Direttore: Prof Antonio Triglia MISURE DI RADIOPROTEZIONE NELLE ATTIVITA' DI RADIOLOGIA INTERVENTISTICA (DOSIMETRIA AMBIENTALE E PERSONALE)

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI DIPARTIMENTO DI FISICA ED ASTRONOMIA Master Universitario di II livello in MONITORAGGIO DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI E RISCHIO AMBIENTALE PROGETTO CIP n IT.051.PO.003/IV/12/F/9.2.14/ CUP n. E65C Direttore: Prof Antonio Triglia MISURE DI RADIOPROTEZIONE NELLE ATTIVITA' DI RADIOLOGIA INTERVENTISTICA (DOSIMETRIA AMBIENTALE E PERSONALE) CRISTIAN ORAZIO LOMBARDO Tutor: Dott. L. Raffaele Azienda Ospedaliero-Universitaria Policlinico - Vittorio Emanuele Prof. S. Lo Nigro A.A Catania - luglio 2012

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3 INDICE ELENCO DELLE FIGURE ELENCO DELLE TABELLE SOMMARIO RINGRAZIAMENTI vi viii xi x 1. LEGISLAZIONE E NORMATIVA DI RIFERIMENTO Legislazione italiana in materia di radioprotezione Nuove Raccomandazioni ICRP (ICRP Statement 2011) RADIOPROTEZIONE IN RADIOLOGIA INTERVENTISTICA Fluoroscopia I Raggi X Sorgenti di radiazioni Radioprotezione dei lavoratori Riduzione della dose personale Grandezze Radiometriche e Dosimetriche Definizione di H P (d) Algoritmi di misura della dose efficace PROVE SPERIMENTALI E VALUTAZIONI DOSIMETRICHE Dosimetri Strumentazione di misura: Camera a Ionizzazione (CI) Verifica della Calibrazione della CI Verifica dei DPI Verifica delle schermature Schermature sala angiografica Schermature sala comandi e zone limitrofe Misure di radiazione (posizioni operative personale) Stima delle dosi efficaci basate sui rilievi ambientali Chirugia vascolare Struttura complessa di radiodiagnostica e radioterapia Esempio di calcolo delle dosi basate sui dosimetri personali Conclusioni BIBLIOGRAFIA v

4 ELENCO DELLE FIGURE FIGURA 1.1. Legame tra normativa europea e legislazioni nazionali... 1 FIGURA 2.1. Schema a blocchi di un sistema FD FIGURA 2.2. Immagine di un moderno sistema FD FIGURA 2.3. Esempio di effetto fotoelettrico FIGURA 2.4. Illustrazione dell Effetto Compton FIGURA 2.5. Produzione di una coppia FIGURA 2.6. Rappresentazione dei processi di interazione in radiologia FIGURA 2.7. Rappresentazione grafica della radiazione diffusa FIGURA 2.8. Rappresentazione grafica (rateo di Kerma in aria), della radiazione diffusa all aumentare della diaframmatura FIGURA 2.9. Relazione tra Esposizione, Kerma e Dose Assorbita nel caso di fotoni FIGURA Esempi di algoritmi per la stima della dose efficace FIGURA Esempi di posizionamento dei dosimetri FIGURA 3.1. Esempi di posizionamento dei dosimetri FIGURA 3.2. Grafico delle ampiezze degli impulsi di tensione per un rivelatore a gas FIGURA 3.3. Immagini della camera a ionizz. RAMION DigiLog FIGURA 3.4. Immagini della camera a ionizzazione RGD FIGURA 3.5. Fattore di correzione della misura con la camera ionizzazione RGD funzione della temperatura e pressione atmosferica FIGURA 3.6. Grembiule (corpetto e gonna), collare e occhiali Anti-X 56 FIGURA 3.7. Schermi anti-x del tavolo angiografico FIGURA 3.8. Fantoccio di perspex ( cm 3 ) vi

5 FIGURA 3.9. Descrizione degli ambienti oggetto delle misure FIGURA Misura dell efficienza del vetro piombifero FIGURA Immagine fascio raggi X (con e senza diafram.) FIGURA Telino protettivo anti-x FIGURA Spettro X continuo con righe caratteristiche FIGURA Posizione operatori durante attivitò di R.I FIGURA Posizione tipica del primo Chirurgo FIGURA Esempio pratico di adozione di telino anti-x FIGURA Protezioni Anti-X e Dosimetri per il personale FIGURA Particolare di tabella dei rilievi dosimetrici mensili vii

