Radiazioni Ionizzanti aspetti sanitari

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1 Radiazioni Ionizzanti aspetti sanitari

2 sorgenti di radiazione Macchine radiogene Generatori di raggi X per diagnostica e/o terapia tubo sotto vuoto filamento - HV + elettroni Raggi X LINAC : acceleratori lineari di elettroni Essi sono presenti in molti ospedali per la terapia antitumorale. Producono fasci di elettroni di energia relativamente alta, che può raggiungere la decina di MeV mannelli 2/96

3 Interazione radiazioni - materia Le particelle α, β e γ emesse dalla sorgenti radioattive, i raggi X delle macchine radiogene e gli elettroni dei LINAC interagiscono con i materiali nei quali si propagano (es. aria, materiali biologici, ) Lungo il loro percorso cedono frazioni della loro energia agli elettroni del mezzo attraversato Le modalita di interazione sono molto diverse a seconda che si parli di particelle cariche: α o elettroni oppure di particelle neutre: raggi X, fotoni e neutroni I neutroni sono generati da interazioni degli elettroni accelerati dai LINAC con i materiali da essi colpiti I neutroni costituiscono un ulteriore sorgente di radiazioni dalla quale proteggere lavoratori profess. esposti e popolazione 2007 mannelli 3/96

4 Particelle cariche: Range Si chiama Range (o percorso) lo spessore penetrato da una particella all interno di un materiale prima di arrestarsi A parità di energia particelle cariche pesanti (protoni e α) sono molto meno penetranti degli elettroni: il loro range e circa 1000 volte piu corto Depositano quindi la stessa quantità di energia in un volume di materia estremamente più piccolo: per questo motivo il danno biologico associato alle particelle cariche pesanti e maggiore di quello associato agli elettroni e ± p, α 2007 mannelli 4/96

5 Effetti biologici delle radiazioni LE RADIAZIONI IONIZZANTI RAPPRESENTANO IL FATTORE DI RISCHIO MAGGIORMENTE STUDIATO IN AMBITO DI RAPPORTO ESPOSIZIONE-EFFETTO. LA MAGGIOR PARTE DELLE EVIDENZE SONO BASATE SU ESPOSIZIONI NEI: SOPRAVVISSUTI DI HIROSHIMA E NAGASAKY PAZIENTI SOTTOPOSTI A TRATTAMENTI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI ESPOSIZIONI LAVORATIVE (MINATORI) INCIDENTI NUCLEARI 2007 mannelli 5/96

6 Effetti biologici delle radiazioni Danni a carico delle membrane cellulari Danni a carico degli organuli citoplasmatici (mitocondri, lisosomi) Danni a carico delle macromolecole cellulari Danni a carico del DNA diretti indiretti (mediati da radicali liberi) 2007 mannelli 6/96

7 Rischi da radiazioni ionizzanti: irraggiamento: Sorgente esterna all organismo Le radiazioni incidono sul lavoratore Contaminazione interna: Sorgente entra nell organismo a seguito di Ingestione, inalazione, mannelli 7/96

8 Contaminazione interna: ingestione inalazione esalazione cute polmoni linfonodi ferita apparato gastro intest. polmoni e liquidi intercell. tiroide..... ossa fegato reni feci urine 2007 mannelli 8/96

9 Il genere umano è da sempre esposto a varie forme di radiazione naturale costituite dai raggi cosmici e da tutti gli elementi radioattivi naturali ( 40 K, gas Radon, Uranio, Torio, Radio, ecc. ecc.). Comunque i livelli di radiazione naturali sono troppo deboli per mettere in luce gli effetti dannosi delle radiazioni 2007 mannelli 9/96

10 Le lesioni da incorporazione di sostanze radioattive furono scoperte più tardi, attorno agli anni 20 quando si manifestarono necrosi e tumori ossei al mascellare di operaie che durante la prima guerra mondiale erano state addette a dipingere le lancette ed il quadrante di orologi luminescenti con vernici contenti sali di Radio: esse avevano ingerito le vernici facendo la punta ai piccoli pennelli inumidendoli con le labbra, gesto frequentemente ripetuto durante il lavoro. Inoltre si notò che i minatori che lavoravano nelle miniere di cobalto della Sassonia e nelle miniere di pecblenda in Cecoslovacchia, entrambe contenti grosse percentuali di uranio, soffrivano di cancro ai polmoni con una percentuale trenta volte più elevata che il resto della popolazione: oggi è noto che questi lavoratori erano vittime di esposizione interna al gas Radon ed ai suoi figli, prodotti di decadimento dell uranio: la concentrazione di Radon emesso dalle pareti dei tunnel nell aria respirata, soprattutto a causa della scarsa ventilazione, è estremamente elevata in miniera. Oggi per legge è imposta una ventilazione forzata delle miniere e turni di lavoro limitati per i minatori mannelli 10/96

