La radioprotezione del paziente: dosi a confronto

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1 P radiologia La radioprotezione del paziente: dosi a confronto L 62 Giancarlo Zonca* Emanuele Pignoli* Cesare Benetti** Luigi Paglia*** * Fondazione IRCCS, Istituto Nazionale Tumori, Milano ** Istituto Stomatologico Italiano - Milano, Responsabile del Reparto di Radiologia *** Istituto Stomatologico Italiano - Milano, Responsabile del Reparto di Odontoiatria Infantile La legislazione vigente in materia di comma 2 (esposizione di pazienti nell ambito preliminarmente prima di essere generalmente protezione sanitaria delle persone della rispettiva diagnosi o trattamento adottate; contro i pericoli delle radiazioni ionizzanti medico ), devono mostrare di essere b) i tipi di pratiche esistenti che comportano connesse a esposizioni mediche è riassunta sufficientemente efficaci mediante la valutazione esposizioni mediche possono essere riveduti nel D. Lgs. 187/001. dei potenziali vantaggi diagnostici o terapeutici ogniqualvolta vengano acquisite prove I principi di giustificazione e di ottimizzazione complessivi da esse prodotti, inclusi i benefici nuove e rilevanti circa la loro efficacia o le loro delle esposizioni mediche contemplati nel diretti per la salute della persona e della conseguenze; D. Lgs. 187/00 sono i riferimenti da tenere collettività, rispetto al danno alla persona che c) il processo di giustificazione preliminare e di sempre presenti nel processo decisionale l esposizione potrebbe causare, tenendo conto revisione delle pratiche deve svolgersi nell ambito di richiedere/effettuare esami radiologici dell efficacia, dei vantaggi e dei rischi di tecniche dell attività professionale specialistica tenendo o di acquisire/modificare apparecchiature alternative disponibili, che si propongono lo conto dei risultati della ricerca scientifica. radiologiche. Si sottolineano i punti di stesso obiettivo, ma che non comportano 3. Il Ministero della sanità può vietare, sentito il seguito riportati. un esposizione, ovvero comportano una minore Consiglio superiore di sanità, tipi di esposizioni esposizione alle radiazioni ionizzanti. mediche non giustificati. Principio di giustificazione (art. 3 D. Lgs. 187/00) In particolare: 4. Tutte le esposizioni mediche individuali devono 1. È vietata l esposizione non giustificata. a) tutti i nuovi tipi di pratiche che comportano essere giustificate preliminarmente, tenendo 2. Le esposizioni mediche di cui all articolo 1, esposizioni mediche devono essere giustificate conto degli obiettivi specifici dell esposizione e Riassunto Summary Il principio di giustificazione e il principio di ottimizzazione delle dosi dovute a esposizioni mediche alle radiazioni ionizzanti, dettagliate rispettivamente negli artt. 3 e 4 del D. Lgs. 187/2000, conferiscono al medico specialista la responsabilità clinica riguardo alle esposizioni mediche individuali e l obbligo, fissato l obiettivo perseguito, di scegliere l esame radiodiagnostico con minor dose al paziente. Il presente lavoro fornisce allo specialista in odontostomatologia la terminologia dosimetrica necessaria per interpretare le valutazioni delle dosi dovute agli esami radiologici. Viene dapprima presa in considerazione l esposizione in radiologia odontoiatrica tradizionale: esami radiografici intraorali e ortopantomografie che utilizzano il film come supporto dell immagine. Si sottolinea come l ortopantomografia sia da preferire, dal lato dosimetrico, quando si debbano eseguire più radiografie intraorali per la valutazione del quadro clinico. Viene poi considerata, per gli esami radiografici sopraelencati, l esposizione che utilizza sistemi digitali di rilevazione dell immagine: fosfori fotostimolabili e CCD. La sensibilità alla radiazione X dei detettori digitali, unitamente alla possibilità di elaborazione dell immagine, può dar luogo a una riduzione della dose al paziente maggiore del 50% paragonata ai sistemi tradizionali a film. Va però sottolineato che tale riduzione di dose è possibile solo attuando un rigoroso controllo di qualità; viceversa, è più facile lavorare con sovraesposizioni in quanto i sistemi digitali hanno un ampia latitudine di lavoro. Sempre di più, l implantologia richiede dettagliate immagini TAC: le TAC volumetriche a fascio conico consentono un risparmio di dose anche di un fattore 10 rispetto alle TAC spirali multistrato utilizzate con protocollo testa standard. Patient doses in dental radiology D. Lgs. 187/2000 gives to the dental specialist the clinical responsability about medical exposure of individuals. The justification of exposure to ionising radiations and the optimisation of given doses must always be taken into account. The present work gives to the dentist the dosimetric know how needed to evaluate the numeric values of patient doses arising from the radiological examinations. First are considered the adsorbed doses in traditional oral and maxillofacial radiology: intraoral and panoramic radiography using film as image receptor. Panoramic radiography gives less dose to the patient when several intraoral radiographies must be done to evaluate the clinical case. Digital radiography replaces film-based image with a digital image consisting of a two dimensional array of pixels; receptors used are photostimulable storage phosphor plates or charge-coupled devices. The high radiation sensitivity of digital detectors combined with the possibility of image elaboration can give arise to a dose reduction greater than a factor of two, but due to the wide dynamic range of digital detectors acceptable images may be acquired at high dose levels and overexposures may not be detected. Overexposures can be minimized with training programs and quality control, including patient dose evaluations. Implantology requires detailed information about bone structures that are commonly derived from computed tomography examinations: cone beam CT reduces the dose to the patient also of a factor of ten in comparison to multisliced helical CT used with a standard head protocol. z PAROLE CHIAVE: radioprotezione del paziente, dose d ingresso, dose efficace, dose TAC, radiografia intraorale, panoramica dentale, TAC cone beam, TAC spirale. z KEY WORDS: patient protection, entrance dose, effective dose, CT dose, intraoral radiography, panoramic radiography, cone beam CT, spiral CT.

