In ottemperanza a quanto stabilito dal D.Lgs. 187/00 in materia di radioprotezione al paziente,

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1 Dose al paziente in radiologia convenzionale nella diretta addome: Tecnologie e spessori a confronto Patient dose in abdomen radiography: technologies and "thickness" comparisons Magda Casoli *, Francesco Paolo Maggio **, Antonio Alemanno *** *TSRM Dott.ssa Libero Professionista Foggia **TSRM Dott. presso l U.O. Radiologia I, Azienda Ospedaliero-Universitaria OO.RR.- Ospedali Riuniti - Foggia ***TSRM Dott. presso il Servizio di Fisica Sanitaria, Azienda Ospedaliero-Universitaria OO.RR.- Ospedali Riuniti - Foggia PAROLE CHIAVE: dosi elevate, dose RX nella diretta addome, spessore del paziente, radiologia convenzionale KEY WORDS: dose-creep, abdomen RX dose, patient thickness, conventional radiography ABSTRACT Con la legge 42/99, che abrogava i mansionari, l autonomia e professionalità attribuite al TSRM ne ha permesso l autorealizzazione e l individualità all interno dell equipe sanitaria. Da allora, il progresso scientifico e tecnologico ha portato notevoli miglioramenti nella diagnostica per immagini: è lontano il tempo in cui Roëntgen utilizzava la mano della moglie per sperimentare i raggi X. Oggi possiamo disporre di nuove apparecchiature, capaci di fornire immagini sempre più diagnostiche, con minori costi di manutenzione e durata inferiore di esecuzione dell esame. Ma la domanda che ci si pone, ai fini della deontologica Radioprotezione del paziente (D.Lgs. 187/00), risponde alla speranza di dimostrare come il progresso scientifico e tecnologico in ambito medicosanitario abbia tenuto conto delle variabili umane, rispondendo, quale onere e dovere primario, che la vita del paziente rimane essere fulcro del nostro lavoro, al fine di migliorare le sue condizioni fisiche oltre che la qualità delle immagini radiografiche prodotte. Per questo motivo si è reso necessario considerare non solo le variazioni tecnologiche apportate alle apparecchiature di radiologia convenzionale, metodica di prima istanza in radiodiagnostica, ma rapportarle al contempo alla tipologia di paziente da valutare, espressa in termini di spessore corporeo. According to the 42/99 Law, which repealed job descriptions, autonomy and competence attributed to radiographers has allowed them to fulfill their individuality into the team care. Since then the scientific and technological progress has led to considerable improvements in diagnostic imaging: the time has gone since Roentgen was using his wife's hand to experiment with X-rays. Today we have new equipments, which are capable of providing more and more diagnostic images with lower maintenance costs and shorter lead time for exams. But the ethic question of "Patient s Radioprotection" (Decree Law n.187/00) responds to the hopes in demonstrating how the scientific and technological progress in the health sector has considered the human variables, answering, as a primary duty and responsibility, that the patient's life remains to be a cornerstone of our work, in order to improve his physical condition as well as the quality of the radiographic images produced. In conclusion, it is necessary to consider not only technological changes made for radiological X- Rays devices, first instance procedure in Diagnostic Radiology, but also their relation to the type of patient to evaluate, expressed in terms of body thickness. 1