11 standard di radioprotezione Effetto Dai dati sperimentali?? dose Nella zona a basse dosi gli effetti sono immisurabili L ICRP assume che una dose, comunque piccola, produce un danno: non vi e soglia, la curva passa per l origine 2007 mannelli 11/96

12 Le raccomandazioni dell ICRP nessuna attività umana deve essere accolta a meno che la sua introduzione produca un beneficio netto e dimostrabile ogni esposizione alle radiazioni deve essere tenuta Tanto bassa quanto è ragionevolmente ottenibile in base a Considerazioni sociali ed economiche principio ALARA : As Low As Reasonably Achievable l equivalente di dose ai singoli individui non deve superare i limiti raccomandati I tre principi devono essere applicati in sequenza: si passa cioè al secondo quando si sia verificato il primo, e al terzo quando si sia verificato anche il secondo mannelli 12/96

13 radioattività l'unità di misura è il Sievert (Sv). Di uso più comune è il sottomultiplo millisievert (msv), pari a un millesimo di Sv. Ad esempio, una radiografia al torace comporta l'assorbimento di una dose di circa 0,14 msv. La dose annualmente assorbita da ogni individuo per effetto della radioattività naturale è in media di 2,4 msv per anno mannelli 13/96

14 Sulla base dei dati sperimentali relativi ad alte dosi e assumendo una relazione lineare dose-effetto, si ricava l indice di rischio globale (RIM) RIM = eventi gravi per Sv ricevuto Distinto rispettivamente in: Sv -1 per la cancerogenesi Sv -1 per gli effetti ereditari Cosa significa? Vediamo un esempio Un tecnico radiologo operante in un servizio di radiologia ospedaliero assume in media 0.2 msv/anno: quale e la probabilita p che, alla fine del suo periodo lavorativo, contragga una grave malattia? Poiche il periodo lavorativo e pari a 50 anni, la Dose totale assunta nell arco dell intero periodo lavorativo varra : H = [0.2 msv/anno] [50 anni]= 10 msv = Sv P = H RIM = Cioe, in media, solo un tecnico su sedicimila si ammala. Equivale ad aver fumato in tutta la vita solo 90 sigarette 2007 mannelli 14/96

15 I limiti di dose L ICRP distingue due categorie: a) Gli individui esposti per motivi professionali b) La popolazione nel suo insieme Il limite per i lavoratori professionalmente esposti e : 100 msv in 5 anni (cioe in media 20 msv/anno) Supponendo un periodo lavorativo di 50 anni, il lavoratore alla fine della attivita potra al massimo aver assorbito 1 Sv Poiche il RIM = eventi gravi per Sv ricevuto per questo lavoratore esistera una probabilita dello 1.65% di contrarre una malattia grave dipendente dalla sua intera attivita lavorativa (50 anni) Stiamo parlando di probabilita, non di certezza 2007 mannelli 15/96

16 I limiti di dose L ICRP distingue due categorie: a) Gli individui esposti per motivi professionali b) La popolazione nel suo insieme Il limite di dose per le persone del pubblico è: 1 msv per anno solare Questo valore coincide con quello dovuto alla radioattivita naturale (raggi cosmici, 222 Rn, 40 K, 14 C, ) Esiste una probabilita su di contrarre durante l intera vita una grave malattia per esposizione naturale a dosi di 1 msv/anno 2007 mannelli 16/96

17 Mutazioni La cellula mutata può andare incontro a: morte programmata le mutazioni sono incompatibili con la sopravvivenza cellulare a lungo termine morte riproduttiva la cellula sopravvive fino alla fine del proprio ciclo vitale ma non è più in grado di dividersi sopravvivenza la cellula mutata può dividersi e trasmettere le mutazioni acquisite alle cellule figlie neoplasie 2007 mannelli 17/96

18 Sensibilità alle radiazioni ionizzanti Le cellule più radiosensibili sono quelle: in piena attività mitotica midollo osseo epiteli tumori (radioterapia) le linee cellulari meno differenziate tessuti embrionari (Legge di Bergonie e Tribondeau) Eccezione sono: Linfociti (fase G0) Oociti Cellule staminali midollari 2007 mannelli 18/96

19 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti Gli effetti deterministici sono dovuti all irradazione di tutto il corpo oppure localizzata in alcuni tessuti, la quale produce inattivazione cellulare in grado tale da non poter essere compensata dalla proliferazione delle cellule che sopravvivono. La perdita di cellule che ne risulta può causare una perdita di funzioni grave e clinicamente rillevabile in un tessuto od organo mannelli 19/96