2 TABELLA 1 LIVELLI DIAGNOSTICI DI RIFERIMENTO DI TELERADIOGRAFIE AL CRANIO. Esame Paziente adulto Paziente pediatrico (5 anni) Dose d ingresso (mgy) cranio AP 5,0 cranio PA 5,0 cranio Lat 3,0 cranio PA/AP 1,5 cranio Lat 1,0 Considerazioni cliniche e radiodiagnostiche È compito del clinico, quindi, ridurre e ottimizzare la dose al paziente graduando la complessità degli esami radiografici in base alla situazione clinica e alle prospettive terapeutiche di ogni singolo paziente. A scopo esemplificativo, si riportano le seguenti osservazioni cliniche. delle caratteristiche della persona interessata. Se Attualmente, il summenzionato D. Lgs. elen- un tipo di pratica che comporta un esposizione ca gli LDR in tabella A dell allegato II di cui si Caso 1 medica non è giustificata in generale, può riporta in tabella 1 un estratto per la sfera di L atrofia ossea, valutabile con Opt essere giustificata invece per il singolo individuo interesse odontoiatrico. (figura 1), consente di prospettare il in circostanze da valutare caso per caso. Per la tomografia computerizzata alla testa trattamento implantare all arcata superiore 5. Il prescrivente e lo specialista, per evitare di un paziente adulto viene fissato solo previo intervento di innesto osseo, esposizioni non necessarie, si avvalgono un indice di dose tomografica pesato pari a inferiormente l altezza ossea è sufficiente a delle informazioni acquisite o si assicurano di 60 mgy e un prodotto dose-lunghezza pari livello interforaminale. non essere in grado di procurarsi precedenti a mgy cm. L Opt è sufficiente per una prima diagnosi. informazioni diagnostiche o documentazione In particolare, i commi 1) e 3) dell art. L atrofia ossea dell arcata superiore medica pertinenti alla prevista esposizione. 9 del D. Lgs. 187/00 richiedono che consente di escludere il trattamento omissis vengano effettuate periodiche valutazioni implantare qualora non si voglia ricorrere dosimetriche per le esposizioni mediche a innesti di osso, solo in tal caso la TC Principio di ottimizzazione (art. 4 D. Lgs. che riguardano i bambini e per le può essere richiesta dal chirurgo come 187/00) procedure diagnostiche comportanti alte guida all intervento. 1. Tutte le dosi dovute a esposizioni medi- dosi per il paziente quali la tomografia Inferiormente, l altezza ossea è sufficiente che per scopi radiologici di cui all articolo computerizzata. a livello inter-foraminale; pertanto, 1, comma 2, ad eccezione delle procedure radioterapeutiche, devono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile e compatibile con il raggiungimento dell informazione diagnostica richiesta, tenendo conto di fattori economici e sociali; il principio di ottimizzazione riguarda la scelta delle attrezzature, la produzione adeguata di un informazione diagnostica appropriata o del risultato terapeutico, la delega degli aspetti pratici, nonché i programmi per la garanzia di qualità, inclusi il controllo della qualità, l esame e la valutazione delle dosi o delle attività somministrate al paziente Ai fini dell ottimizzazione dell esecuzione degli esami radiodiagnostici si deve tenere conto dei livelli diagnostici di riferimento (LDR) secondo le linee guida indicate nell allegato II. omissis 1. L atrofia ossea evidenziata dall ortopantomografia consente di prospettare un trattamento implantologico superiore solo previo intervento di innesti d osso; inferiormente l altezza ossea è sufficiente in sede interforaminale. 63

3 2. L ortopantomografia mostra una conservazione dell altezza dell osso disponibile nell arcata inferiore, eventuali dubbi clinici sullo spessore possono rendere opportuno un approfondimento con TC. potrebbe non essere indispensabile un ulteriore accertamento diagnostico. individuare il corretto accesso chirurgico; chiarire i rapporti tra 3.5 e 3.6, onde poter stabilire in fase pre-operatoria se e come il 3.6 risulti danneggiato dalla migrazione distale di 3.5. La TAC eseguita ha chiarito, come si può osservare dall immagine (figura 5), i dubbi espressi dal clinico. La frequenza del ricorso a tecniche di imaging di II livello dipende ovviamente anche dall esperienza dell operatore e, in ogni caso, i rapporti tra incluso e strutture vicine sono ottimamente apprezzabili con tomografia volumetrica, rappresentando un indispensabile ausilio Caso 2 L Opt (figura 2) mostra una conservazione dell altezza ossea disponibile, eventuali dubbi clinici riguardo lo spessore osseo rendono opportuno un approfondimento con TC. L Opt può essere sufficiente, se pur gravata