Radioprotezione del paziente e dell'operatore : dose e dosimetria

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1 Radioprotezione del paziente e dell'operatore : dose e dosimetria Dott. Mirco Amici Esperto Qualificato U.O.C. Medicna Legale e Gestione del Rischio 12 Novembrere

2 La radioprotezione ha come compito quello di ridurre la esposizione dei lavoratori e dei pazienti fino ad arrivare ad un livello tale che garantisca contemporaneamente la salvaguardia della salute delle persone e la qualità delle prestazioni che si erogano in relazione alle informazioni od ai risultati che vogliamo ottenere. 2

3 Ridurre l'esposizione del paziente vuol dire anche ridurre la dose all' operatore, per cui è fondamentale rispettare i concetti basilari che sono quello della giustificazione, della ottimizzazione e della limitazione delle dosi erogate. 3

4 In particolare... 4

5 In questo modo sarà possibile limitare la dose assorbita dal lavoratore tenendola sicuramente al di sotto della soglia necessaria per l' induzione degli effetti deterministici, ma anche cercando di ridurre al minimo possibile la probabilità di accadimento di quelli stocastici 5

6 La dosimetria Ogni singola radiazione che colpisce un organismo biologico può provocare alterazioni a livello cellulare e quindi un danno. Le conoscenze attuali portano a ritenere che il danno aumenti linearmente con l intensità della radiazione che investe un organismo senza alcuna soglia minima. Il principio della linearità senza soglia porta a limitare, in qualunque attività, l esposizione alle radiazioni al livello minimo possibile (principio ALARA: As Low As Reasonably Achievable ) 6

7 La dosimetria La dosimetria è la misura delle grandezze che consentono di calcolare il danno biologico dovuto all esposizione (esterna o interna) ai diversi tipi di radiazioni ionizzanti. In prima approssimazione il danno biologico è proporzionale alla quantità di energia ceduta dalla radiazione per unità di massa, cioè ai Joule dissipati in un chilogrammo di tessuto biologico 7

8 LA DOSE Il danno biologico si identifica (in prima approssimazione) con una grandezza chiamata DOSE D = energia dissipata da radiazioni ionizzanti per ( Gray unità di massa (unità di misura è il 1Gray = 1 Gy = 1 Joule/ kg. In passato si usava un unità di misura diversa e cioè il rad: 1 rad = 0.01 Gy 8

9 LA DOSE EQUIVALENTE Il danno biologico è proporzionale alla dose solo in alcuni casi. Radiazione diverse dissipano la loro energia in volumi più o meno grandi producendo danni a livello microscopico e, a parità di energia dissipata, tali danni possono essere minori o maggiori. Si moltiplica allora la dose per un numero, maggiore o uguale ad 1, (FATTORE DI QUALITA, Q) che cambia a seconda del tipo di radiazione. Si ottiene così una nuova grandezza, detta DOSE EQUIVALENTE, che si ritiene sia realmente proporzionale al danno biologico. 9

10 Dose Equivalente = DE = D x Q unità di misura Sievert 1 Sv = 1 Joule/kg Q ( Q ) ossia 1Sv=dose assorbita (gy) fattore di qualità Il rem era la vecchia unità di misura per DE: 1 rem = 0.01 Sv. raggi X, raggi gamma Q=1 particelle beta Q=1 neutroni Q=2-10 particelle alfa Q=20 10

11 Grandezze ed unità di misura I concetti di dosimetria e le definizioni delle grandezze dosimetriche per usi in protezione sono definiti dall ICRP (International Commission for Radiation Protection) e dall ICRU (International ( measurements Commission on Radiation Units and 11

12 Scopi e Obbiettivi dell ICRP Fornire a livello internazionale linee guida sui principi fondamentali della radioprotezione Fornire consigli agli organismi di governo sul corretto uso delle radiazioni ionizzanti Fornire un livello adeguato di protezione per l'uomo senza limitare eccessivamente le pratiche giustificate che comportano un aumento dell esposizione 12

13 Grandezze dosimetriche in uso in Radioprotezione Sono tre i tipi di grandezze rilevanti per scopi di radioprotezione: Le quantità fisiche sono misurabili ma poco interessanti per valutare il danno biologico Le grandezze limite NON sono misurabili: rappresentano bene il danno biologico Le grandezze operative sono misurabili 13