20 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti Vi è una soglia al di sotto della quale la perdita di cellule è troppo piccola per produrre una perdita funzionale clinicamente rilevabile del tessuto o dell organo (effetto clinicamente silente) severità Dose soglia dose 2007 mannelli 20/96

21 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti Certi tessuti, come tipicamente il midollo osseo, hanno delle cellule progenitrici ( staminali) a divisione rapida ed in essi il danno si manifesta come un effetto immediato. Altri tessuti, come il fegato, hanno invece tipicamente dei bassi ratei di rinnovamento cellulare e il danno viene espresso sotto forma di effetti tardivi, quando le cellule si dividono mannelli 21/96

22 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti PRECOCI Localizzati Danno a singoli organi e/o tessuti: Alterazioni funzionali e/o morfologiche in giorni e settimane Generalizzati Sindrome Acuta da Radiazioni 2007 mannelli 22/96

23 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti RITARDATI - Dermatite da Radiazioni - Cataratta da Radiazioni - Effetti Teratogeni 2007 mannelli 23/96

24 Radiosensibilità dei diversi tessuti MOLTO RADIOSENSIBILE MEDIAMENTE RADIOSENSIBILE SCARSAMENTE RADIOSENSIBILE Tessuto linfatico Midollo osseo Epiteli Gonadi Tessuti embrionali Pelle Endoteli Polmoni Reni Fegato Cristallino SNC Muscoli Osso e cartilagine Tessuto connettivo 2007 mannelli 24/96

25 Patologia deterministica cutanea Radiodermatosi (cute del radiologo) Consegue ad esposizioni protratte a dosi di radiazioni alle mani tipiche dell epoca eroica della radiologia. Clinicamente è caratterizzata da invecchiamento precoce della pelle con assottigliamento generalizzato del sottocute, ipercheratosi irregolare, perdita degli annessi, teleangectasie, onicopatia. Frequente è la degenerazione neoplastica epiteliomatosa del quadro cutaneo mannelli 25/96

26 Patologia deterministica oculare Cataratta da radiazioni ionizzanti Non è possibile diagnosticare una cataratta da radiazioni se non in base alla dose ricevuta dal cristallini, essendo le opacità da raggi morfologicamente indistinguibili da altre forme precedentemente elencate Opacità centrali o periferiche di natura congenita o acquisita sono presenti nel 25% circa della popolazione Non esiste un maggior rischio di peggioramento di cataratte pregresse in seguito ad esposizione a R.I mannelli 26/96

27 Patologia deterministica esposizione tb Sindrome acuta da radiazioni (sar- ars) E l effetto deterministico più grave dell esposizione a R.I. Segni e sintomi isolati non sono specifici, ma presentandosi collettivamente divengono assai suggestivi Una combinazione di segni e sintomi compare in fasi successive ore e giorni dopo l esposizione - Fase prodromica - Fase di latenza - Fase clinica - Fase di risoluzione (o morte) 2007 mannelli 27/96

28 Effetti deterministici delle radiazioni ionizzanti LA PREVENZIONE DEGLI EFFETTI DETERMINISTICI PUO ESSERE EFFICACEMENTE ATTUATA RIDUCENDO L ESPOSIZIONE AL DI SOTTO DELLA DOSE SOGLIA. ALLE DOSI DI ESPOSIZIONE CONSENTITE NON E POSSIBILE LA COMPARSA DI ALCUN EFFETTO DI TIPO DETERMINISTICO NELLA POPOLAZIONE LAVORATIVA mannelli 28/96

29 Effetti stocastici (Leucemie, tumori solidi) Gli effetti stocastici sono dovuti a una modificazione di cellule normali provocata da un evento di ionizzazione ( mutazione non letale) La probabilità che una tale modificazione si verifichi in una popolazione di cellule di un tessuto è proporzionale alla dose. Probabilità dell effetto Basse dosi dose 2007 mannelli 29/96

30 Effetti stocastici Vi sono due classi ben riconosciute di effetti stocastici: La prima riguarda le cellule somatiche e può condurre allo sviluppo di un tumore nella persona esposta; La seconda si verifica nelle cellule dei tessuti germinali e può dare luogo a disordini ereditari nei discendenti delle persone irradiate mannelli 30/96

31 Processo multistep di induzione neoplastica Se le cellule sono esposte a dosi elevate di radiazioni ad elevata intensità esse vengono uccise dalle radiazioni ed eliminate dalle cellule sopravvissute (fagocitosi) Se l esposizione è a basse dosi a bassa intensità normalmente ha luogo una riparazione del danno e la cellula ritorna al normale ciclo cellulare. Tuttavia se la riparazione introduce degli errori (mutazioni) la cellula, pur rimanendo vitale, muta e non è più in grado di svolgere le sue abituali funzioni mannelli 31/96

