L esposizione alle radiazioni e la valutazione della dose in gravidanza. Cinzia Mordacchini Fisica Sanitaria, Ospedale di Circolo - Varese

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1 L esposizione alle radiazioni e la valutazione della dose in gravidanza Cinzia Mordacchini Fisica Sanitaria, Ospedale di Circolo - Varese

2 EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULLA CELLULA AZIONE DIRETTA La radiazione che attraversa le cellule viventi ionizza ed eccita gli atomi e le molecole della struttura cellulare, alterando le azioni di forza delle strutture molecolari organiche e dando luogo a frammenti dotati di carica elettrica (ioni e radicali), che sono chimicamente instabili. AZIONE INDIRETTA I radicali e gli ioni interagiscono con la cellula stessa dando luogo a nuove alterazioni

3 EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULLA CELLULA L effetto totale è principalmente funzione della dose ricevuta è può manifestarsi in varie gradazioni di danno, fino alla morte della cellula stessa. I danni meno gravi possono essere riparati sia per azione della cellula stessa, sia per sostituzione delle cellule danneggiate attraverso mitosi delle cellule sane contigue.

4 RADIOSENSIBILITA Le cellule differiscono sia nella forma che nelle funzioni e anche il loro comportamento rispetto alle radiazioni è diverso da un tipo ad un altro.

5 RADIOSENSIBILITA In prima approssimazione la radiosensibilità di un tessuto è direttamente proporzionale alla sua capacità di riprodursi e varia in proporzione inversa con il grado di differenziazione. Altri fattori sono lo stato metabolico della cellula, lo stato di divisione cellulare e lo stato di nutrizione.

6 RADIOSENSIBILITA Le cellule che si riproducono più rapidamente e le cellule eutrofiche sono le più sensibili alle radiazioni. La sensibilità aumenta a certi stadi di divisione cellulare. Le cellule in via di formazione possono essere danneggiate più facilmente di quelle completamente formate.

7 RISCHIO PER L EMBRIONE E IL FETO Il rischio è funzione dell età gestazionale al momento dell esposizione e della dose.

8 RISCHIO PER L EMBRIONE E IL FETO EFFETTI DETERMINISTICI presentano un valore soglia di dose al di sopra del quale colpiscono tutti o quasi tutti gli irradiati, mostrano un aggravio dei sintomi con l'aumentare della dose. EFFETTI STOCASTICI sono di tipo probabilistico, ossia la loro frequenza di comparsa è funzione della dose, non hanno gradualità di manifestazioni con la dose assorbita.

9 EFFETTI DETERMINISTICI Nel primo stadio della gravidanza (prime due settimane dal concepimento) l effetto più probabile è l aborto. Da due a quattro settimane e per tutto il periodo dell organogenesi è alto il rischio di malformazioni. Da due settimane fino al termine esiste il rischio di un ritardo nella crescita. Il rischio di ritardo mentale è alto da 8 a 15 settimane, ancora presente da 16 a 25 settimane, basso o assente negli altri periodi. Nel periodo più sensibile esiste anche il rischio di riduzione del QI.

10 EFFETTI DETERMINISTICI Da 8 a 15 settimane, e in minor misura da 0 a 7 settimane, si può avere una riduzione nella dimensione della testa, non direttamente associata a ritardo mentale. Durante tutta la gravidanza altri effetti possibili sono sterilità, cataratta, neuropatie.

11 EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA Per radiazioni a basso LET la soglia per malformazioni, ritardo della crescita e ritardo mentale può essere considerata da 100 a 200 mgy per esposizione acuta del corpo intero. Studi sui casi di ritardo mentale a Hiroshima e Nagasaki: esposizione a 8-15 settimane: 600 mgy esposizione a settimane: 900 mgy perdita stimata del QI: 25 punti / 1000 mgy

12 EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA Per radiazioni a basso LET e per esposizione acuta 50 mgy può essere considerata la soglia per la riduzione della testa 500 mgy può essere considerata la soglia per la compromissione della funzionalità testicolare 2500 mgy può essere considerata la soglia per la cataratta

13 EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA Frequency of microcephaly as a function of dose and gestational age occurring as a result of in-utero exposure in atomic bomb survivors (Miller 1976)

14 EFFETTI DETERMINISTICI - conclusioni I rischi sono correlati all età gestazionale e alla dose assorbita, sono massimi durante l organogenesi e il primo periodo fetale, minori nel secondo trimestre e minimi nel terzo. Most risk Less Least

15 EFFETTI DETERMINISTICI - conclusioni Le malformazioni presentano una soglia di mgy o più e sono tipicamente associate a problemi al sistema nervoso centrale Dosi al feto di 100 mgy non vengono raggiunte neppure con 3 esami TC della pelvi o 20 indagini diagnostiche convenzionali Questi livelli di dose possono essere raggiunti con procedure interventistiche guidate da fluoroscopia della regione pelvica e con trattamenti radioterapici

16 RISCHIO PER L EMBRIONE E IL FETO EFFETTI DETERMINISTICI presentano un valore soglia di dose al di sopra del quale colpiscono tutti o quasi tutti gli irradiati, mostrano un aggravio dei sintomi con l'aumentare della dose. EFFETTI STOCASTICI sono di tipo probabilistico, ossia la loro frequenza di comparsa è funzione della dose, non hanno gradualità di manifestazioni con la dose assorbita.

