UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI SALERNO
FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN.
CORSO DI LAUREA IL FISICA
MASTER DI 1° LIVELLO
VERIFICHE DI QUALITÀ IN RADIODIAGNOSTICA,
MEDICINA NUCLEARE E RADIOTERAPIA
La dose al paziente in radiologia
(1^ Lezione)
F. Malgieri
Radiazioni ionizzanti e grandezze
radiometriche, dosimetriche e
radioprotezionistiche.
Radiazioni ionizzanti
Hanno capacità di strappare elettroni legati nella
materia che attraversano.

Direttamente ionizzanti
interazione continua

(dotate di carica elettrica)
 ‘range’ finito
Indirettamente ionizzanti (prive di carica elettrica)
interazione probabilistica  attenuazione esponenziale
Grandezze radiometriche

Fluenza di particelle in un punto P:
F = d N / d a [m-2]

Fluenza di energia in un punto P:
 = d E / d a [J * m-2]
dove d N e d E rappresentano rispettivamente il
numero delle particelle e l’energia delle particelle
che attraversa la sezione massima d a della sfera
elementare centrata sul punto P.
Grandezze dosimetriche fisiche
Esposizione:
X = (e/Wa) * (men / r) * 
Q*Kg-1
Kerma:
K = (mtr / r) * 
[J*Kg-1]
Gy (Gray)
Dose assorbita
[J*Kg-1]
Gy (Gray)
rad. ind. ionizz.:
D = (men / r) * 
rad. dirett. ionizz.: D = E FE * (S / r)coll. dE
Grandezza dosimetrica radioprotezionistica
Poichè l’effetto biologico delle radiazioni ionizzanti,
dipende, oltre che dalla dose, dal LET della radiazione,
in radioprotezione è utilizzata la grandezza
dose equivalente
H = D * wR
[J*Kg-1]
Sv (Sievert)
con WR ‘fattore di peso della radiazione’.
Valori dei fattori di peso WR

Fotoni, elettroni e muoni

Neutroni con energia < 10 keV
tra 10 keV - 100 keV
> 100 keV - 2 MeV
> 2 MeV - 20 MeV
> 20 MeV
• Protoni
• Particelle a e nuclei pesanti
1
5
10
20
10
5
5
20
Effetti biologici delle radiazioni
ionizzanti.
Effetti deterministici

Traggono origine dalla uccisione/disattivazione
di un gran numero di cellule di uno stesso
organo o tessuto.

Consistono in alterazioni morfologiche e funzionali dell’organo o tessuto irradiato, che si
manifestano in tempi relativamente brevi.

Hanno soglia. Al crescere della dose, oltre il
valore di soglia, aumenta rapidamente la
gravità del danno.
Caratteristica degli effetti deterministici
Effetti stocastici

Traggono origine da modificazioni non letali nelle
cellule irradiate.

Consistono nella possibile insorgenza di tumori
solidi e leucemie nell’individuo irradiato dopo
tempi 'di latenza' notevolmente lunghi e/o di
malformazioni nelle future generazioni.