32 Processo multistep di induzione neoplastica le cellule mutate possono formare linee precancerose senza mostrare alcun segno clinico o di laboratorio. Quando interviene un secondo fattore (fisico, chimico, virale,ecc.) si può avere la promozione dallo stadio precanceroso al cancro iniziale (in situ) sempre in assenza di segni clinici. Con la successiva azione di qualsiasi altro agente inducente il cancro in situ potrà progredire a cancro clinicamente manifesto, con possibili ripetizioni metastatiche per via linfoematogena mannelli 32/96

33 Effetti sul prodotto del concepimento TIPICI EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULL EMBRIONE Morte embrionale, fetale o neonatale Ritardo della crescita intrauterina Malformazioni congenite 2007 mannelli 33/96

34 D.Lgs. 17 marzo 1995, n. 230 Normativa Attuazione delle direttive Euratom in materia di protezione dalle radiazioni ionizzanti integrato con il D.Lgs. 26 maggio 2000, n.241 integrato e corretto con il D.Lgs. 9 maggio 2001, n mannelli 34/96

35 Grandezze radioprotezionistiche: I rischi derivanti dall esposizione a radiazioni ionizzanti sono proporzionali non solo alla dose assorbita ma al tipo di radiazione incidente ed alla radiosensibilità dei tessuti ed organi irradiati. 1) Si introduce un fattore di qualità della radiazione Q e si definisce l equivalente di dose, H H = QD I valori di Q sono fissati attraverso il LET; nel caso in cui le cessioni di energia avvengo con un certo spettro di valori di L, si fa ricorso ad un valore efficace Unità di misura è il Sievert 1 Sv = 1 J kg -1 L in acqua (kev/m m) 3.5 o meno Q o più mannelli 35/96 Q Q 1 = Q( L ) D( L ) d( L D LET: energia ceduta dalle particelle cariche per unità di percorso )

36 Dose assorbita Il concetto del fattore di qualità e della dose equivalente devono essere applicati solo a basse dosi. Quando le dosi ricevute eccedono i limiti raccomandati, le valutazioni radioprotezionistiche devono essere effettuate in termini di dose assorbita. La dose assorbita si misura in gray, Gy. Un gray corrisponde all'assorbimento di un joule in un kg di materia (1 Gy = 1 J kg-l) mannelli 36/96

37 esperto qualificato esperto qualificato: persona che possiede le cognizioni e l'addestramento necessari sia per effettuare misurazioni, esami, verifiche o valutazioni di carattere fisico, tecnico o radiotossicologico, sia per assicurare il corretto funzionamento dei dispositivi di protezione, sia per fornire tutte le altre indicazioni e formulare provvedimenti atti a garantire la sorveglianza fisica della protezione dei lavoratori e della popolazione. La sua qualificazione è riconosciuta secondo le procedure stabilite nel D.Lgs. 17 marzo 1995, nr mannelli 37/96

38 Abilitazione degli esperti qualificati: elenco nominativo 1. Con decreto del Ministro del lavoro e della previdenza sociale, di concerto con il Ministro della sanità, è istituito, presso l'ispettorato medico centrale del lavoro, un elenco nominativo degli esperti qualificati, ripartito secondo i seguenti gradi di abilitazione: a) abilitazione di primo grado, per la sorveglianza fisica delle sorgenti costituite da apparecchi radiologici che accelerano elettroni con tensione massima, applicata al tubo, inferiore a 400 kv, b) abilitazione di secondo grado, per la sorveglianza fisica delle sorgenti costituite da macchine radiogene con cnergia degli elettroni accelerati compresa tra 400 kev e 10 MeV, o da materie radioattive, incluse le sorgenti di neutroni la cui produzione media nel tempo, su tutto l'angolo solido, sia non superiore a 104neutroni al secondo; c) abilitazione di terzo grado, per la sorveglianza fisica degli impianti come definiti all'articolo 7 del capo II del presente decreto e delle altre sorgenti di radiazioni diverse da quelle di cui alle lettere a) e b). 2. L'abilitazione di grado superiore comprende quelle di grado inferiore mannelli 38/96