da una certa imprecisione, per la valutazione dell altezza ossea disponibile nell arcata inferiore. Qualora, tuttavia, il clinico abbia dubbi riguardo allo spessore osseo, si rende necessaria l integrazione con metodica tridimensionale. Caso 3 Il caso clinico esposto riguarda un paziente di 15 anni che si è presentato alla nostra osservazione dopo avere eseguito una Opt per un ritardo di permuta di 3.5 (figure 3 e 4). L Opt ha mostrato un inclusione di 3.5, che è migrato in prossimità delle radici di 3.6 con possibile compromissione della sua radice distale. Non ritenendo sufficienti le informazioni fornite dalla Opt, il clinico ha deciso di richiedere una TAC con le seguenti motivazioni: stabilire la posizione di 3.5 al fine di 3. Visione orale del quadro clinico del caso L ortopantomografia mostra un inclusione di 3.5 che è migrato in prossimità delle radici di 3.6 con possibile compromissione della sua radice distale. 64

4 nel caso di contenzioso medico-legale in cui è possibile incorrere anche solo su base puramente statistica. Dose e unità di misura 2 Dose assorbita (D): energia assorbita per unità di massa, cioè il quoziente di de diviso per dm, in cui de è l energia media ceduta dalle radiazioni ionizzanti alla materia in un elemento volumetrico e dm la massa di materia contenuta in tale elemento volumetrico. L unità di dose assorbita è il gray (Gy); usati in radioprotezione sono solitamente i sottomultipli mgy e µgy. Dose equivalente (H T ): dose assorbita media in un tessuto od organo T; l unità di dose equivalente è il sievert (Sv); Dose efficace (E): la dose efficace è definita come somma delle dosi equivalenti ponderate nei tessuti e organi del corpo causate da irradiazioni ed è data da: E = / wt $ H T T dove: H T è la dose equivalente nell organo o tessuto T; w T è il fattore di ponderazione per l organo o il tessuto T; l unità di dose efficace è il sievert. I valori del fattore di ponderazione w T per i diversi organi o tessuti sono i seguenti: gonadi 0,20; midollo osseo (rosso) 0,12; colon 0,12; polmone (vie respiratorie toraciche) 0,12; stomaco 0,12; vescica 0,05; mammelle 0,05; fegato 0,05; esofago 0,05; tiroide 0,05; pelle 0,01; superficie ossea 0,01; rimanenti organi o tessuti 0,05.

5 5. TAC volumetrica eseguita per rispondere ai quesiti clinici sollevati dall Opt. I valori dei fattori di ponderazione w T, determinati a partire da una popolazione di rife- ghiandole surrenali, cervello, vie rimanenti organi e tessuti si intendono: rimento costituita da un ugual numero di respiratorie extratoraciche, intestino tenue, persone di ciascun sesso e di un ampia gamma di età si applicano, nella definizione della timo e utero. reni, tessuto muscolare, pancreas, milza, dose efficace, ai lavoratori, alla popolazione Nei casi eccezionali, in cui un unico organo e a entrambi i sessi. o tessuto tra i rimanenti riceva una dose Ai fini del calcolo della dose efficace, per equivalente superiore alla dose più elevata cui è stato sottoposto uno qualsiasi dei dodici organi per cui è specificato il fattore di ponderazione, a tale organo o tessuto si applica un fattore di ponderazione specifico pari a 0,025 e un fattore di ponderazione di 0,025 alla media della dose negli altri rimanenti organi o tessuti come definiti sopra. Il detrimento sanitario, cioè la stima del rischio di riduzione della durata e della qualità della vita derivante da effetti somatici, cancro e gravi disfunzioni genetiche che si verifica in una popolazione a seguito dell esposizione a radiazioni ionizzanti è valutato in funzione della dose efficace. La dose efficace non è misurabile ed è difficile da calcolare. Dose d ingresso (mgy): è la dose cutanea e tiene conto della radiazione retrodiffusa dal paziente. La dose d ingresso è una quantità facile da misurare, ma non facilmente correlabile con la dose somministrata al paziente. Per esempio, la dose d ingresso per una radiografia dentale intraorale è circa 50 volte più grande della dose d ingresso di una radiografia al torace, ciononostante la dose efficace per esposizione dentale è solitamente inferiore a quella dovuta a una radiografia al torace. Il circuito elettrico dell alta tensione dei monoblocchi endorali ad alta frequenza consente di ridurre la dose d ingresso al paziente mediamente di un fattore 3 rispetto ai monoblocchi con semionda raddrizzata. Prodotto dose area (Gy cm2): è il prodotto della dose misurata da una camera a ionizzazione trasmissiva per l area del fascio in corrispondenza della camera; è un grandezza invariante rispetto alla distanza dalla sorgente X. Indice di dose tomografica pesato CTDI w (mgy): rappresenta la dose media assorbita in una serie di esposizioni contigue. Pitch: nei tomografi assiali computerizzati 66

