Corso sulla radioprotezione
da esposizioni sanitarie
ai sensi art.7.1 D.Lgs. n.187 del 26 maggio 2000
La radioprotezione in campo medico -1
Scoperta Raggi X, Radioattività naturale e artificiale,
Limiti di dose e di classificazione dei lavoratori,
Dose assorbita, equivalente, efficace
Luisa Biazzi
Università di Pavia
Fisica medica
[email protected]
1
2
Radioprotezione
Normative italiane
D.Lgs. n.230 del 17 marzo 1995 Radioprotezione
D.Lgs. n.241 del 26 maggio 2000 “Radprot. dei lavoratori”
D.Lgs. n.187 del 26 maggio 2000 “Radprot. dei pazienti”
In particolare art.7 comma 1 e allegato IV del D.Lgs.n.187/00
prevedono la formazione in radioprotezione in tutti i corsi di
laurea in medicina e chirurgia e odontoiatria e nelle scuole di
specializzazione che possono comportare attività specialistiche
(radiodiagnostica, radioterapia, medicina nucleare) o
complementari (ortopedia, chirurgia, ecc.) con radiazioni
ionizzanti
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Radioprotezione
Origini
Caratteristiche dei raggi X:
-capacità
di
fotografiche
impressionare
lastre
-capacità di produrre ionizzazione in
aria/gas
-capacità
di
attraversare,
senza
apperezzabile
attenuazione,
molti
materiali a basso n°atomico e bassa
W.Roentgen
scopritore dei raggi X densità
8.11.1895 a Wurburg -significativo assorbimento durante il
passaggio attraverso materiali ad alto n°
atomico e ad alta densità
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Radioprotezione
L’immagine radiologica
L’evoluzione dell’immagine radiografica:
dalla prima radiografia della signora Roentgen a oggi
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Radioprotezione
I raggi X
RAGGI X:
-emissioneX dovuta
all’interazione degli
elettroni liberati dal
filamento riscaldato
Schema di un tubo a raggi X
Ampolla in vetro in cui c’è vuoto spinto in
cui vi sono 2 elettrodi: un catodo e un
anodo-metallo ad alto n°atomico Z (Tg);
vicino al catodo c’è un filamento che
riscaldato libera elettroni
-sono onde
elettromagnetiche
come la luce visibile
con lunghezza
d’onda molto più
piccola (10-10m)
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Radioprotezione
La radioattività naturale
Becquerel,
cercando
una
relazione tra i raggi X appena
scoperti e i fenomeni di
fluorescenza indotti su sali di
uranio, scopriva il fenomeno
della radioattività naturale.
Iniziava la
costituzione
materia
scoperta
intima
della
della
tra 1898-1902 i coniugi Curie scoprirono altri elementi, tra cui il
radio,
che presentavano il fenomeno della radioattività:
proprietà non esclusiva dell’uranio
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Radioprotezione
La radioattività artificiale
Nel 1934 Irene Curie (figlia dei Curie) e il marito Frederic
Joliot scoprirono la radioattività artificiale cioè la possibilità di
produrre artificialmente elementi radioattivi non presenti in
natura. Iniziava l’era degli isotopi radioattivi artificiali (oggi
sono centinaia)
Isotopi: atomi dello stesso elemento chimico (stesso
n°atomico Z) ma diverso n°massa quindi massa atomica
dovuta a diverso n° di neutroni presenti nel nucleo.
Es. in natura il Carbonio è una miscela di 3 isotopi con
12 98,89%, C13 1,11%, C14 tracce
n°massa 12, 13, 14
-Isotopi stabili (~300)
-Isotopi instabili o radioattivi (~1200)
-21 elementi con 1 isotopo(Berillio,Fluoro,Sodio).Gener.di più.
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Radioprotezione
Radiazione naturale
Tabella 1 Dose efficace media di un individuo dovuta a
fonti di irradiazione naturali presenti nell'ambiente (1).