39 Titoli per l'ammissione all'esame di abilitazione per l'iscrizione nell'elenco degli esperti qualificati 9.1. Per l'accesso ai vari gradi di abilitazione previsti dall'articolo 78 sono richiesti: a) per l'abilitazione di primo grado: laurea o diplomi universitari (laurea breve) in fisica, o in chimica, o in chimica industriale o in ingegneria e un periodo di tirocinio di almeno 120 giorni lavorativi presso strutture che utilizzano sorgenti per le quali è richiesta l'abilitazione di I grado e sotto la guida del relativo esperto qualificato. b) per l'abilitazione di II grado: laurea o diplomi universitari (laurea breve) in fisica, o in chimica, o in chimica industriale o in ingegneria, il periodo di tirocinio di cui al punto a) ed un periodo di tirocinio di almeno 120 giorni lavorativi presso strutture che utilizzano sorgenti per le quali è richiesta l'abilitazione di II grado e sotto la guida del relativo esperto qualificato. c) per l'abilitazione di III grado: laurea in fisica, o in chimica o in chimica industriale o in ingegneria, i periodi di tirocinio di cui ai punti a) e b) ed un periodo di tirocinio di almeno 120 giorni lavorativi presso strutture che utilizzano acceleratori di elettroni di energia superiore a 10 MeV o acceleratori di particelle diverse dagli elettroni, o presso impianti di cui al Capo VII, sotto la guida del relativo esperto qualificato mannelli 39/96

40 Campo di applicazione (art. 1) Le disposizioni del decreto si applicano: Comma b...a tutte le pratiche che implicano un rischio dovuto a radiazioni ionizzanti provenienti da una sorgente artificiale o da una sorgente naturale al funzionamento di macchine radiogene 2007 mannelli 40/96

41 Principi concernenti le pratiche (art. 2) I nuovi tipi o le nuove categorie di pratiche che comportano una esposizione a radiazioni devono essere giustificate dai loro vantaggi rispetto al detrimento sanitario che ne può derivare (Giustificazione) Qualsiasi pratica deve essere svolta in modo da mantenere l esposizione al livello più basso ragionevolmente ottenibile (Ottimizzazione) La somma delle dosi derivanti da tutte le pratiche non deve superare i limiti di dose stabiliti per i lavoratori esposti, gli apprendisti, gli studenti e gli individui della popolazione (Limitazione) 2007 mannelli 41/96

42 Limitazione delle dosi Limiti massimi fissati per i lavoratori. Devono essere tali da: rendere impossibile lo sviluppo di effetti deterministici (inferiori alla dose soglia) rendere improbabile lo sviluppo di effetti stocastici (livello più basso ragionevolmente possibile) I limiti di dose sono diversi per le differenti categorie di soggetti (popolazione generale, lavoratori) 2007 mannelli 42/96

43 Capo VIII Protezione sanitaria dei lavoratori Si applica a: Lavoratori subordinati Lavoratori ad essi equiparati Apprendisti Studenti Allievi di istituti di istruzione ed universitari 2007 mannelli 43/96

44 Lavoratori Esposti (All. III) Coloro che a causa della specifica attività svolta sono suscettibili di superare in un anno solare uno o più dei seguenti valori di esposizione: 1 msv di Dose Efficace 15 msv di Dose Equivalente per il Cristallino 50 msv di Dose Equivalente per: cute estremità 2007 mannelli 44/96

45 Classificazione dei lavoratori esposti I lavoratori esposti sono classificati in: categoria A categoria B a seconda che siano suscettibili di superare (cat. A) uno dei seguenti valori di esposizione: 6 msv di Dose Efficace 45 msv di Dose Equivalente per il Cristallino 150 msv di Dose Equivalente per cute estremità 2007 mannelli 45/96

46 Limiti di dose per i Lavoratori esposti (categoria A e B) 20 msv di Dose Efficace 150 msv di Dose Equivalente per il Cristallino 500 msv di Dose Equivalente per cute estremità La verifica del non superamento delle dosi limite viene effettuata dall Esperto Qualificato mediante lettura dei dosimetri individuali mannelli 46/96

47 Disposizioni per le lavoratrici madri (art. 69) le donne gestanti non possono svolgere attività che le espongano in zone classificate o comunque attività che potrebbero esporre il nascituro ad una dose che ecceda 1 msv durante il periodo di gravidanza E fatto obbligo alle lavoratrici di notificare al DDL il proprio stato di gestazione, non appena accertato. E vietato adibire le donne che allattano ad attività comportanti un rischio di contaminazione (radioisotopi) 2007 mannelli 47/96

48 Classificazione delle aree di lavoro Zona Classificata: qualsiasi zona sottoposta a regolamentazione ai fini della radioprotezione Zona Sorvegliata: qualsiasi zona nella quale sia possibile il superamento di uno qualsiasi dei valori limite per la classificazione di lavoratore esposto di categoria B Zona Controllata: qualsiasi zona nella quale sia possibile il superamento di uno qualsiasi dei valori limite per la classificazione di lavoratore esposto di categoria A L accesso alla zona Controllata è segnalato e regolamentato da apposite procedure scritte mannelli 48/96