2 INTRODUZIONE In ottemperanza a quanto stabilito dal D.Lgs. 187/00 in materia di radioprotezione al paziente, l ottimizzazione dei protocolli diagnostici, che il TSRM di concerto con il Medico Radiologo adotta, richiede una conoscenza approfondita delle apparecchiature radiogene ad esso affidate e delle tecniche di utilizzo delle stesse: caratteristiche, qualità e aspetto pratico degli stessi apparecchi non prescindono, però, dalla continua evoluzione cui essi sono soggetti, anche nell ambito di una stessa metodica, e delle caratteristiche psico-fisiche dei soggetti che si sottopongono ad esami di radiodiagnostica e che richiedono per il TSRM che opera capacità di versatilità e competenze indispensabili nell esercizio della propria professione. Gli aspetti prettamente fisici dell interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia introducono il tema della radioprotezione, mandato etico e professionale per il TSRM, alla base delle cui quotidiane azioni vi è la conoscenza degli aspetti tecnologici delle apparecchiature utilizzate in diagnostica per immagini, che deve tener conto del confronto tra sistemi attuali ed obsoleti, per il rispetto etico e deontologico oltre che penalistico del rispetto di limiti di dose (LDR) previsti dalla vigente normativa. La risposta dosimetrica delle diverse tecnologie di radiologia convenzionale, metodica di prima istanza che consente di valutare in maniera rapida ed efficace patologie a carico dell organismo nella sua totalità, mette a confronto le moderne apparecchiature CR (Computed Radiography) e DR (Direct Radiography) con il tradizionale analogico, fondato sul sistema schermo-pellicola, rispetto all esame radiografico convenzionale della diretta addome in un campione eterogeneo di 150 pazienti, al fine di valutare quanto ci si possa affidare alla moderna concezione delle tecnologie a disposizione della radiodiagnostica convenzionale per evitare quanto più possibile il verificarsi di danni da radiazione al paziente od alle generazioni ad esso future. 2

3 MATERIALI E METODI La valutazione della potenziale comparsa di danno a carico del soggetto in seguito all interazione delle radiazioni ionizzanti con l organismo dipende non solo dalla quantità di dose somministrata, Figura 1. Fattori di ponderazione degli organi a rischio. ma anche dal tipo di radiazione utilizzata e dal tessuto (od organo) colpito, che può essere più o meno radiosensibile (vedi Figura 1). La maggior pericolosità delle radiazioni ionizzanti si ha a carico soprattutto delle gonadi in cui una dose prolungata o molto elevata può causare fenomeni di sterilità temporanea o permanente. Figura 2. Rx Diretta Addome in clinostatismo. La scelta della diretta addome (Fig. 2) considera molteplici fattori: essa rappresenta uno degli esami radiologici più importanti ai fini di una diagnostica d urgenza in caso di addome acuto e presenta carichi di lavoro tra i più elevati in radiodiagnostica convenzionale, dosimetricamente più importanti di oltre il 70% rispetto ad un consueto RX torace, per i quali non è consentita una efficace schermatura alle gonadi. 3

4 Tabella 1. tabella utilizzata per la comparazione dei parametri utili allo studio sperimentale condotto. Dei 150 pazienti afferenti alla Radiologia 1 degli OO.RR. di Foggia sono stati ottenuti 50 campionamenti per ogni metodica considerata (vedi Tabella 1), registrando i dati di dose e spessore addominale, misurato direttamente a livello epigastrico considerando i soli dati delle misurazioni in clinostatismo, con l ausilio di un semplice centimetro di cui sono forniti gli apparecchi radiologici, in modo da ottenere omogeneità di spessore, rendendolo una misura oggettiva, diretta ed immediata. Di ogni paziente sono poi stati misurati kv e mas erogati ad una distanza fuoco-detettore costante di 130 cm (per i quali è stato utilizzato l AEC dell apparecchio, che ha agito -grazie all utilizzo della camera a ionizzazione- sui carichi di lavoro aumentando i MAS e lasciando i KV invariati), mentre la misura della dose somministrata è stata calcolata attraverso la registrazione del DAP, da cui si è poi ricavata la ESD (Entrance Skin Dose), che valuta la dose effettiva assorbita dalla pelle del paziente, attraverso la formula: dove: - ESD corrisponde alla dose in ingresso - DAP è espresso in mgy cm² - AREA corrisponde all area di collimazione (nel nostro caso, 35x43cm per l apparecchio Philips e 45x45cm per l apparecchio Kodak). - DFF corrisponde alla distanza fuoco detettore - DFP è la distanza fuoco - paziente, misurata per ogni paziente, insieme ai parametri di esposizione - BSF fattore di retrodiffusione (Back Scattering) che si assume pari a 1,35 4

5 RISULTATI Lo spessore dei pazienti, considerato in rapporto all ESD registrata per ogni singola esposizione, ha portato a significativi risultati su ognuna delle metodiche considerate. Figura 3. Grafico di andamento della E.S.D. nei pazienti studiati con tradizionale analogico, rapportata al loro spessore addominale (misurato in cm). Figura 4. Grafico di andamento della E.S.D. nei pazienti studiati con radiologia computerizzata, rapportata al loro spessore addominale (misurato in cm). 5