17 EFFETTI STOCASTICI L esposizione a radiazioni ionizzanti aumenta il rischio di leucemia e di molti tipi di tumore solido sia negli adulti che nei bambini I dati dei superstiti di Hiroshima e Nagasaki suggeriscono che il rischio di carcinogenesi per l embrione o il feto sia circa lo stesso dei bambini piccoli cioè, al più, circa tre volte quello della popolazione nel suo insieme, che é quantificabile in 5,5 x 10-2 Sv -1

18 Probability of bearing healthy children as a function of radiation dose Dose to conceptus (mgy) above natural background >100 Probability of no malformation Possible, see text Probability of no cancer (0-19 years) Higher

19 ESPOSIZIONE PRE-CONCEPIMENTO L irradiazione delle gonadi dei genitori prima del concepimento non sembra comportare un aumento del rischio di cancro o di malformazioni nei figli. Questo risultato è stato ottenuto da studi sui sopravvissuti alla bomba atomica e su pazienti sottoposti a radioterapia.

20 Approximate fetal doses from conventional x-ray examinations Data from the UK, 1998 Examination Dose Mean (mgy) Maximum (mgy) Abdomen Chest Intravenous urogram; lumbar spine Pelvis Skull; thoracic spine < <0.01 < <0.01

21 Approximate fetal doses from fluoroscopic and computed tomography procedures Data from the UK, 1998 Dose Examination Barium meal (UGI) Barium enema Head CT Chest CT Abdomen CT Pelvis CT Mean (mgy) < Maximum (mgy) <

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23 PROCEDURE AD ALTA DOSE La radioterapia e le prodedure interventistiche guidate da fluoroscopia possono dare dosi al feto nel range di mgy o più

24 MEDICINA NUCLEARE La maggior parte delle procedure utilizza radionuclidi a vita breve (quale il tecnezio- 99 m ), che non comportano dosi fetali elevate Spesso la dose fetale può essere ridotta mediante idratazione materna e rapida eliminazione delle urine Alcuni radionuclidi attraversano la placenta e possono causare rischi al feto (iodio-131)

25 MEDICINA NUCLEARE La tiroide del feto accumula iodio dopo circa 10 settimane Alte dosi alla tiroide del feto possono comportare un ipotiroidismo permanente Se la gravidanza è scoperta entro 12 ore dalla somministrazione di radioiodio, la dose alla tiroide del feto può essere ridotta somministrando oralmente alla madre ioduro di potassio

26 Approximate whole body fetal dose (mgy) from common nuclear medicine procedures Procedure Activity (MBq) Early pregnancy 9 months Tc-99 m Bone scan Lung scan Liver colloid scan Thyroid scan Renal DTPA Red blood cell I-123 thyroid uptake I-131 thyroid uptake

27 CONCLUSIONI Livelli di dose al feto alti ( mgy) durante l ultimo periodo di gravidanza verosimilmente non comportano malformazioni o difetti alla nascita, poiché gli organi sono già formati. Una dose al feto di 100 mgy comporta un piccolo rischio individuale di cancro indotto dalle radiazioni. Rimane comunque una probabilità superiore al 99% che il feto esposto NON sviluppi cancro infantile o leucemia.

28 CONCLUSIONI Per dosi al feto superiori a 500 mgy il danno può essere significativo, di tipo e importanza dipendenti dalla dose e dallo stadio della gravidanza Per dosi al feto tra 100 e 500 mgy, l opportunità di aborto terapeutico deve essere valutata in base alle circostanze individuali Dosi all embrione/feto minori di 100 mgy non dovrebbero essere considerate una ragione per terminare anticipatamente una gravidanza (ICRP 103)

29 Rischio per popolazione NON esposta Rischi: - Aborto spontaneo > 15% - Incidenza di anomalie genetiche 4-10% - Ritardo della crescita intrauterina 4% - Incidenza di malformazioni 2-4%

30 Example: justified use of CT Pregnant female, was in motor vehicle accident Blood outside uterus Fetal dose 20 mgy

31 3 minute CT exam and taken to the operating room. She and the child survived Free blood Kidney torn off aorta (no contrast in it) Splenic laceration

32 Art. 10 D.L. 187/00 Protezione particolare durante la gravidanza e l allattamento 1. Il prescrivente e, al momento dell indagine diagnostica o del trattamento, lo specialista devono effettuare un accurata anamnesi allo scopo di sapere se la donna è in stato di gravidanza (..)