49 Sorveglianza Medica Il DDL deve provvedere ad assicurare mediante uno o più Medici Autorizzati la sorveglianza medica dei lavoratori esposti, degli apprendisti e degli studenti. La Sorveglianza Medica viene condotta mediante visite mediche: preventive periodiche annuali (categoria B) semestrali (categoria A) Sorveglianza medica eccezionale a fine rapporto di lavoro I lavoratori hanno l obbligo di sottoporsi a visita di sorveglianza medica 2007 mannelli 49/96

50 Sorveglianza Medica La sorveglianza medica costituisce una misura di tutela specifica del lavoratore nei confronti del rischio da Radiazioni Ionizzanti Si attua mediante visite mediche programmate e controlli strumentali, di laboratorio e specialistici atti a valutare: Stato di salute generale Funzionalità di organi ed apparati critici per l esposizione Eventuali condizioni di ipersuscettibilità individuale 2007 mannelli 50/96

51 Gli strumenti di rivelazione delle radiazioni Dosimetri ambientali Dosimetri personali Rivelatori a gas Camera a ionizzazione, contatore geiger emulsioni fotografiche Dosimetri a termoluminescenza 2007 mannelli 51/96

52 Principio di funzionamento dei rivelatori a gas La radiazione ionizza le molecole del gas di riempimento Gli ioni + e gli elettroni sono accelerati dal campo elettrico Interno al rivelatore e raccolti dalle armature La carica raccolta Q induce una differenza di potenzialeai capi del condensatore di capacita C V = Q/C Dalla misura di V si risale a Q e quindi alla Esposizione 2007 mannelli 52/96

53 Principio di funzionamento dei rivelatori a gas funzionano con questo principio: Contatori Geiger Camere ad ionizzazione Penne dosimetriche individuali 2007 mannelli 53/96

54 Rivelatori a gas: camere ad ionizzazione 2007 mannelli 54/96

55 Rivelatori a gas: penne dosimetriche individuali 2007 mannelli 55/96

56 Emulsioni fotografiche Una emulsione fotografica irradiata viene impressionata come nel caso della luce visibile e annerisce L annerimento e proporzionale alla dose Si ottiene la misura della dose integrale assorbita dalla pellicola durante l intero periodo di esposizione 2007 mannelli 56/96

57 Vari tipi di film-badge Devono essere SEMPRE portati al seguito Una volta letti, costituiscono un documento Stabile ed archiviabile della dose ricevuta 2007 mannelli 57/96

58 Dosimetri a termoluminescenza (TLD) Principio fisico di funzionamento Termoluminescenza = emissione di luce, a seguito di riscaldamento da parte di alcuni materiali isolanti (CaF 2, LiF, ecc.) 2007 mannelli 58/96

59 Struttura a bande di un isolante Banda conduzione Energia Banda proibita Banda valenza L energia impartita dalla radiazione libera l elettrone dal legame Atomico e lo porta nella banda di conduzione mannelli 59/96

60 Struttura a bande di un isolante Banda conduzione Energia Banda proibita Banda valenza La maggior parte degli elettroni ritornano a legarsi alle lacune dopo aver migrato nel cristallo (luminescenza) 2007 mannelli 60/96

61 Struttura a bande di un isolante Banda conduzione Energia trappola Banda proibita Banda valenza Qualcuno resta intrappolato in livelli metastabili della banda proibita 2007 mannelli 61/96

62 Struttura a bande di un isolante Banda conduzione Energia trappola Banda proibita Banda valenza Finche il cristallo non viene riscaldato (lettura). L energia termica somministrata libera l elettrone dalla trappola. Essoritornaallabanda divalenzae nel processo viene emessa luce (Termoluminescenza) 2007 mannelli 62/96

63 La fase di lettura del dosimetro consiste quindi nel suo riscaldamento Un fotomoltiplicatore legge la luce emessa Proporzionale al numero di elettroni intrappolati Proporzionale alla dose assorbita 2007 mannelli 63/96

64 Alcuni tipi di dosimetri TLD 2007 mannelli 64/96

65 Dispositivi di protezione e monitoraggio individuali 2007 mannelli 65/96

66 Fonti di rischio in attivita radiologica Fascio primario Fonte di rischio maggiore D corrente tempo D dipende fortemente da kv 2007 mannelli 66/96

67 Fonti di rischio in attivita radiologica Radiazione diffusa di gran lunga meno intenso del fascio primario La sua intensita e inferiore allo 0.1% dell intensita del fascio primario 2007 mannelli 67/96

68 Fonti di rischio in attivita radiologica Radiazione di fuga Per una buona macchina RX, la Radiazione di fuga deve essere Inferiore ad 1 mgy/h ad 1 metro 2007 mannelli 68/96