6 Figura 5. Grafico di andamento della E.S.D. nei pazienti studiati con radiologia digitale diretta, rapportata al loro spessore addominale (misurato in cm). Figura 6. Deviazione Standard dei campionamenti ottenuti (riguardo il rapporto E.S.D./spessore), dalla quale si evince una minore linearità di risposta del sistema digitale CR, specie dovuta al dose-creep ad alti spessori. Mentre le ESD dei 50 campionamenti sul tradizionale analogico (vedi Figura 3) hanno mostrato una corrispondenza piuttosto lineare tra l aumento di spessore addominale e l aumento della dose erogata dalla macchina, rendendolo particolarmente sensibile a bassi spessori (con dose radiante prossima allo zero), la dispersione dei dati determinata invece dal sistema Computerizzato CR (Fig. 4) mostra che la riposta dosimetrica presenta una deviazione standard che porta l apparecchio ad 6

7 impazzire soprattutto a spessori maggiori di 35cm: è proprio qui che lo stesso si mostra il peggiore in assoluto, trovando peraltro nel DR un più che valido concorrente (Fig. 5), la cui linearità di risposta mostra un ottima sensibilità all aumento di spessore, nonostante la dose erogata a bassi spessori risulti tuttavia piuttosto elevata -ma di certo inferiore al suo predecessorerivelandosi un ottima risorsa dosimetrica, iconografica e quantitativa (grazie alla rapidità di esecuzione degli esami) della diagnostica per immagini convenzionale. Figura 7. Confronto grafico delle rette di linearità (derivanti dai risultati ottenuti nel rapporto E.S.D./spessore) nei pazienti e nelle metodiche oggetto di studio. In blu: retta di linearità del tradizionale analogico; In rosso: retta di linearità del CR; In verde: retta di linearità del DR. Dal confronto tra le risposte dosimetriche, si può ben notare come le rette di linearità di ciascuna metodica tendono ad incrociarsi tra i 30-35cm (considerabile quale lo spessore di un normotipo) per poi seguire la propria specifica pendenza. Dalla loro analisi, complessivamente la dose più bassa riscontrata viene fornita dai sistemi DR, con una riduzione del 31% di dose efficace rispetto alla pellicola tradizionale e del 44% rispetto al CR, che ad elevati spessori tendono verso un dose creep non indifferente alla radioprotezione del paziente. 7

8 CONCLUSIONI Nel complesso, pur considerando l eterogenicità della misura, i 150 campionamenti ottenuti non hanno superato i limiti di dose al paziente (di 10 mgy) previsti dagli LDR (riportati in figura 8), nonostante ad essi si siano avvicinati pericolosamente, soprattutto nelle valutazioni dosimetriche dell apparecchio CR. Figura 8. Livelli Diagnostici di Riferimento previsti dal D.Lgs.187/00 in materia di radioprotezione, dei quali è da considerarsi l'ldr dell Addome (il cui limite di dose erogabile in corso di esecuzione dell'esame RX non deve superare i 10mGy) Un risultato, questo, che dal punto di vista radioprotezionistico non va affatto sottovalutato: l esecuzione di una radiografia dell addome comporta un inevitabile esposizione delle gonadi - senza dubbio l organo più radiosensibile del corpo- ed il 47% dei pazienti di cui sono state misurate le esposizioni ha un età compresa tra i 19 ed i 45 anni, con un maggior rischio di sviluppo di tumori radioindotti o danni genetici che possono manifestarsi alla progenie. Se ai risultati ottenuti volessimo azzardare una stima di aumento dosimetrico ad alti spessori (Vedi Figura 9), proiettando le rette di linearità oltre i 45 cm, si può ben immaginare come l andamento di dose porti ad un impennata di dose soprattutto negli Analogico e Computerizzata, mostrando come la Digitale 8