6 (TAC) a spirale è il rapporto tra lo spostamento longitudinale del lettino per singola rotazione del tubo radiogeno e la larghezza totale del fascio. CTDI volumetrico CTDI vol (mgy): è il rapporto CTDI w /pitch; fornisce una stima della dose media entro il volume irradiato in un acquisizione TAC, tenendo conto del protocollo specifico di scansione. La dose d ingresso è una quantità facile da misurare, ma non facilmente correlabile con la dose somministrata al paziente. Per esempio, la dose d ingresso per una radiografia dentale intraorale è circa 50 volte più grande della dose d ingresso di una radiografia al torace, ciononostante la dose efficace per esposizione dentale è solitamente inferiore a quella dovuta a una radiografia al torace. Prodotto dose lunghezza DLP (mgy cm): rappresenta la dose assorbita con una specifica scansione TAC ed è pari al prodotto del CTDI vol per la lunghezza di scansione. La misura della dose equivalente agli organi e della dose d ingresso è effettuata mediante idonei dosimetri posizionati in fantocci simulanti la regione anatomica esposta alle radiazioni. In figura 6 sono illustrati i chip termoluminescenti di LiF ampiamente utilizzati per misure di dose: in superficie del fantoccio testa a uso diagnostico; agli organi, introducendo i dosimetri in fori praticati negli organi stessi di un fantoccio che riproduce in composizione e numero atomico i tessuti umani

7 Dose al paziente in termini di dose assorbita per la presenza del fondo naturale di radiazioni 3 La dose efficace, sopra descritta, utile per valutare il detrimento individuale per la salute, è una quantità calcolata e, di conseguenza, di non facile comprensione. Può essere utile convertire la dose efficace in giorni di esposizione al fondo naturale che procurano la stessa dose. La dose media assorbita da ognuno di noi in Italia dovuta al fondo naturale (radon indoor incluso) è circa 2 msv/anno 4 : metà è dovuta a irradiazione esterna, mentre l altra metà è dovuta a irradiazione interna al nostro corpo a seguito dell inalazione dei discendenti radioattivi del radon e del toron appesi al pulviscolo atmosferico. In tabella 2 si forniscono gli equivalenti in giorni di vita per assorbire la dose efficace indicata di 2 degli esami radiologici più comuni. 6. In alto a sinistra (6a) sono mostrati i dosimetri termoluminescenti (3x3x1 mm3) che possono essere posizionati sulla superficie del fantoccio testa ad uso diagnostico (in basso a sinistra) (6c) per misure di dose in ingresso o in cavità di fette (figura in alto a destra) (6b) del fantoccio Alderson Rando (figura in basso a destra) per misure di dose agli organi e, quindi, calcolare la dose efficace dopo aver simulato sul fantoccio l indagine radiodiagnostica (6d). come il fantoccio Alderson Rando sezionato a fette. In figura 7 è illustrata una camera a ionizzazione cilindrica che viene introdotta in fori praticati al centro e in periferia di un fantoccio di plexiglas, simulante geometricamente la testa, per misurare la dose in scansioni TAC e quindi dedurre l indice di dose tomografica. 7. Camera a ionizzazione a matita lunga 10 cm, collegata a un dosimetro, per la misura della dose TAC in centro e in periferia di un fantoccio cilindrico di plexiglas. 68

8 TABELLA 2 - DOSI EFFICACI E VALORE EQUIVALENTE DI TEMPO DI PERMANENZA AL FONDO AMBIENTE. Esame radiografico Esposizione in radiologia odontoiatrica tradizionale La dose d ingresso nelle radiografie i ntraorali è stata ridotta drasticamente con lo sviluppo di nuove emulsioni più sensibili ai raggi X (figura 8). Dose efficace (msv) La rapidità di un film è espressa come il reciproco dell esposizione necessaria per produrre una densità ottica di 1 sopra il velo. In tabella 3 viene indicata, per i film intraorali a esposizione diretta (senza l uso di schermi di rinforzo come per le Opt e le teleradiografie), la dose necessaria per produrre una densità ottica netta di 1. In tabella 4 viene riportata la dose al paziente per radiografia dentale intraorale ripresa dal Rapporto n. 145 della NCRP 5. Si noti che tensioni più alte e distanze Tempo per assorbire la stessa dose dal fondo naturale RX dentale intraorale 0,06 11 giorni RX al torace 0,08 15 giorni fuoco-film maggiori riducono la dose al paziente come pure l uso di collimatori rettangolari che si adattino alle