Non hanno soglia. Al crescere dell'equivalente di
dose aumenta la probabilità (frequenza) del danno
ma non la sua gravità.
Grandezze radioprotezionistiche: dose efficace
(per la tutela dagli effetti stocastici)
popolazione
lavoratori
E  ST wT * HT
<1 mSv/y
<20 mSv/y
____________________________________________________
wT
gonadi .................................................................... : 0,20
midollo rosso, polmoni, colon, stomaco .............. : 0,12
mammelle, tiroide ................................................. : 0,05
vescica, fegato, esofago ......................................... : 0,05
superfici ossee, cute ............................................... : 0,01
rimanenti organi e tessuti ..................................... : 0,05
____________________________________________________
rimanenti organi e tessuti: n. 10 (ghiandole surrenali, cervello, vie
respiratorie extra-toraciche, reni, intestino tenue, tessuto muscolare,
pancreas, milza, timo, utero)
Effetti stocastici:
da dove derivano i valori dei fattori di
peso wT dei diversi organi e tessuti, per i
casi di esposizione non uniforme?
Relative contribution of organs and tissues to the total detriment
Bladder
Bone marrow
Bone surface
Breast
Colon
Liver
Lung
Oesophagus
Ovary (1)
Skin
Stomach
Thyroid
Remainder
Gonads (2)
Total
(1) include tumori ovarici.
Prob. fatal
cancer (per
10000/Sv)
30
50
5
20
85
15
85
30
10
2
110
8
50
100 (2)
500 (3)
Relat. lenght
of life lost
(l/l)
0,65
2,06
1,00
1,21
0,83
1,00
0,90
0,77
1,12
1,00
0,83
1,00
0,91
1,33
(2) per gravi effetti genetici.
(3) riferito ai danni somatici . (4) comprendente anche le ovaie.
Relat. non
fatal contrib.
(2-k)
1,50
1,01
1,30
1,50
1,45
1,05
1,05
1,05
1,30
2,00
1,10
1,90
1,29
===
Relative
contribution
0,040
0,143
0,009
0,050
0,141
0,022
0,111
0,034
0,020
0,006
0,139
0,021
0,081
0,183 (4)
1,000
Limiti di dose per i lavoratori e la
popolazione, ad esclusione delle
esposizioni mediche.
Origine dei limiti di dose per gli effetti stocastici:
effetti stocastici sui lavoratori.
Origine dei limiti di dose per gli effetti stocastici:
effetti stocastici sulla popolazione.
Grandezze radioprotezionistiche:
dose equivalente a specifici organi e tessuti
(per la tutela dagli effetti deterministici)
popolazione
lavoratori
_________________________________________________________
cristallino
<15 mSv/y <150 mSv/y
_________________________________________________________
pelle, su qualsiasi superficie di 1 cm2 <50 mSv/y <500 mSv/y
_________________________________________________________
mani, avambracci, piedi, caviglie
<50 mSv/y <500 mSv/y
_________________________________________________________
Modalità di esposizione
alle radiazioni ionizzanti

Irraggiamento esterno

Incorporazione
Contributi alla dose totale alle persone
DOSE TOTALE U.S.A. 1980-1982
[NCRP Rep. 93, 1987]
prodotti di
consumo
medicina 3%
nucleare
4%
raggi x medici
11%
interna
11%
terrestre
8%
cosmica
8%
altre
(lavorative, …)
1%
radon
54%
Contributi alla dose totale alle persone
derivanti dalle attività umane
DOSE 'MAN-MADE' U.S.A. 1980-1982
[NCRP Rep. 93, 1987]
medicina nucleare
21,3%
raggi X medici
58,5%
esposizioni
lavorative
1,6%
prodotti di
consumo
16,0%
altre lallout e ciclo
0,5% combustibile
2,1%
Esposizioni da attività produttive
ed esposizioni mediche.
Esposizioni dei lavoratori e della popolazione
(derivanti dalle attività produttive)
Per i lavoratori e gli individui della popolazione le
esposizioni a radiazioni ionizzanti costituiscono
situazioni indesiderate in assoluto, da limitare e
minimizzare, e, pertanto [art. 6 c. 3 Direttiva 96/29],

“la somma delle dosi derivanti da tutte le pratiche
in oggetto non deve superare i limiti di dose … per i
lavoratori esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli
individui della popolazione”, e

“nel quadro dell’ottimizzazione, qualsiasi esposizione deve essere mantenuta al livello più basso
ragionevolmente ottenibile, tenuto conto dei fattori
economici e sociali.”
Esposizioni mediche (1)
Per le persone esposte a fini medici le esposizioni
a radiazioni sono finalizzate a realizzare benefici
diretti allo stesso individuo irradiato e, pertanto,
 non sono proponibili limiti di dose
e, ai fini della ottimizzazione [art. 4 Dirett. 97/43]
 “Tutte le dosi dovute a esposizioni mediche per
scopi diagnostici devono essere mantenute al
livello più basso ragionevolmente ottenibile e
compatibile con il raggiungimento della informazione diagnostica richiesta, tenendo conto di
fattori economici e sociali.”
Esposizioni mediche (2)