9 risulti il giusto compromesso, qualitativo oltre che quantitativo, grazie alla sua relativamente bassa esposizione a piccoli spessori ed una limitata pendenza ad alti spessori. Figura 9. Previsione di confronto nelle rette di linearità delle metodiche considerate con spessori superiori a 45cm. In blu: tradizionale analogico; In rosso: CR; In verde: DR. Considerando quindi la variazione dei protocolli di imaging tra i servizi, le istituzioni ed i vari modelli di apparecchi radiogeni, e non tenendo conto della qualità delle immagini radiografiche prodotte, ma basandosi unicamente sulla refertabilità delle stesse, considerate anche le condizioni di una diagnostica rapida quale deve essere quella di un Pronto Soccorso, è necessaria da parte del TSRM operante l ottimizzazione dei protocolli diagnostici per pazienti il cui spessore superi i 35cm (laddove le linearità prendono pendenze diverse), concentrandosi su produttività e qualità diagnostica senza prescindere dal fondamentale tema radioprotezionistico, di interesse tecnico quanto clinico e fisico, anche se spesse volte c è purtroppo un importante mismatch tra il fattore qualità ed il risparmio della dose al paziente. Se il protocollo diagnostico viene eseguito con i dovuti accorgimenti ed ottimizzato, i livelli di riferimento non sono superati, la dose si mantiene bassa ed il rischio di arrecare danno si riduce, ma allo stesso tempo l ottimizzazione di un protocollo diagnostico che tenga conto della tecnica del TSRM responsabile delle indagini deve essere efficiente per la riduzione dei carichi di lavoro e necessita di impegno e collaborazione da parte di tutte le figure professionali costituenti il sistema, primo tra tutti lo stesso TSRM, anello di congiunzione tra il clinico ed il paziente. 9

10 Bibliografia 1. ICRP Official Site: novembre DECRETO LEGISLATIVO 26 maggio 2000, n. 187, Attuazione della direttiva 97/43/Euratom in materia di protezione sanitaria delle persone contro i pericoli delle radiazioni ionizzanti connesse ad esposizioni mediche 3. dicembre L. Pierotti, M. Bertolini, A. Nitrosi (et al.), Le Linee guida AIFM per i Controlli di Qualità in Radiografia Digitale: stato dell arte, gennaio G. Borasi, A. Nitrosi, M. Bertolini, D. Tassoni, I rivelatori per radiografia digitale: principi generali, metodi di valutazione, analisi comparata, gennaio Federazione Nazionale dei Collegi Professionali TSRM, Codice Deontologico del Tecnico Sanitario di Radiologia Medica, Decreto Ministeriale 26 settembre 1994, n. 746, PROFILO PROFESSIONALE TECNICO SANITARIO DI RADIOLOGIA MEDICA 8. CRCPD s Committee on Quality Assurance in Diagnostic X-ray, Dose-Area Product (DAP), Reviewed/Republished on September 2008, 9. European Commission. Radiation protection 118: referral guidelines for imaging, febbraio E. Benassi, INDAGINI CON DIFFERENTI TECNOLOGIE RX. DOSE PER PAZIENTE, tesi di laurea in Ingegneria Clinica, ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna, a.a. 2011/ D. Caramella, F. Paolicchi, L. Faggioni, la dose al paziente in diagnostica per immagini, Springer Milano, M. Doronzo, Sistemi digitali: indagine sperimentale sulle variazioni dosimetriche, tesi di laurea in TRMIR, Università degli Studi di Foggia, a.a. 2009/ M. Mazzilli, OTTIMIZZAZIONE DEL PROTOCOLLO DI STUDIO RADIOLOGICO DEL TORACE, tesi di laurea in TRMIR, Università degli Studi di Foggia, a.a. 2010/ S. Sandri, Etica, Principi e Norme della Radioprotezione dalle radiazioni ionizzanti nell utilizzo diagnostico e terapeutico, tesi di Master in TRMIR, Dosimetry in Diagnostic Radiology: an international code of Practice, Technical Report series n 457, IAEA 16. M. Doronzo, R. Terlizzi, Sistemi digitali: analisi valutativa sui potenziali aumenti di dose da dose creep e saturazione dei rivelatori, Articolo di Revisione Healthcare Professional Journal Vol.1, N. 1-4, G. Zonca, E. Pignoli, C. Benetti, L. Paglia, La radioprotezione del paziente: dosi a confronto, marzo