14 Quantità Fisiche e Grandezze Limite Energia assorbita nel mezzo Dose Assorbita [Gy] ICRP 60 ora 103 D.Lgs. 241/00 Fattori peso per il tipo di radiazione w r Dose Equivalente [Sv] Fattori peso per il tipo di tessuto attraversato w t Dose Efficace [Sv] 14

15 ( 60 Tipo ed intervallo di energia Fattori di peso ( ICRP Fotoni, tutte le energie 1 Elettroni e muoni, tutte le energie 1 Neutroni, energia< 10 kev 5 10 kev-100 kev 10 > 100 kev - 2 MeV 20 > 2 MeV - 20 MeV 10 > 20 MeV 5 Protoni 5 Particelle alfa, frammenti di fissione, nuclei pesanti 20 15

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18 Se il rischio globale risultante da una data dose di radiazione distribuita uniformemente al corpo intero viene assunto uguale ad 1, allora tale rischio si deve considerare ripartito tra i vari organi secondo le percentuali indicate in tabella Ad esempio se il polmone fosse esposto ad una data dose, il rischio risultante sarebbe 0.12 volte quello atteso nel caso di un esposizione uniforme dell intero corpo alla stessa dose 18

19 Grandezze Operative Le grandezze operative sono grandezze definite allo scopo di misure di radioprotezione nel caso di esposizione esterna, ambientale e personale. Esse sono definite affinché costituiscano una stima ragionevolmente conservativa delle grandezze limite che non sono direttamente misurabili. 19

20 Dosimetria individuale in termini di H p ( d ) Nel caso di dosimetria per irradiazione totale del corpo, la grandezza limite, indicata dalla normativa, è la Dose Efficace E. La grandezza operativa appropriata per la sua valutazione è l Equivalente di Dose Personale H p (d). 20

21 Equivalente di Dose Personale L Equivalente di Dose Personale, H p (d) corrisponde all Equivalente di Dose in tessuto molle ad una profondità d sotto uno specificato punto del corpo. Le profondità raccomandate per le radiazioni debolmente penetranti sono 0.07 mm per la pelle e 3 mm per il cristallino, mentre 10 mm è la profondità raccomandata per radiazioni fortemente penetranti per il corpo intero. 21

22 ( fotoni Quantità fisiche (solo Kerma, K -> Gy Dose Assorbita, D -> Gy Grandezze operative Equivalente di Dose Personale -> Hp(d) Sv Grandezze limite: Dose equivalente per singoli organi H Dose Efficace per il corpo intero E 22

23 L Equivalente di Dose Personale soddisfa diversi criteri: È unico per tutti i tipi di radiazione; È additivo rispetto alle varie direzioni di incidenza della radiazione; Tiene conto dell assorbimento e della retro-diffusione del corpo (su cui è indossato il dosimetro); È misurabile da un dosimetro indossato sul corpo umano; 23

24 Dose Efficace Con opportuni dosimetri posso misurare le grandezze operative e con opportuni calcoli posso ricavare la DOSE EFFICACE La dose efficace dipende da molti fattori: -Energia della radiazione incidente -Distanza dalla sorgente radiogena -Dimensione e orientamento del fascio di rdiazione -Uso e tipologia di dispodìsitivi di protezione individuali 24

25 Dose Efficace E = Hp (10) * W Il fattore W tiene conto di tutti gli elementi discussi prima. Data la grande varietà di situazioni è molto difficile trovare un unico fattore valido per tutti gli esposti. 25

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27 distribuzione dose efficace operatori radioesposti ,11% 36 4,76% 1 0,13% S1 S2 dose efficace (msv) Dose < 1 msv 1mSv <Dose< 6 msv Dose > 6 msv

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30 Ripartizione dose efficace

31 Anno ripartizione per reparto

32 Cardiologie 2008 vs 2007

33 Anestesia/Terapia del Dolore 2008 vs 2007

34 Ortopedia 2008

35 Misura dell equivalente di dose personale Hp (10) Dosimetri a film ( TLD ) Dosimetri a termoluminescenza Dosimetri elettronici 35

36 Caratteristiche di un dosimetro Sensibilità e risoluzione Range e soglia di rivelazione Risposta lineare con la dose Indipendenza dalla qualità del fascio Omogeneità, riproducibilità, fading 36

37 Il corretto utilizzo Posizionamento Periodo di utilizzo Esposizione alla luce Esposizione a fonti di calore Sterilizzazione 37