“Per tutte le esposizioni mediche di persone
a fini terapeutici, …, l’esposizione di volumi
bersaglio deve essere programmata individualmente tenendo conto che le dosi a
volumi e tessuti non bersaglio devono essere
le più basse ragionevolmente ottenibili e
compatibili con il fine radioterapico perseguito con l’esposizione.”
Radioprotezione del paziente
nelle esposizioni mediche.
Relative contribution of organs and tissues to the total detriment
Bladder
Bone marrow
Bone surface
Breast
Colon
Liver
Lung
Oesophagus
Ovary (1)
Skin
Stomach
Thyroid
Remainder
Gonads (2)
Total
(1) include tumori ovarici.
Prob. fatal
cancer (per
10000/Sv)
30
50
5
20
85
15
85
30
10
2
110
8
50
100 (2)
500 (3)
Relat. lenght
of life lost
(l/l)
0,65
2,06
1,00
1,21
0,83
1,00
0,90
0,77
1,12
1,00
0,83
1,00
0,91
1,33
(2) per gravi effetti genetici.
(3) riferito ai danni somatici . (4) comprendente anche le ovaie.
Relat. non
fatal contrib.
(2-k)
1,50
1,01
1,30
1,50
1,45
1,05
1,05
1,05
1,30
2,00
1,10
1,90
1,29
===
Relative
contribution
0,040
0,143
0,009
0,050
0,141
0,022
0,111
0,034
0,020
0,006
0,139
0,021
0,081
0,183 (4)
1,000
Rischio % di morte per mSv
[UNSCEAR Report 1993]
0,016%
0,014%
0,012%
0,010%
0,008%
0,006%
0,004%
0,002%
0,000%
0-9
10-19
20-29
30-39
40-49
fascie di età (anni)
50-59
60-69
70-79
Valori medi della dose efficace per alcuni esami radiologici
[Rad. Prot. n. 136, MHRA Ev. Cen. UK Dep. Health, 2003]
dose efficace [mSv]
TC
R-X conv.
0,8
<0,02 (OP)
testa
2
0,03
torace
8
0,02
addome
10
0,7
pelvi
10
0,7
mandibola
Rischio di morte prodotto da 10000 esami
su pazienti di età tra 10 e 30 anni
mandibola
testa
torace
addome
pelvi
Rxconv.
TC
0,016 (OP)
0,024
0,016
0,56
0,56
0,64
1,6
6,4
8,0
8,0
‘Peso’ degli esami TC
NRPB Report 1989
2% degli esami
20% della dose efficace
NRPB Report 1999
4% degli esami
40% della dose efficace
Attualmente ??
60 - 70 % della dose efficace
Giustificazione degli esami
art. 3 D. Lgs. 187/2000