69 Rischio da irraggiamento esterno La definizione e la quantificazione del rischio da irradiazione esterna non puo prescindere da tre elementi fondamentali: 1. tempo (durata dell esposizione): determina in maniera lineare, a parita di condizioni di esposizione, l intensita dell esposizione e conseguentemente del rischio radiologico; 2. distanza: la dose di radiazioni segue la legge dell inverso del quadrato della distanza rispetto al punto di emissione: D 1 r 1 2 = D 1 r 1 2 dove D 1 e l intensita di dose alla distanza r 1 dalla sorgente e D 2 e l intensita di dose alla distanza r 2 dalla sorgente (esempio: passandodalladistanzadi1m a quelladi2 m, l intensitadidosesi riduce di un fattore 4) 2007 mannelli 69/96

70 3. disponibilità di schermature: la radiazione viene attenuata a seguito dell interazione con il materiale con cui interagisce; pertanto, la dose da radiazione in un punto viene ridotta interponendo del materiale tra la sorgente e il punto d interesse. La quantita e il tipo di materiale necessario dipende dal tipo della radiazione: ad esempio le radiazioni X sono penetranti e, nel caso di energie elevate, richiedono spessori considerevoli di piombo (Pb) 2007 mannelli 70/96

71 l uso di un grembiule in gomma piombifera di spessore equivalente a 0.25 mm, riduce da 10 a 20 volte la dose assorbita e conseguentemente il rischio professionale l uso di occhiali anti-x, quando prescritto, porta a livelli trascurabili la dose assorbita dal cristallino mannelli 71/96

72 le procedure radiografiche tradizionali Durante l attivita radiologica tradizionale, il personale staziona normalmente in un box comandi schermato: un progetto ottimizzato di una sala radiologica garantisce che la dose efficace assorbita dall operatore sia mediamente dell ordine di 0.1 µsv/radiogramma. Anche utilizzando RX portatili per esami su pazienti allettati si puo stimare un campo di radiazioni dovuto alla radiazione diffusa variabile da 0.4 a 1 µsv/radiogramma a 1 m Lavoratore Categoria A: 80 radiografie al giorno 2007 mannelli 72/96

73 TAC 2007 mannelli 73/96

74 TAC In tomografia computerizzata le dosi al paziente possono essere elevate (dipendentemente dallo spessore dello strato e dal numero di strati) ma le dosi efficaci assorbite dal personale in sala comandi risultano di solito estremamente basse. Per il personale alla console di una TAC la tomografia computerizzata non rappresenta una significativa fonte di rischio. solo in esami particolari, in cui e necessario lo stazionamento nelle vicinanze del gantry, il personale e interessato a campi di radiazioni rilevanti (da 5 a 20 µgy/strato) mannelli 74/96

75 Mammografia Per quanto attiene le procedure mammografiche: con apparecchiature dedicate e procedure ottimizzate le esposizioni lavorative risultano di assoluta irrilevanza radioprotezionistica mannelli 75/96

76 Radiologia dentale Per quanto attiene le procedure di radiologia dentale: con apparecchiature dedicate e procedure ottimizzate le esposizioni lavorative risultano di assoluta irrilevanza radioprotezionistica mannelli 76/96

77 Medicina nucleare La Medicina nucleare si occupa dello studio della morfologia e della funzionalita dialcuniorganidel corpoumano, utilizzandosorgentiγ emittenti non sigillate (energia dei fotoni emessi: da 100 a 400 kev circa). La parte "in vivo" comprende Scintigrafie e Pet. La parte "in vitro" comprende il Laboratorio Analisi mannelli 77/96

78 Radioimmunologia R.I.A mannelli 78/96

79 2007 mannelli 79/96

80 Ai fini della protezione dei lavoratori in esso operanti, un Laboratorio RIA deve essere dotato di: sistema di ventilazione adeguato alla tipologia e alle quantita di sostanze radioattive in esso utilizzate; una cappa pavimenti a sguscio e superfici lavabili per facilitare le operazioni di decontaminazione; adeguata strumentazione di monitoraggio della contaminazione superficiale (monitor per contaminazioni superficiali); deposito per lo stoccaggio e il decadimento di rifiuti liquidi e solidi radioattivi, prima del loro smaltimento. Di solito il rischio di irradiazione esterna e praticamente trascurabile in tali attivita a meno che non si utilizzino beta emettitori di alta energia; ai fini della protezione dai rischi di irradiazione interna e indispensabile utilizzare tutti i dispositivi di protezione individuali disponibili e in particolare guanti monouso da utilizzare durante la manipolazione del tracciante mannelli 80/96

81 Esame scintigrafico L esame scintigrafico viene effettuato somministrando al paziente, principalmente per via endovenosa, una sostanza radioattiva legata ad un composto chimico (tracciante) diverso a seconda dell'organo che si desidera studiare mannelli 81/96