dimensioni del film in luogo dei circolari. Le esposizioni extraorali, come la radiografia panoramica e cefalometrica, utilizzano film sensibili alla luce emessa da schermi di rinforzo alle terre rare accoppiati al film stesso entro la cassetta radiografica. La dose necessaria al detettore, utilizzando gli schermi di rinforzo alle terre rare, è dell ordine di 0,001 mgy o meno. Allo stato attuale, la dose efficace al paziente con una singola radiografia panoramica è approssimativamente uguale a quella dovuta a 4 immagini intraorali 6. In tabella 5 si riportano le dosi al paziente per alcuni esami di radiodiagnostica 5. Williams riporta che il prodotto dose area medio di un esame panoramico standard su adulto è pari a 11,3 cgy cm 2 ed è dello stesso ordine di grandezza del valore medio per la TABELLA 3 - INTERVALLO DI DOSE INCIDENTE SULLA PELLICOLA PER I FILM OGGI IN USO PER PRODURRE UNA DENSITÀ OTTICA NETTA DI 1. Rapidità del film Intervallo di dose (mgy) D 0,73-0,37 E 0,37-0,18 F 0,18-0,09 Gruppi adiacenti differiscono in rapidità di un fattore circa 2. L utilizzo di film tipo F consente dunque di dimezzare la dose al paziente rispetto all impiego di film tipo E. radiografia intraorale pari a 9,3 cgy cm 2 per un collimatore circolare di 6 cm di diametro Esposizione relativa alla cute per radiografia intraorale nel corso degli anni. Le frecce indicano l introduzione di film più rapidi. L esposizione richiesta per il film di rapidità F è circa 1% di quella richiesta per il primo film dentale 5. Esposizione con i sistemi digitali Nella radiografia digitale il film è sostituito da un sensore costituito da fosfori fotostimolabili (cosiddetta radiologia CR da computed radiology) o dispositivi elettronici contenenti una stringa di CCD (cosiddetta radiologia DR da direct radiology); in radiologia CR un lettore laser digitalizza l immagine latente che viene trasmessa a un computer, mentre in radiologia DR l informazione digitale viene trasmessa direttamente al computer. La sensibilità dei detettori digitali alla radiazione X può dar luogo a una riduzione della dose al paziente maggiore del 50% 70

9 TABELLA 4 - DOSE EFFICACE PER ESAME, CONSISTENTE DI PIÙ RADIOGRAFIE INTRAORALI, E DOSE D INGRESSO PER SINGOLA ESPOSIZIONE. Dose efficace (msv) per esame Dose d ingresso (mgy) kv p Collimatore Fascio Geometria FMX a BWX b singola esposizione rapidità del film rapidità del film rapidità del film D E D E D lungo c rettangolare parallela 0,029 0,015 0,005 0,003 lungo rotondo parallela 0,150 0,076 0,023 0,012 2,50 corto d rotondo bisettrice 0,200 0,100 0,027 0,014 3,75 lungo rettangolare parallela 0,026 0,013 0,005 0,003 lungo rotondo parallela 0,130 0,067 0,020 0,011 corto rotondo bisettrice 0,170 0,087 0,023 0,013 lungo rettangolare parallela 0,025 0,014 0,005 0,003 lungo rotondo parallela 0,120 0,068 0,020 0,011 1,75 corto rotondo bisettrice 0,150 0,085 0,022 0,012 2,75 a FMX: serie di viste periapicali dell intera bocca, di solito da 14 a 21 film. b BWX: proiezioni su film intraorali, solitamente solo per i denti posteriori; generalmente da due a quattro film. c 40 cm; d 20 cm paragonata ai film di rapidità E 5. Il maggior vantaggio dell immagine digitale è la possibilità di modificare le proprietà dell immagine dopo l acquisizione. Queste procedure possono compensare la sovra o sottoesposizione che, in ogni caso, andrebbero evitate, poiché la sovraesposizione aumenta la dose al paziente migliorando inutilmente la qualità dell immagine rispetto allo TABELLA 5 - DOSI EFFICACI PER ESAME IN RADIOLOGIA TRADIZIONALE. Esame Dose efficace (msv) per esame panoramica dentale 0,006-0,011 cefalometria 0,017 tomogramma TMJ 0,002 cranio 0,100 scopo diagnostico prefissato, mentre la sottoesposizione diminuisce il rapporto segnale-rumore con conseguente perdita di informazione diagnostica. Le tecniche radiografiche nei sistemi digitali devono essere tarate per fornire la minima dose al paziente compatibilmente con un rapporto segnale-rumore sufficiente per produrre un immagine di qualità che soddisfi lo scopo dell esame. In tabella 6 si evidenzia che la modifica dei parametri di ripresa della Opt digitale comporta una riduzione della dose a 1/3 circa. Sistemi schermo-pellicola vs sistemi digitali 8,9 Nei decenni scorsi, i film utilizzati in radiologia e gli abbinamenti schermo di rinforzo-pellicola (S-P) sono stati ottimizzati, ma rimangono limitazioni intrinseche; in particolare, un buon contrasto dell immagine può essere ottenuto solo in uno stretto intervallo di esposizione e un