Fonte
raggi cosmici
radionuclidi presenti in
radiazione cosmica
radionuclidi primordiali
natura
prodotti
dalla
Irradiazione esterna
40
K
238
232
Famiglie radioattive ( U e Th )
Totale
(mSv/anno)
0,355
0,015
0,41
0,18
1,42 (*)
2,38
(*) valore estremamente variabile ( dipende dal contributo dovuto alla inalazione
di radon, gas radioattivo naturale emesso sia dal terreno sia dai materiali di
costruzione degli edifici)
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Radioprotezione
Spettro elettromagnetico
I raggi X appartengono allo spettro della radiazione elettromagnetica
10
Radioprotezione
Fenomeno della ionizzazione
I raggi X sono radiazioni ionizzanti perché nel loro passaggio
attraverso la materia producono ionizzazioni cioè alterazioni della
struttura elettronica degli atomi.
Ciò negli organismi viventi (uomo)può produrre danni biologici,
a volte molto gravi.
Radioprotezione
11
Effetti da dosi acute
Tabella 2 Sintomatologia da esposizione globale acuta di un individuo ad alte dosi
Dose (Sv)
Sett dopo
Esposiz.
1
1-3
(subletale)
fase latente
2
Nausea e vomito
(1 giorno)
Depilazione,
generale
3
perdita appetito, depilazione, infiammazione
gola, emorragie
4
diarrea, guarigione
Sopravvivenza
4
(letale)
>6
(sopraletale)
Nausea e vomito, malessere, diarrea, febbre
malessere Bocca e gola
infiammate,
ulcerazioni,
deperimento, morte
Perdita appetito,
emorragia, diarrea,
febbre, deperimento,
morte eventuale
Certa salvo complica-zioni; Possibile nel 50% dei impossibile
(2.5 Sv sono mortali nel casi
5% dei casi)
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Radioprotezione
RX versus altre attività lavorative
Tabella 3 Riduzione media della durata di vita dovuta
ad incidenti in diverse attività lavorative.
Attività lavorativa
Commercio
Industria manifatturiera
Servizi
Trasporti
Agricoltura
Costruzioni
Valore medio
Esposizione alle radiazioni (5 mSv/anno)
Riduzione media della
durata di vita (giorni)
27
40
27
160
320
227
60
40
13
Radioprotezione
RX versus altre attività di vita
Tabella 4 Riduzione media della durata di vita associata a varie
cause di tipo non lavorativo
Causa
Riduzione media della
durata di vita ( giorni )
abuso di alcool
4000
essere celibe, vedovo o divorziato
3500
fumo (1 pacchetto di sigarette/giorno)
2250
essere nubile, vedova o divorziata
1600
essere sovrappeso ( + 20% )
1040
incidenti con veicoli a motore
207
alcool
130
incidenti in casa
74
fumo passivo
50
esposizione lavorativa alle radiazioni (5 mSv/anno)
40
cadute
28
esposizione alle radiazioni di individui della popolazione
18
(1 mSv/anno )
esami RX-diagnostici
6
caffè
6
14
Radioprotezione
La storia della radioprotezione
Tabella
Periodo
1915
5
Alcune date importanti
radioprotezione
nella
storia
della
Evento
Prime raccomandazioni per la protezione dei lavoratori emanate dalla
British Roentgen Society
Anni venti Definizione della dose di tolleranza, uguale per lavoratori e popolazione,
pari a 1 R/settimana al corpo intero, cioè 50 R/anno.
