Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Dosimetria 14/3/2005

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1 Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Dosimetria 14/3/2005

2 Radionuclidi Utilizzati come traccianti tipo di emissione, vita media, danno radiazione

3 Elaborazione Immissione di liquido di contrasto nelle arterie operazione di sottrazione con tecniche digitali

4 Rischio Un individuo che effettua indagine radiologica in cambio del vantaggio per fini diagnostici - si espone a un certo rischio di danno somatico - figli/discendenti a rischio di danno genetico Modifiche atomiche in tessuti biologici provocano - modificazione della struttura molecolare - degenerazione della funzione fisiologica - modificazione genetica (mutazione DNA) Si accetta l ipotesi di linearità con negazione dell esistenza di una dose-soglia

5 Effetto radiazioni La modifica del DNA è dovuta da ionizzazioni sempre più importanti con l aumentare dell energia ma soprattutto, a energia costante, con l aumentare della massa della particella E = 1 MeV/u Raggi X Protone Particella α Ione C 1 nm

6 Dosimetria Attività di una sorgente = N decadimenti / tempo misurata nel S.I. in bequerel (Bq) 1 Bq = 1 (disintegrazione / secondo) anche se si utilizza ancora il curie (Ci) 1 Ci = (disintegrazioni / secondo) Differente dalla dose assorbita (quantità di energia depositata nell unità massa del materiale) gray (Gy) 1 Gy = 1 J / kg anche se si utilizza ancora il rad 1 rad = 100 (erg / g) = 1/100 Gy

7 Effetti biologici Relative Biological Effectiveness (legata al de/dx) RBE = D radiazione / D raggix a 200 KeV particelle γ β n lenti n veloci p α FQ dipende dai singoli organi che sono interessati Dosi biologiche vengono definite in sievert (Sv) Sv = RBE Gy anche se si utilizza ancora il rem 1 rem = RBE rad = 1/100 Sv = 10 msv

8 Effetti radioprotezionistici QF (quality factor) tiene conto non solo della ionizzazione globale ma anche da quella provocata limite conservativo dell RBE Differenti tessuti hanno assorbimenti diversi

9 Dosi limite Dose accumulata su un lungo periodo o in una singola esposizione a cui, alla luce delle conoscenze attuali, è associata una probabilità trascurabile di gravi danni somatici o genetici Dose massima permessa è fissata dall ICRP (International Commission Radiation Protection) con particolare attenzione alla tiroide per i bambini nella fase dello sviluppo

10 Dose assorbita Qual è la dose che assumiamo? in modo non voluto (senza accorgercene) Dipende da molteplici fattori struttura geologica, radioattività naturale,..

11 Effetti irraggiamento

12 Esame radiografico Dose media assorbita (mgy) midollo osseo leucemia gonadi danno genetico total body leucemia, danno genetico

13 Danno radiologico Rischio per indagine radiologica (su 10 6 persone) Torace standard 1.5 Cranio standard 3 Panoramica dentale 3 Mammografia 30 (- 130 TAC encefalica 70 Valor medio msv/indagine (radiazioni fondo) Cancro polmoni: 1 / sigarette fumate Morte x incidente stradale: 1 / km percorsi

14 Presi un numero N di individui in un periodo di circa 25 anni si può calcolare la probabilità che sorga una leucemia o un tumore maligno dovuto alle indagini radiologiche Danno somatico 10 msv

15 Danno genetico Ponderato dalla probabilità riproduttiva (gonadi) si parla in questo caso di DGS (dose geneticamente significativa) massimo valore accettabile uguale a quello naturale ~ 1 msv ma come posso misurare?

16 Fotomoltiplicatore fotocatodo di materiale fotosensibile conversione di fotoni incidenti in elettroni ottica di raccolta sezione moltiplicatrice (fattore )

17 Contatori a scintillazione Diagnosi di ipertiroidismo ingestione di 131 I (circa 300 kbq) dopo 24 ore misura dell emissione β/γ Contatori a scintillazione e fotomoltiplicatore ovvero camere a ionizzazione (tubi Geiger-Müeller)

18 Gamma camera Misura totale della radioattività si può avere con scintillicamere (camere Anger) collimatori a fori multipli scintillatori di grandi dimensioni (diametro 35 cm, spessore 1-2 cm) mosaico di fotomoltiplicatori Un raggio γ, passando attraverso un foro del collimatore fornisce la coordinata (x, y) come impulso elettrico oscilloscopio

19 Funzionamento γ elaborazione digitale Fotoni attraversano il collimatore e sono rivelati da uno scintillatore solido e fotomoltiplicatore

20 Scintigrafia Immagine scintigrafica di una tiroide normale e di una tiroide malata (marcata asimmetria)