alta risoluzione spaziale è ottenibile solamente con sistemi a pellicola lenta. L introduzione dei sistemi digitali è stata motivata dal loro ampio range dinamico e dalla possibilità di post-processing dell immagine, che permette di ottenere un buon contrasto locale in regioni con densità molto differente. I sistemi digitali CR, che impiegano fosfori fotostimolabili, sono considerati il metodo migliore per acquisire immagini radiografiche digitali senza modificare l impianto radiografico. TABELLA 6 - MODIFICA DEI PARAMETRI DI RIPRESA PER UN PAZIENTE MEDIO DI UN OPT ORTHORALIX 9200 GENDEX CHE HA SUBITO UN UPGRADE PASSANDO DAL SENSORE SCHERMO DI RINFORZO-PELLICOLA A CCD. Tensione (kv) Corrente (ma) Tempo (s) Opt Orthoralix 9200 tradizionale con sensore schermo-film Opt Orthoralix 9200 DDE con sensore CCD

10 Negli ultimi due decenni sono stati sviluppati diversi sistemi radiologici che producono direttamente un immagine digitale eliminando l uso delle cassette. In radiologia odontoiatrica la dose efficace è alquanto ridotta, per cui il rischio biologico per la persona esposta è trascurabile. Con un training adeguato dell utente e attivando un idonea procedura di controllo di qualità, è possibile generare immagini con le stesse dosi o inferiori con i sistemi di imaging digitale in confronto ai sistemi S-P utilizzati in radiologia generale tradizionale. In aggiunta, la qualità dell immagine e l informazione diagnostica dopo la fase di post-processing può essere migliorata con le tecniche digitali. La trasmissione delle immagini via rete e la facilità di archiviazione sono altri vantaggi fondamentali dell immagine digitale. Con i sistemi S-P errori nella tecnica radiografica o malfunzionamenti della sviluppatrice richiedono la ripetizione dell esposizione, mentre con i sistemi digitali, per il loro inerente ampio range dinamico (risposta utilizzabile per una variazione della dose da 1 a per le piastre fotostimolabili e per i rivelatori flat panel rispetto ai sistemi S-P che consentono una variazione della dose da 1 a 30) e le possibilità di post-processing dell immagine, evitano sovente la necessità di dover ripetere l esposizione. Tuttavia, vi è la tendenza a incrementare la dose somministrata poiché la qualità dell immagine dei sistemi digitali può essere migliorata riducendo il rumore dell immagine come pure ad aumentare il numero di riprese radiografiche vista la loro semplice acquisizione. Per non aumentare la dose al paziente con i sistemi digitali è dunque necessario produrre un immagine adeguata allo scopo e non di qualità superiore. L esposizione richiesta con i sistemi S-P, al fine di ottenere una densità ottica media del film di 1,4, è paragonabile e in genere inferiore a quella richiesta per TABELLA 7 - INDICE DI DOSE TOMOGRAFICA PESATA DI UNA TAC SPIRALE MONOSTRATO DI IMPIEGO GENERALE E DI UNA TAC CB DEDICATA ALL IMAGING DEL DISTRETTO DENTO-MAXILLO-FACCIALE. TAC PQ2000 Picker t scansione 1 s; FOV 25 cm; corrente 100 ma; spessore della sezione 10 mm; tensione 120 kv TAC volumetrica Maxiscan New Tom QR DVT 9000 tensione 110 kv; corrente media 7,2 ma; tempo complessivo di erogazione raggi 36 s TABELLA 8 - MISURE DI DOSE INCIDENTE SU FANTOCCIO ALDERSON PER I TRE TOMOGRAFI INDICATI NELLE STESSE MODALITÀ DI ESAME SU PAZIENTE. TAC multistrato LightSpeed 16 GE Arcata superiore ottenere l indice di esposizione ottimale dei sistemi CR. In genere, quando si passa dal sistema S-P al sistema CR si aumenta leggermente la tensione a cui si effettua l esame per migliorare il compromesso tra dose al paziente e qualità dell immagine. La dose al paziente, con l introduzione dei sistemi con rivelatore a schermo piatto al silicio amorfo per Radiologia Diretta, è inferiore del 33-50% rispetto ai sistemi S-P convenzionali; la diminuzione attuabile della dose paziente è dunque di un fattore 2. Va considerato, però, il fatto che una sovraesposizione con i sistemi digitali, data la loro ampia latitudine di lavoro, Arcata inferiore TAC con fascio conico QUERRE Maxiscan Tensione (kv) Corrente (ma) ,80 16 Tempo (s) 0,8 /rot 0,8 /rot Pitch 1,25 1,25 Regione anatomica Dose (msv) occhi 1,40 1,00 0,60 0,04 tiroide 2,90 0,52 0,60 0,05 cute mascella 1,87 13,70 3,50 0,05 cute guancia 21,00 13,00 2,59 0,20 cute nuca 2,39 16,20 2,39 0,45 arcata dentale superiore 16,30 11,00 3,70 0,20 arcata dentale inferiore 17,00 2,00 3,10 0,10 parotidi 12,00 6,00 0,70 0,10 non è facilmente rilevabile salvo frequenti valutazioni della dose al paziente. Opt Planmeca Promax digitale Dosi con TAC con fascio a ventaglio (fan-beam) e con TAC a fascio conico (cone-beam cb) In tabella 7 sono riportate le misure di CTDI w (mgy) 18,3 2,3 dose, eseguite con camera a ionizzazione a penna lunga 10 cm, in fantoccio testa di PMMA di 16 cm di diametro lungo 20 cm. Si noti una riduzione della dose di un fattore circa 8 nel passaggio dalla TAC con fascio a ventaglio a una TAC a fascio conico che usa come rivelatore un sistema a intensificatore di 74