6 TABELLA 3.I. TABELLA 3.II. ELENCO DELLE TABELLE Tabella di calibrazione della camera a ionizzazione RGD27091 fornita dal produttore dello strumento Prima campagna di misure di dose assorbita in posizioni operative prefissate TABELLA 3.III. Seconda campagna di misure di dose assorbita in posizioni operative prefissate TABELLA 3.IV. Dose assorbita al cristallino per unità di kerma in aria per fotoni incidenti monocromatici, la direzione del fascio è AP (antero-posteriore) TABELLA 3.V. Equivalente di dose ambientale per unità di kerma in aria per fotoni incidenti monocromatici TABELLA 3.VI. Tabelle di conversione di dose per varie energie massime di fascio X TABELLA 3.VII. Coefficienti W10 per il calcolo della dose efficace TABELLA 3.VIII. Stime delle dosi efficaci totali ed equivalenti al cristallino per il personale di Chirurgia Vascolare nel caso di utilizzo di fascio non diaframmato per il 100% del tempo TABELLA 3.IX. Stime delle dosi efficaci totali ed equivalenti al cristallino per il personale di Chirurgia Vascolare nel caso di utilizzo di fascio diaframmato per il 100% del tempo TABELLA 3.X. Stime delle dosi efficaci totali ed equivalenti al cristallino per il personale di Radiodiagnostica e Radioterapia viii

7 SOMMARIO Sommario E noto come le dosi di radiazioni assorbite da medici e operatori impegnati in procedure interventistiche che fanno uso di sistemi di fluoroscopia sono le più alte dosi registrate tra i lavoratori che impiegano sistemi di visione basati sull utilizzo di raggi X. Il livello della radiazione diffusa in prossimità del paziente può essere fortemente attenuato utilizzando gli opportuni accorgimenti operativi prescritti per le attività di radiologia interventistica. Le nuove normative e raccomandazioni europee stimolano continuamente gli operatori della radioprotezione al miglioramento delle dei protocolli operativi per le attività di radiologia interventistica Il presente lavoro documenta le problematiche tecniche e le misure dosimetriche ambientali e personali effettuate per stimare la bontà dei dispositivi di protezione personali e ambientali utilizzati e calcolare le dosi assorbite dai diversi operatori per la valutazione del carico di lavoro ammissibile. ix

8 x SOMMARIO

9 CAPITOLO 3 PROVE SPERIMENTALI E VALUTAZIONI DOSIMETRICHE Conclusioni E possibile affermare che l attività di tirocinio espletata e sintetizzata in questa relazione finale ha permesso di approfondire le problematiche relative alla radioprotezione dei lavoratori, con particolare riferimento a quelli impegnati in attività di Radiologia Interventistica. Essi sono riconosciuti come lavoratori tra i più esposti al rischio di utilizzo di radiazioni ionizzanti. Le misure ambientali descritte nel capitolo 3 e i relativi calcoli per la stima delle dosi professionali dei singoli lavoratori impegnati nella RI in relazione al tipo di attività svolta ed il tipo di ruolo espletato nella stessa, hanno mostrato come i valori di dose efficace ed equivalente al cristallino rientrino nei limiti imposti dalla normativa vigente. Si è comunque segnalato che le nuove raccomandazioni ICRP [1], relative alle dosi equivalenti medie annue per il cristallino, siano così stringenti da mettere in seria difficoltà gli operatori del settore che, sebbene non siano ancora legalmente tenuti al loro rispetto, come professionisti non possono non tenerne conto ed operare affinché nel breve e medio termine le procedure siano rielaborate in modo da validarle. I dati relativi alle misure ambientali, vedi tabella 3.VIII, evidenziano come i valori di dose equivalente al cristallino in condizioni ideali di rispetto delle procedure (uso di occhiali anti-x, per tutta la durata della attività) siano potenzialmente già ai limiti delle nuove raccomandazioni ICRP. D'altronde dobbiamo confrontarci però con la realtà e con la tendenza degli operatori ad eludere o non seguire con esattezza i protocolli, ciò deve portarci ad assumere quindi una posizione di allerta più cautelativa nelle valutazioni che andiamo ad effettuare. In particolare un utilizzo dell occhiale anti-x per il 50%-75% del tempo delle attività può essere preso in considerazione come dato realistico, questo comporterebbe in base ai rilievi ambientali la necessità di prendere delle contromisure efficaci al fine di rientrare nel medio termine all interno delle raccomandazioni europee. Ad oggi, la direzione di azione che il buon senso ci indica per ottimizzare i parametri che intervengono nella stima delle dosi assorbite dal personale è quella di operare continua formazione e informazione del personale in modo che le procedure vengano rispettate rigorosamente e contemporaneamente riscrivere le procedure stesse e utilizzare quanto la moderna tecnologia della 41