82 Alla base della formazione di una immagine scintigrafica e la possibilita, accostando al corpo del paziente un rivelatore di radiazioni, di rivelare i fotoni emessi dallasostanzasomministrata; i segnali prodotti dal rivelatore, opportunamente processati da un sistema elettronico, forniscono a video l immagine della distribuzione del tracciante. L insieme costituito dal rivelatore e dal sistema elettronico di elaborazione del segnale viene chiamato comunemente gamma camera mannelli 82/96

83 Cosa è la PET? La PET è l acronimo di Tomografia ad Emissione di Positroni, una metodica diagnostica di medicina nucleare che si basa sull impiego di traccianti marcati con isotopi positron-emittenti prodotti da ciclotroni compatti ad uso medico. Lo strumento per acquisire le immagini è il tomografo PET. Questa apparecchiatura consente di misurare la radioattività emessa dal tracciante e, mediante algoritmi matematici, ricostruire delle immagini tomografiche relative a come il tracciante si è distribuito nell'organismo mannelli 83/96

84 Alcune tabelle utili 2007 mannelli 84/96 1 Bq=1 disintegrazione al secondo.

85 Parametri di interesse per radioisotopi utilizzati in vivo Parametri di interesse per radioisotopi utilizzati in vitro Per esposizione CONTINUA 40 h settimanali Cat. A: 0.5 µsv/h 2007 mannelli 85/96

86 Misure di prevenzione e protezione in Medicina nucleare La protezione dei lavoratori, in un Servizio di Medicina nucleare, si fonda in larga misura su accorgimenti progettuali; un Servizio di medicina nucleare deve infatti essere caratterizzato da: sistemi di ventilazione che convoglino l aria dalle zone fredde alle zone calde e garantiscano adeguati ricambi di aria; un locale apposito per la manipolazione di radionuclidi (camera calda); pavimenti a sguscio e superfici lavabili per facilitare le operazioni di decontaminazione; percorsi differenziati in ingresso e in uscita dal reparto e una zona di decontaminazione; adeguata strumentazione di monitoraggio della contaminazione superficiale (monitor mani - piedi, monitor per contaminazioni superficiali) un deposito per lo stoccaggio e il decadimento di rifiuti liquidi e solidi radioattivi, prima del loro smaltimento mannelli 86/96

87 Rifiuti radoattivi Nell esercizio delle attivita di diagnostica in vivo vengono prodotti, di norma, solo rifiuti radioattivi in forma solida e liquida, a condizione che: a) i vapori o gas radioattivi, peraltro prodotti normalmente in piccole quantita, vengano filtrati prima della loro immissione in ambiente da parte degli impianti di ventilazione e/o condizionamento di cui sono normalmente dotate le strutture di medicina nucleare; b) si provveda alla sostituzione programmata dei filtri assoluti e/o a carbone attivo dei servizi di medicina nucleare al fine di mantenerne inalterata la funzionalita e il potere filtrante mannelli 87/96

88 siringhe, provette e contenitori vuoti di sostanze radioattive; materiale di medicazione; biancheria contaminata; Rifiuti radoattivi solidi I rifiutisolididerivantidall usodisostanze radioattive a scopo diagnostico in vivo sono principalmente costituiti da: materiale venuto a contatto con escreti di pazienti sottoposti ad esame scintigrafico (pannoloni, teli, cateteri, sondini, etc); materiale di consumo utilizzato in camera operatoria e venuto a contatto con pazienti portatori di radioattivita sottoposti a intervento chirurgico materiali utilizzati per operazioni di lavaggio e decontaminazione; filtri degli impianti di estrazione dell aria dei servizi di Medicina nucleare 2007 mannelli 88/96

89 Rifiuti radoattivi liquidi I principali rifiuti liquidi derivanti dall uso di sostanze radioattive non sigillate a scopo diagnostico in vivo, sono costituiti da: residui di soluzioni somministrate, costituiti da piccoli volumi con attivita inferiore, in genere, al centinaio di MBq. acque utilizzate per il lavaggio di vetrerie o altri oggetti contaminati, con un volume non precisabile e attivita massima dell ordine di qualche kbq; acque di lavaggio di biancheria contaminata, con volume non precisabile e attivita non stimabili a priori ma comunque estremamente contenute; escreti dei pazienti, di solito raccolti in sistemi di vasche mannelli 89/96

90 I rifiuti vanno controllati e conservati in attesa del loro decadimento Possono essere smaltiti nel rispetto delle leggi solo quando la loro attivita specifica (Bq/kg) e scesa sotto ai livelli previsti dalla normativa europea vigente mannelli 90/96

91 2007 mannelli 91/96

92 2007 mannelli 92/96

93 2007 mannelli 93/96

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