33 Art. 10 D.L. 187/00 Protezione particolare durante la gravidanza e l allattamento 2. Lo specialista considera la dose che riceverà all utero a seguito della prestazione diagnostica o terapeutica nei casi in cui la gravidanza non possa essere esclusa. Se la dose è superiore a 1 msv sulla base della valutazione dosimetrica pone particolare attenzione alla giustificazione, alla necessità o all urgenza considerando la possibilità di procrastinare l indagine o il trattamento. Nel caso in cui l indagine diagnostica o la terapia non possano essere procrastinate informa la donna o chi per essa dei rischi derivanti all eventuale nascituro. Nel caso in cui si debba procedere comunque all esposizione lo specialista deve porre particolare attenzione al processo di ottimizzazione riguardante sia la madre che il nascituro.

34 Art. 10 D.L. 187/00 Protezione particolare durante la gravidanza e l allattamento 4. Le raccomandazioni per le esposizioni di cui al comma 2 (..) sono quelle riportate nell allegato VI. 5. (..) l esercente delle strutture dove si svolgono indagini o trattamenti con radiazioni ionizzanti deve assicurarsi che vengano esposti avvisi atti a segnalare il potenziale pericolo per l embrione, il feto (..) ; tali avvisi devono esplicitamente invitare il paziente a comunicare allo specialista lo stato di gravidanza, certa o presunta (..)

35 Allegato VI D.L. 187/00 Disposizioni specifiche per le esposizioni durante la gravidanza Nei casi in cui la gravidanza è certa non è consentito l impiego di procedure che comporti l irraggiamento dell embrione o del feto, tranne nei casi di necessità accertata o di urgenza. Laddove non sia possibile rinviare l indagine od il trattamento il medico specialista deve: informare la donna dei possibili rischi, associati all esposizione, per l embrione o il feto; nelle indagini diagnostiche con raggi X programmare l ottenimento dell informazione desiderata, con il minor numero possibile di proiezioni, riducendo al minimo la durata della scopia o il numero di scansioni nel caso di esami tomografici con tecnica convenzionale, procedendo a un accurata collimazione del fascio diretto schermando, ove possibile, il prodotto del concepimento;

36 Allegato VI D.L. 187/00 nelle indagini di medicina nucleare programmare l ottenimento dell informazione desiderata ponendo particolare attenzione alla scelta del tracciante, riducendo al minimo l attività somministrata ed accelerando ove possibile l eliminazione del radiofarmaco. Se esiste incertezza sullo stato di gravidanza e non è possibile rinviare l indagine o il trattamento questo deve essere effettuato seguendo le raccomandazioni indicate al punto precedente. (..) Nei trattamenti di medicina nucleare, in cui può permanere nei pazienti una elevata attività residua, il medico specialista può suggerire di interporre un intervallo temporale tra irradiazione e concepimento.

37 Allegato VI D.L. 187/00 Valutazione della dose all utero. Ai fini delle valutazioni di cui all art.10, comma 2, dovranno essere adottati i seguenti criteri di valutazione. Fatta salva la necessità di avvalersi di un esperto di fisica medica secondo quanto stabilito dall art. 6, comma 3, per gli esami radiodiagnostici di cui è nota la tecnica impiegata (kv mas) potranno essere utilizzate le seguenti tabelle:

38 Allegato VI D.L. 187/00 Diagnostica convenzionale: per indagini eseguite ad una distanza fuoco-rivelatore di circa 1 m proiezione AP/PA per indagini in cui l utero è nel fascio primario. Tensione (kv) Prodotto Corrente-tempo (mas) Dose assorbita all utero (msv) 0,04 0,1 0,2 La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo.

39 Allegato VI D.L. 187/00 Ct: Tensione (kv) Prodotto Corrente-tempo (mas) 1 Dose assorbita all utero (msv) 0,1 La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo.

40 VALUTAZIONE DELLA DOSE AL FETO (gravidanza nota) Richiesta di valutazione preventiva da parte del Fisico Specialista Eventuale dosimetria in vivo, su indicazione del Fisico Specialista Registrazione dei parametri tecnici e trasmissione al Fisico specialista per il calcolo della dose

41 VALUTAZIONE DELLA DOSE AL FETO (gravidanza scoperta successivamente) Recupero dei parametri tecnici registrati e trasmissione al Fisico specialista per il calcolo della dose

42 VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO ( ) esami più frequenti Esame RX : Range settimana gestazione: Range dose valutata: TORACE (48 casi) 4^ - 37^ <0,01mSv 0,05mSv Esame CT : Range settimana gestazione: Range dose valutata: ENCEFALO (11 casi) 9^ - 40^ <0,01mSv 0,06mSv

43 VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO ( ) isterosalpingografia RX rachide lombosacrale RX rachide dorsale RX ginocchio RX sacro-coccige RX rachide lombosacrale RX rachide dorsale RX rachide cervicale RX addome INDAGINE SETTIMANA 3^ 3^ 2^ 3^ 32^ DOSE VALUTATA 40 msv 2 msv 12 msv 8 msv 1 msv defecografia 3^ 5 msv

44 VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO ( ) INDAGINE CT lombare SETTIMANA 2^ DOSE VALUTATA 5 msv CT lombare CT lombare CT addome 4^ 10^ 18^ 20 msv 10 msv 10 msv