10 CAPITOLO 3 PROVE SPERIMENTALI E VALUTAZIONI DOSIMETRICHE radioprotezione mette a nostra disposizione. A titolo di esempio, le nuove procedure dovrebbero considerare di utilizzare quasi esclusivamente la modalità diaframmata di emissione del fascio, garantire un utilizzo appropriato degli occhiali anti-x, acquistando modelli più moderni che siano più leggeri e quindi sopportabili, e prevedere l utilizzo di telini anti-x da apporre sul paziente durante l intervento. L utilizzo contemporaneo di questi accorgimenti permetterebbe di ottenere quegli obiettivi di ottimizzazione delle attività di RI che permetteranno di operare in piena sicurezza. 42

11 BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA [1] Early and Late Effects of Radiation in Normal Tissues and Organs: Threshold Doses for Tissue Reactions and Other Noncancer Effects of Radiation in a Radiation Protection Context, ICRP ref , January 20, 2011 [2] International Commission on Radiological Protection 2011 Statement on tissue reactions ICRP April 2011 [3] EU-ORAMED (Optimisation of Radiation protection for MEDical staff) 7th EU Framework Programme, EURATOM, (Accessed July 2011). [4] Gualdrini G, Mariotti F, Wach S, Bilski P, Denoziere M, Daures J, et al. Eye lens dosimetry: task 2 within the ORAMED project. Rad Prot Dosim 2011;144: [5] J.Jankowski, Methods of radiation exposure estimation of patient and medical staff during some cardiology procedures. 5th Int. Workshop on Individual Monitoring of Ionising Radiation. Orai Japan 2009 [6] C J Martin, A 20 msv dose limit for the eye: sense or no sense? - J. Radiol. Prot. 31 (2011) [7] International Electrotechnical Commission. Medical electrical equipment. Part 243: particular requirements for the safety of Xray equipment for interventional procedures. IEC st ed. Geneva: International Electrotechnical Commission, [8] M.Whitby, C.J.Martin; Radiation doses to the legs of radiologists performing interventional procedures: are they a cause for concern?; The British Journal of Radiology, 76 (2003), [9] B.A Schueler, T.J. Vrieze, H. Bjarnason, A.W. Stanson; An Investigation of Operator Exposure in Interventional Radiology; RG Vol.26, Vol.5, Sept-Oct

12 BIBLIOGRAFIA [10] E. Vano; Radiation exposure to cardiologists: how it could be reduced; Heart : [11] N. Theocharopoulos, J. Damilakis, K. Perisinakis, E. Manios, P. Vardas, N. Gourtsoyiannis; Occupational exposure in the electrophysiology laboratory: quantifying and minimizing radiation burden; The British Journal of Radiology, 79 (2006), [12] Code of practice for personal dosimetry of professionals wearing protective clothing during radiological procedures; Netherlands Commission on Radiation Dosimetry Subcommittee Loodschorten (lead aprons) October 2008 [13] ICRP Publication 60: 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, 1st Edition [14] H. Järvinen, N. Buls P. Clerinx, F. D Errico et others; Overview of double dosimetry procedures for the determination of the effective dose to the interventional radiology staff; Säteilyturvakeskus Strålsäkerhetscentralen Radiation And Nuclear Safety Authority [15] P. Clerinx, N. Buls, J. de Mey; Double Dosimetry Algorithm for Workers in Interventional Radiology; UZ Brussel, VUB, Brussels; 2007 [16] E Van o, L. Gonzalez, J M Fernandez, F. Alfonso, C Macaya; Occup. Radiation Doses In Interventional Cardiology: A 15-Year Follow-Up; The Brit. Jour. Of Radiol., 79 (2006), [17] IAEA. Individual monitoring. Manual IAEA-PRTM-2 (Rev. 1). Vienna: International Atomic Energy Agency, [18] [19] X-Ray Gamma Dosimeter Manual [20] D.Lgs. 230/1995 [21] ICRP-74 Conversion Coefficients for use use in Radiological Protection against External Radiation 44

13 BIBLIOGRAFIA [22] G.Borasi, V.Piccagli, D.Tassoni, L.Mondini; Valutazione della dose efficace per il personale di radiodiagnostica che indossa il camice piombifero; N 3 Fisica in Medicina Luglio,Settembre 2001( ) [23] [24] ICRP Publication 75: General Principles for the Radiation Protection of Workers, 1st Edition (1997) 45