11 brillanza da 23 cm con sensore a stato solido (CCD) da 2/3 e matrice di acquisizione 512 x 512. In tabella 8 sono messe a confronto le dosi d ingresso per un esame simulato su fantoccio per una TAC multistrato, per una TAC CB dedicata all impiego in odontostomatologia e un Opt digitale. La dose cute risulta maggiore di un fattore 6 nel caso della TAC multistrato (max 21 msv) rispetto a quella misurata con il Maxiscan (max 3,5 msv) e questa è a sua volta maggiore di circa un fattore 8 rispetto a quella rilevata sull OPT digitale 10. Va osservato che la TAC multistrato opera a potenze maggiori rispetto alle altre due macchine progettate e costruite per esami maxillofacciali. Fanucci et al. 11 dimostrano, con TABELLA 9 - DOSE IN INGRESSO, NELLE SEDI CORRISPONDENTI ALLE REGIONI ANATOMICHE INDICATE, MISURATE IN FANTOCCIO ANTROPOMORFO TESTA-COLLO DI PLEXIGLASS. Regione anatomica TAC spirale multistrato GE con SW Dentascan, 120 kv Dose in ingresso (mgy) cristallino 0,574 0,187 parotidi 1,411 0,678 tiroide 1,117 0,602 bocca 1,925 0,695 C3/C4 0,684 0,255 TAC spirale multistrato GE con SW Dentascan, 80 kv Negli esami Dentascan viene, di solito, utilizzata la tensione al tubo RX di 120 kv. Nel protocollo a 80 kv si registra una riduzione della dose cute di almeno un fattore 2. dati pubblicati nel 2006 e riportati in tabella 9, che riducendo la tensione, senza modificare gli altri parametri di acquisizione, in un esame con TAC multistrato Light Speed Plus GE, fornito di software di ricostruzione Dentascan, è possibile ottenere una sostanziale riduzione della dose assorbita dalle strutture della testa-collo senza alterare la qualità dell immagine utilizzata a fini implantologici e per lo studio della patologia delle ossa mascellari. Altri autori 12 in un recente lavoro, dove viene valutata contemporaneamente la qualità soggettiva dell immagine e la dose efficace al fantoccio paziente-simulatore Rando, escludono la tecnica che impiega una tensione di 80 kv poiché è sufficiente una piccola variazione del carico del tubo radiogeno (mas) per ottenere un ingente variazione della qualità percepita. Nella loro ricerca viene impiegata una TAC Siemens Somatom Plus 4 e il programma dentale Dentascan. In tabella 10 sono riportati i dati relativi alle dosi equivalenti ai principali TABELLA 10 - DOSI EQUIVALENTI AGLI ORGANI E DOSE EFFICACE PER LE DIVERSE APPARECCHIATURE (AQUILION 64 SLICE, I-CAT CB E OPT) E PROTOCOLLI CONSIDERATI (COMUNICAZIONE PERSONALE DELLA DOTT.SSA S. STROCCHI DEL SERVIZIO DI FISICA SANITARIA DELL OSPEDALE DI CIRCOLO DI VARESE, DIRETTORE PROF. L. CONTE). Dosi equivalenti agli organi (mgy) Protocollo Toshiba standard Protocollo Toshiba modificato i-cat 10s Full Height i-cat 20s Full Height i-cat 40s Full Height Orthophos midollo osseo rosso 4,41 1,80 0,09 0,17 0,31 0,10 tiroide 8,28 3,42 0,12 0,19 0,34 0,14 esofago 0,53 0,22 0,01 0,01 0,02 0,01 cervello 27,97 11,76 0,83 1,54 2,89 0,69 ghiandole salivari sottomandibolari 63,49 27,02 0,69 1,35 2,14 2,26 ghiandole salivari sottolinguali 65,27 26,55 0,71 1,44 2,15 2,01 ghiandole parotidi 63,56 25,48 0,97 1,78 3,18 2,57 denti 47,86 21,28 1,05 1,90 3,60 0,69 occhi 36,46 13,71 1,12 2,01 3,91 0,10 cristallino 35,72 12,84 1,11 1,87 3,58 0,12 Dose efficace (msv) 2,37 0,99 0,06 0,11 0,20 0,05 Protocollo Toshiba standard: tensione 120 kv, corrente 400 ma, tempo di rotazione 0,5 s, pitch 0,641, collimazione 32 mm (0,5 x 64 mm). Protocollo Toshiba modificato: tensione 120 kv, corrente 200 ma, tempo di rotazione 0,5 s, pitch 0,828, collimazione 32 mm (0,5 x 64 mm). Protocolli i-cat Full Height 10 s, 20 s, 40 s: tensione 120 kv, tempi di acquisizione 10 s, 20 s, 40 s, rispettivamente. Protocollo Sirona Orthophos XG plus: tensione 69 kv, corrente 15 ma, tempo di rotazione 14,1 s. 76