1925
I Congresso internazionale di Radiologia a Londra e costituzione
dell’ICRU (Commissione Internazionale per le unità di misura)
1928
II Congresso internazionale di Radiologia a Stoccolma e costituzione
dell’ICRP (Commissione internazionale per la radioprotezione)
1931
Il röentgen ( R ) è adottato come unità di misura della dose da
esposizione al fine di “misurare” i raggi X
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Radioprotezione
La storia
Tabella
5
Alcune
date
importanti
nella
storia
della
radioprotezione
Anni
quaranta
1941
Anni
cinquanta
1952
1953
1956
19561959
Definizione di dose genetica intesa come dose media alle gonadi tra gli
individui in età fertile. Detta dose è posto che sia “dose di tolleranza”
Il Comitato USA per la radioprotezione raccomanda per il Radio il
“deposito corporeo massimo di 0.1 µCi”
Ipotesi di linearità nella relazione dose/effetto stocastico, caduta del
concetto di dose di tolleranza, ricerca di una dose a basso rischio
biologico
Le malattie professionali da Radio, raggi X e sostanze radioattive sono
incluse, in Italia, nella tabella delle lavorazioni per cui è obbligatoria
l’assicurazione contro gli infortuni e le malattie professionali
Il rad è adottato come unità di misura della dose assorbita
È introdotto in Italia per decreto l’obbligo delle visite mediche
preventive e periodiche sui lavoratori addetti a mansioni che implicano
l’uso del Radio, dei raggi X e delle sostanze radioattive.
L’ICRP definisce le dosi massime ammissibili al corpo intero per i
lavoratori (5 rem/anno) e per gli individui della popolazione (0,5
rem/anno), la dose genetica media per gli individui di una vasta
popolazione (5 rem in 30 anni), e propugna la lotta a ogni rischio
indebito
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Radioprotezione
La storia
Tabella
1959
1960
1964
1965
1977
1995
2000
2001
Marzo
2002
5
Alcune date importanti
radioprotezione
nella
storia
della
La Comunità Europea emana proprie direttive di radioprotezione
L’ICRP raccomanda di porre in atto ogni sforzo inteso a ridurre le
esposizioni nei limiti più ristretti possibili
L’Italia ha la normativa di radioprotezione (il DPR n. 185)
Principio ALARA (as low as reasonably achievable): le dosi siano
mantenute tanto basse quanto è ragionevolmente ottenibile, facendo
luogo a considerazioni economiche e sociali
L’ICRP raccomanda un nuovo sistema di limitazione delle dosi
L’Italia ha una nuova normativa di radioprotezione, in attuazione di
varie direttive Euratom (il D.Lgs. n. 230) che tra l’altro riduce i limiti di
dose annui e tratta della radioattività naturale, compreso il radon
Viene modificato e integrato il D.Lgs. 230/95 recependo la Direttiva
Comunitaria 96/29 che riguarda i lavoratori e introduce una normativa
specifica per i lavoratori di “impresa esterna”
Disposizioni in materia di tutela e sostegno della maternità (D. Lgs.
8/03/01 e 26/03/01 n. 151 Suppl. G.U. n.96 del 26/4/01)
Entrano in vigore le disposizioni sul radon
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Dosi ai lavoratori e alla popolazione
D.Lgs.241/2000
Tabella 6: Limiti di classificazione e di dose (D.Lgs.230/95
modificato dal D.Lgs.241/2000) per lavoratori e pubblico
LIMITI
-Lavoratori Cat.A
-Lavoratori Cat.B
-Lavoratori autonomi
e dipendenti da terzi
-Lavoratori autonomi
e dipendenti da terzi
-Lavoratori non esposti
-Persone del pubblico
-Apprendisti e studenti
età  18 a esposti
per lavoro o studio
Dose efficace
per esposizione globale
20 mSv per anno
-Apprendisti e studenti
età 16-18 a esposti
per lavoro o studio
6 mSv per anno
1 mSv per anno
Dose equivalente:
Cristallino
Pelle
150 mSv per anno
500 mSv per anno(1)
50 mSv per anno 15 mSv per anno
150
mSv
per 50 mSv per anno
(1)
anno
Estremità:
mani,avambracci,piedi, caviglie
500 mSv per anno
150 mSv per anno
50 mSv per anno
(1) dose media su una qualsiasi superficie di 1 cm2 indipendentemente dalla superficie esposta
Riguardo ai limiti di dose essi sono stabiliti per la categoria A e per i “non esposti”.
I limiti per la categoria B sono individuati per differenza.
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Dose ai lavoratori e alla popolazione
D.Lgs.241/2000
Tabella 7 Limitazioni per gruppi particolari di lavoratori
ex D.Lgs 626/94(D.Lgs.230/1995)
Gruppi particolari
Lavoratrici gestanti
(La lavoratrice ha l’obbligo di notificare al datore di
lavoro il proprio stato di gestazione, non appena
accertato)
Lavoratrici che allattano
Apprendisti e studenti di età 16-18 a
esposti non per lavoro o studio
Apprendisti e studenti di età < 16 a
Limitazioni
Non possono svolgere attività in zone classificate o
comunque attività che potrebbero esporre il nascituro
ad una dose che ecceda 1 mSv durante il periodo
della gravidanza
Non possono svolgere attività con rischio di
contaminazione
-Metà dei limiti stabiliti per il pubblico
-Ogni singola esposizione correlata alla loro attività
non può superare un ventesimo dei limiti annuali
stabiliti per il pubblico
-Speciali disposizioni per particolari condizioni di
esposizione
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Radioprotezione
Contributi all’esposizione umana
85 %
Radiazione di
fondo
Totale
15 %
Contributo
artificiale
6%
Il resto
90 %
Esposizioni
mediche ai
raggi X
4%
Medicina nucleare
Il resto = 2,5 % miscela
2,0 % fallout
1,4 % lavoratori
0,1 % scarichi di impianti nucleari
Esposizione all’uomo dovuta ai diversi tipi di
sorgenti radioattive (NRPB).
20
Radioprotezione
Variabilità dosi
Clisma Opaco
56
42
28
14
7
14
21
28
35
mSv
Distribuzione dei valori di equivalente di dose efficace per
l’esame clisma opaco:
si nota come a parità di metodica diagnostica le dosi al
paziente possano variare molto a causa di diverse tecniche
RX impiegate (non ottimizzazione)
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Radioprotezione
grandezze e unità di misura
Grandezza
Attivita'
Energia
Tensione
Intensità di corrente
Dose assorbita
Dose equivalente
Dose efficace
Dose impegnata
Unita' di
misura
bequerel (Bq)
elettronvolt
(eV)
volt (V)
ampere (A)
gray (Gy)
sievert (Sv)
sievert (Sv)
sievert (Sv)
Grandezze fondamentali e unita' di misura.
22
Radioprotezione
Prefissi
Prefisso
gigamegakilocentimillimicro
Simbolo
G
M
k
c
m

Potenza di dieci
109
106
103
10-2
10-3
10-6
Prefissi equivalenti alle potenze di 10
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Dose ai lavoratori e alla popolazione
Dose assorbita D=dE/dm
D.Lgs.241/2000
Unità misura: Gray 1 Gy=1 J/kg
Energia ceduta da radiaz.alla massa di materia contenuta in un elem.volume
Radiazioni
Radiazioni X, , , elettroni e
positroni
Protoni da 2 a 250 MeV
Neutroni termici, E<0,025 eV
Neutroni, 0,1 eV<E<10 keV
Neutroni di energia sconosciuta
Particelle  di energia sconosciuta
wR
1
1,4
2,3
2
10
20
Fattori di peso w R per la radiazione
dipendono da tipo ed energia della radiaz.
Dose equivalente H=D x wR Unità misura: Sievert 1 Sv= 1 J/kg
Grandezza radioprotezionistica che qualifica D per scopi protez/biologico
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Dose ai lavoratori e alla popolazione
D.Lgs.241/2000
Dose efficace E=T wT HT
Unità misura Sievert
Somma dosi equivalenti ponderate nei diversi organi/tessuti
Tessuto o organo
wT
Gonadi
Midollo osseo (rosso)
Polmone, Colon, Stomaco
Mammelle, Tiroide
Vescica, Esofago, Fegato
Ossa (superfici ossee)
Pelle
Rimanenti organi e tessuti
totale
0,20
0,12
0,12
0,05
0,05
0,01
0,05
0,05
1,00
Fattori di peso, wT, per tessuti ed organi.
25
Radioprotezione
Segnaletica di radioprotezione