essere giustificate, nessuna risoluzione pratica po' essere adottata se non si sa che possa portare beneficio.

2 principio: ottimizzazione Ogni esposizione alle radiazioni deve essere tenuta tanto più bassa quanto ragionevolmente possibile , tenendo in debito conto i fattori economici e sociali.

3 principio: limite di dose individuale La dose somministrati agli individui non deve superare in un anno i limiti indicati per le particolari circostanze.

Evidenza della necessità della radioprotezione

Modulo 2, evidenza della necessita' della radioprotezione

Fonti di radiazioni

• Fonti di radiazioni naturali:
  • Irradiazione cosmica
  • Irradiazione naturale del suolo terrestre e interna del corpo umano
• Fonti di radiazioni artificiali:
  • Fall-out radioattivo (eventi negativi di centrali nucleari, deposito di radiazioni)
  • Radiazioni a scopo industriale
  • Radiazioni a scopo sanitario

E' stato introdotto lo studio della radioprotezione anche nel campo dell'aeronautica e introdotte delle norme e dei dosaggi massimi assumibili di radiazioni (1000 microsievert = 50 radiografie al torace).

Storia della radiologia

Inizio della storia della radiologia = 1895, la radiografia della mano della moglie di Rontgen, sperimentando per verificare che queste radiazioni producessero delle immagini interne al nostro corpo. Inizialmente si pensava fossero innocue, per cui molti lavoravano con materiali con dentro isotopi molto radioattivi, cominciando ad avere delle malattie della pelle.

In un gruppo di lavoratrici che usavano dei coloranti con dentro del Radium dipingevano ricevendo una bassa dose di radiazioni al giorno, e circa 1/3 ha sviluppato un tumore sulla bocca, la parte piu' esposta a queste radiazioni.

I medici radiologi di un tempo svilupparono nuove patologie mai conosciute, ad esempio radiodermite, sviluppando una cute grinza e atrofica poiché giornalmente prendevano a piccole dosi sostanze che facevano invecchiare la pelle. Si svilupparono inoltre radiodermite bollose.

La grande conoscenza parte dal mondo nucleare, alla fine della seconda guerra mondiale dove si inizino a conoscere le prime radio patologie che possono essere indotte da emissione di forti dosi ionizzanti. Esempio ne e' Hiroshima, dove sganciarono una bomba atomica. Al centro della citta' e' stato un effetto tipico esplosivo, ma gli effetti ionizzanti partirono molti anni dopo e a seconda della posizione della popolazione essa ha sviluppato diverse patologie. Le radiazioni ionizzanti con le sue particelle e i suoi raggi possono fermarsi sulla superficie, penetrare il corpo umano e infatti molto This document is available on studocu Downloaded by lilo 98 (lila16095@gmail.com)spesso i macchinari che utilizzano queste particelle si trovano al piano terra. Ciò permette di creare una struttura di schermatura e fa in modo che non vi sia un passaggio ulteriore ad altri piani.

Radiodiagnostica o diagnostica per immagini in medicina

Modulo 3, la radiodiagnostica o diagnostica per immagini in medicina Vi e' stata una grande evoluzione nel mondo radiologico.

Ecografia 3-D = utilizza ultrasuoni e non radiazioni. Viene utilizzato per esempio per le gravidanze e osservare la crescita del bambino. Viene considerata una soluzione sicura.

Figure professionali nella diagnostica per immagini

CI sono diverse figure professionali:

• Diagnosta delle immagini (radiodiagnosta, radiologo)
• Medico nucleare (diagnosta e cura a radioterapia metabolica, sostanze introdotte nel corpo)
• Neuroradiologo
• Radioterapista oncologo

Tubo a Raggi X e radiografia convenzionale

Nella diagnostica l'apparecchio storico utilizzato e' un tubo a Raggi X, dove vengono prodotti elettroni dal catodo, che poi vengono accelerati e fatti interagire con una struttura chiamata anodo. Attraverso l'effetto di frenamento gli elettroni depositando l'energia sull'anodo provocano la produzione del fascio di raggi X, utilizzato quindi in diagnostica.

La radiografia convenzionale e' una tecnica che produce un'immagine bidimensionale e i raggi X sono prodotti da un tubo radiogeno dove viene applicata una differenza di potenziale fra il catodo e l'anodo. Dal catodo viene creato questo fascio di elettroni, frenato poi dall'anodo, viene prodotto calore nel 99% dei casi e nell'1% raggi X.

Come si crea l'immagine = Il raggio attraversa il corpo umano, porta con sé un'immagine latente che diventa reale attraverso emulsioni radiografiche, cioè pellicole radiografiche annerite. L'annerimento dipende dal tessuto corporeo attraversato dalle radiazioni, per cui si realizzano immagini bianche se le radiazioni attraversano l'osso, che ha tenuto tante radiazioni, o nere se le strutture attraversate contenevano aria (es. polmone), per cui si crea un contrasto.

Radiologia diagnostica tridimensionale (TAC)

Radiologia diagnostica tridimensionale (TAC, tomografia assiale computerizzata), un tubo radiogeno che ruota attorno al paziente (il quale scivola al suo interno) e vengono ricostruiti gli interni del corpo umano in modo accurato. Metodica che consiste nella valutazione statistico matematica computerizzata dell'assorbimento dei raggi X. Vi sono inoltre tomografia a spirale, multistrato, a ricostruzione 3-D e impiego di mezzi a contrasto (a endovena).

La tac = il tomo deriva da strato, per cui la struttura viene ricostruita strato per strato. Vi sono diversi tipi:

• PET = tomografia ad emissione positronica, che permette di rilevare un determinata sostanza radioattiva che si deposita in un determinato organo.
• Tomografia assiale (diagnostica tradizionale, emissione raggi x e attraversamento del corpo umano, i detettori che ricostruiscono l'immagine. Il tumore capta una determinata sostanza e si rileva che e' metabolicamente attivo.

E' stata sviluppata inoltre la risonanza magnetica, complementare all'esecuzione degli esami radiologici. Il suo principio:

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