I nuovi tipi di pratiche devono essere preventivamente giustificati e le pratiche esistenti devono essere
rivedute ogni qualvolta vengono acquisite prove
nuove e rilevanti sulla loro efficacia o le loro conseguenze.
Le singole esposizioni devono essere giustificate,
tenuto conto di possibile tecniche alternative con
minore esposizione o senza esposizione.
Il prescrivente e lo specialista si avvalgono delle
informazioni acquisite o si assicurano di non essere in
grado di procurarsi le precedenti informazioni
diagnostiche o documentazioni mediche pertinenti.
Correttezza delle procedure
Art. 6 D. Lgs. 187/2000
3. L’esercente ed il responsabile dell’impianto radiologico, nell’ambito delle rispettive competenze, garantiscono che nelle procedure inerenti la radioterapia
lo specialista si avvalga di un esperto in fisica medica e
che nelle attività di medicina nucleare in vivo sia
disponibile un esperto in fisica medica.
Nelle linee guida di cui al comma 1 sono eventualmente stabilite le altre pratiche radiologiche in cui debba
essere previsto l’intervento di un esperto in fisica
medica per consulenza sull’ottimizzazione, ivi compresa la dosimetria dei pazienti e la garanzia di qualità, compreso il controllo di qualità, nonché per consulenza su problemi connessi con la radioprotezione
relativa alle esposizioni mediche, se richiesto.
Controllo delle attrezzature
Art. 8 D. Lgs. 187/2000
2. Il responsabile dell’impianto radiologico, avvalendosi dell’esperto in fisica medica, provvede:
a) a ché siano intrapresi adeguati programmi di
garanzia della qualità, compreso il controllo di
qualità, nonché valutazione della dose o della
attività somministrata ai pazienti;
b) a ché siano effettuate prove di accettazione prima
dell’entrata in uso delle attrezzature radiologiche e
quindi prove di funzionamento sia a intervalli
regolari che dopo ogni intervento rilevante di
manutenzione.
In base ai risultati delle prove il responsabile
dell’impianto esprime il giudizio di idoneità all’uso
clinico delle attrezzature.
Controllo di qualità
Art. 7 del D.Lgs. 187/2000
6. Il controllo di qualità di cui all’articolo 8, comma 2,
lettera a), può essere svolto dal tecnico sanitario di
radiologia medica.
13. Colui che, al momento della pubblicazione del
presente decreto, è in possesso di una delle abilitazioni
prescritte dall’articolo 78 del decreto legislativo 17
marzo 1995, n. 230, e iscritto nell’elenco di cui allo
stesso articolo può continuare ad esercitare l’attività
di controllo di qualità delle apparecchiature radiologiche ed è soggetto a quanto prescritto ai commi 8 e 9.
Controllo di qualità
Art. 8 del D.Lgs. 187/2000
3. Il responsabile dell’impianto radiologico, avvalendosi dell’incaricato dell’esecuzione dei controlli di
qualità, predispone il protocollo di esecuzione delle
prove necessarie ad esprimere il proprio giudizio di
idoneità.
Registrazione dei controlli
Art. 8 D. Lgs. 187/2000
8. I dati relativi ai programmi, ai controlli e alle
prove di cui al comma 2 sono registrati e
conservati per almeno cinque anni, a cura del
responsabile dell’impianto radiologico, anche su
supporto informatico; in tale caso, deve essere
garantita la permanenza delle registrazioni, anche
mediante la duplicazione del supporto.
Definizione dell’Esperto in fisica medica
Esperto in fisica medica [art. 2 D. Lgs. 187/2000]
“persona esperta nella fisica o tecnologia delle
radiazioni applicata alle esposizioni che rientrano nel
campo di applicazione del presente decreto legislativo,
con una formazione ai sensi dell’articolo 7, comma 5, e
che, se del caso, agisce o consiglia sulla dosimetria dei
pazienti, sullo sviluppo e l’impiego di tecnologie e
attrezzature complesse, sulla ottimizzazione, sulla
garanzia di qualità, compreso il controllo della qualità,
e su altri problemi riguardanti la radioprotezione
relativa alle esposizioni che rientrano nel campo di
applicazione della presente direttiva.”.
Qualificazione dell’Esperto in fisica medica
Art. 7 del D. Lgs. 187/2000 “Formazione”
5. ….. L’esercizio di tali attività è consentito ai laure-ati
in fisica in possesso del diploma di specializza-zione
in fisica sanitaria o ad esso equipollente ai sensi del
citato decreto 30 gennaio 1998.
L’esercizio è consentito, altresì, ai laureati in fisica,
chimica ed ingegneria, privi di specializzazione, che,
alla data di entrata in vigore del presente decreto,
abbiano svolto, in strutture del servizio sanitario
nazionale o in strutture accreditate, cinque anni di
servizio nella disciplina di fisica sanitaria o nelle
discipline equipollenti così come definiti nel decreto
30 gennaio 1998.
Ruolo del Tecnico di Radiologia Medica

Il Tecnico di Radiologia Medica è colui che utilizza
le apparecchiature radiologiche ed è, pertanto, il
primo attore della protezione del paziente.

Può espletare direttamente i ‘controlli di qualità’, di
concerto con il Radiologo responsabile.

È un prezioso collaboratore dell’Esperto in fisica
medica nella esecuzione delle prove di accettazione e
di funzionamento delle attrezzature radiologiche.
Aggiornamento del personale
addetto alle esposizioni mediche
Art. 7 D. Lgs. 187/2000 “Formazione”
8. Il personale che opera in ambiti professionali
direttamente connessi con l’esposizione medica deve
seguire corsi di formazione con periodicità quinquennale; nell’ambito della formazione continua di
cui all’articolo 16-bis, del citato decreto legislativo n.
502 del 1992, è previsto un programma in materia di
radioprotezione.
9. Alla formazione continua di cui al citato decreto n.
502 del 1992 possono essere ammessi anche
professionisti che operano al di fuori delle aziende e
delle istituzioni di cui allo stesso decreto, con oneri a
carico dell’interessato.
Conclusioni

Le esposizioni mediche devono essere giustificate e
minimizzate, compatibilmente con gli obiettivi
diagnostici o terapeutici perseguiti, tenuto conto dei
danni che le radiazioni possono produrre.

Il contenimento e la ottimizzazione delle dosi
richiede l’effettuazione di sistematici controlli alle
attrezzature e della qualità delle prestazioni.

È fondamentale per l’attuazione della migliore
radioprotezione del paziente l’impegno e l’operatività del Tecnico di Radiologia Medica.