12 organi della testa e del collo e le dosi efficaci valutate per mezzo di TLD posti in un fantoccio antropomorfo Alderson Rando. Sono state confrontate le risposte dosimetriche di due apparecchiature TAC: Toshiba Aquilion 64 fan-beam spirale multistrato e Xoran Technologies i-cat Cone Beam volumetrica. Inoltre, sono state valutate le dosi equivalenti somministrate da un ortopantomografo convenzionale Orthophos XG plus. Le dimensioni dell immagine acquisita con l ortopantomografo sono 25 x 13 cm. Il corretto posizionamento del fantoccio Rando è stato verificato da un tecnico di radiologia. La scansione in TAC convenzionale (Toshiba) si estende dai condili mandibolari fino a comprendere l intera mandibola, per una lunghezza pari a circa 8,5 cm. L estensione e i punti iniziali e finali della scansione sono stati stabiliti da un medico radiologo. I valori di dose comprendono il contributo di due scout dell intera testa (AP e LL). Per quel che riguarda la TAC volumetrica dentale (i-cat), il corretto posizionamento Sempre di più, l implantologia richiede dettagliate immagini TAC: le TAC volumetriche a fascio conico consentono un risparmio di dose anche di un fattore 10 rispetto alle TAC spirali multistrato utilizzate con protocollo testa standard. del Rando è stato verificato da un medico radiologo per fare in modo che la scansione comprendesse completamente la mandibola. La lunghezza delle scansioni in direzione cranio-caudale dei tre protocolli Full Height indagati è di 13,2 cm. Il fascio conico ha le seguenti dimensioni: larghezza 23,8 cm e altezza da 5 cm a 19,2 cm; dimensioni del flat panel al silicio amorfo 23,8 cm x 19,2 cm. In questo caso, i valori di dose comprendono il contributo di una scout della testa. La dose efficace, valutata sul protocollo Toshiba modificato, è dell ordine di 1 msv, in accordo con i dati riscontrati in letteratura per esami TAC a indirizzo odontostomatologico e risulta circa 10 volte superiore alla dose efficace di un esame alla TAC CB con tempo di acquisizione 20 secondi. Protezione delle pazienti durante la gravidanza La dose stimata all utero dovuta agli esami radiologici in campo odontostomatologico risulta sempre ampiamente inferiore al valore di 1 msv, limite oltre il quale il D. Lgs. 187/00 considera la possibilità di procrastinare l indagine diagnostica o, se non possibile, di informare la donna su eventuali rischi per il nascituro. Utilizzando la tecnologia ultimamente disponibile, la dose alle gonadi dovuta da una panoramica o a esami intraorali estesi all intera bocca o a TAC del cranio non eccede 0,005 mgy. Corrispondenza Dott. Giancarlo Zonca Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori S.c. Fisica Sanitaria Via Venezian, Milano Tel.: ; fax giancarlo.zonca@istitutotumori.mi.it bibliografia 1. D. Lgs. 26 maggio 2000 n Attuazione della direttiva 97/43/EURATOM in materia di protezione sanitaria delle persone contro i pericoli delle radiazioni ionizzanti connesse a esposizioni mediche. S.O. G.U. n. 157 del S.G. 2. D. Lgs. 26 maggio 2000 n Attuazione della direttiva 96/29/EURATOM in materia di protezione sanitaria della popolazione e dei lavoratori contro i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti. S.O. G.U. n. 203 del S.G. 3. Cameron JR. A radiation unit for the public. Physics and Society News 1991; 20: Polvani C. Elementi di radioprotezione. ENEA, NCRP Report n Radiation protection in dentistry. Bethesda, MD (USA): National Council on Radiation Protection and Measurement, Gibbs SJ. Effective dose equivalent and effective dose: comparison for common projections in oral and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2000;90(4): Williams JR, Montgomery A. Measurement of dose in panoramic dental radiology. Br J Radiol 2000;73: Vano E, Faulkner K. A major advantage of digital imaging for general radiography is the potential for reduced patient dose so film/screen systems should be phased out as unnecessarily hazardous. Med Phys 2006;33: Monnin P, Gutierrez D, Bulling S, Lepori D, Valley JF, Verdun FR. Performance comparison of an active matrix flat panel imager, computed radiography system, and a screen-film system at four standard radiation qualities. Med Phys 2005;32: Bontempi M, Rossi PL, Bernardi T, Ghigi G, Pisi P, Testoni G. Analisi di procedure CT maxillo-facciali: analisi e confronti tra tomografi di diversa generazione. Atti IV Congresso Nazionale AIFM, Verona, giugno Monza: Editrice Polimetrica, 2005: Fanucci E, Leporace M, Di Costanzo G, Fiaschetti V, Simonetti G. TC multistrato con software Dentascan: valutazioni dosimetriche e ottimizzazione della tecnica. Radiol Med 2006;111: Cannatà V, Narici SR, Vitale L, Petrone A, Macioce A, Barbuti D, Di Pietro G. Procedure di ottimizzazione dell esame CT Dentascan. Atti IV Congresso Nazionale AIFM, Verona, giugno Monza: Editrice Polimetrica, 2005: