Radiazioni ionizzanti (vedi anche Esposizione e contaminazione da radiazioni) comprende
Onde elettromagnetiche ad alta energia (raggi X, raggi gamma)
Particelle (particelle alfa, particelle beta, neutroni)
Le radiazioni ionizzanti sono emesse da elementi radioattivi e da strumenti come le apparecchiature radiologiche e per la radioterapia.
La maggior parte delle metodiche di imaging che utilizzano radiazioni ionizzanti (p. es., radiografie, TC, scintigrafia) espongono i pazienti a dosi relativamente basse di radiazioni, generalmente considerate innocue. Tuttavia, qualsiasi dose di radiazioni ionizzanti è potenzialmente nociva, e non esiste una soglia al di sotto della quale non si verificano effetti dannosi, pertanto ogni sforzo è volto a ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni ionizzanti.
Ci sono vari modi per quantificare l'esposizione alle radiazioni:
La dose assorbita è la quantità di radiazione assorbita per unità di massa. È espresso nelle unità speciali gray (Gy) e milligray (mGy). In precedenza era espressa come dose di radiazione assorbita (rad); 1 mGy = 0,1 rad.
La dose equivalente è la dose assorbita moltiplicata per un fattore di ponderazione specifico per il tipo di radiazione, che tiene conto degli effetti sui tessuti in base al tipo di radiazione erogata (p. es., raggi X, raggi gamma, elettroni). È espressa in sievert (Sv) e millisievert (mSv). In precedenza era espressa in equivalente roentgen nell'uomo (rem; 1 mSv = 0,1 rem). Per la radiologia tradizionale e la TC, il fattore di ponderazione per la radiazione è pari a 1.
La dose effettiva è una misura utilizzata per stimare le reazioni tissutali (o effetti stocastici) dell'esposizione a radiazioni ionizzanti; essa regola la dose equivalente in base alla suscettibilità del tessuto esposto alle radiazioni (p. es., le gonadi sono le più sensibili). È espressa in Sv e mSv. La dose effettiva è più alta nei giovani. La dose effettiva aiuta i medici a valutare e a confrontare i rischi per la salute associati a varie procedure mediche di irradiazione e può anche essere confrontata alla dose professionale assegnata dagli standard di radioprotezione.
L'imaging medico è una delle fonti di esposizione alle radiazioni ionizzanti (vedi tabella Dosi tipiche di radiazioni). Un'altra fonte è l'esposizione alla radiazione ambientale (da radiazioni cosmiche e isotopi naturali) che può essere significativa, in particolare ad alta quota; voli aerei determinano una maggiore esposizione alle radiazioni ambientali nel modo seguente:
Da un volo aereo di sola andata costa a costa: 0,01-0,03 mSv
Dall'esposizione media annuale alla radiazione di fondo negli Stati Uniti: circa 3 mSv
Dall'esposizione annuale ad alta quota (p. es., Colorado, New Mexico): circa 1,5 mSv in più rispetto allo sfondo
Dosi tipiche di radiazioni*
Metodiche di imaging | Media dose effettiva di radiazioni (mSv) |
|---|---|
RX torace (proiezione postero-anteriore) | 0,02 |
RX torace (2 proiezioni: postero-anteriore e laterale) | 0,1 |
Radiografia, colonna lombare (1 incidenza laterale) | 1,5 |
RX, estremità (1 incidenza: mano, piede, ecc.) | 0,001 |
RX addominale (1 incidenza) | 0,7 |
RX, clisma opaco (studio del tratto gastrointestinale inferiore) | 6 |
RX, studio del tratto gastrointestinale superiore con bario | 6 |
Screening mediante mammografia digitale | 0,21 |
TC, cranio | 2 |
TC, torace | 6,1 |
TC, addome e pelvi | 7,7 |
Coronarografia | 7 |
Coronarografia con interventi | 15 |
Scintigrafia polmonare perfusionale | 2 |
PET (senza TC total body) | 7 |
Scintigrafia ossea | 6,3 |
Scintigrafia epatobiliare | 2,1-3,1 |
Scintigrafia miocardica con tecnezio sestimibi | 9,4-12,8 |
* Le dosi possono variare. | |
Dati da Mettler FA, Huda W, Yoshizumi TT, Mahesh M: Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: A catalog. Radiology 248:254-263, 2008. American College of Radiology(ACR): Radiation Dose to Adults From Common Imaging Examinations | |
Le radiazioni possono essere dannose se la dose totale accumulata dal singolo individuo è alta, come quando si eseguono più scansioni TC, perché le scansioni TC richiedono una dose superiore rispetto alla maggior parte degli altri studi di imaging.
L'esposizione alle radiazioni è anche una problematica in alcune situazioni ad alto rischio, come durante le seguenti:
Gravidanza
Infanzia
Prima infanzia
Giovani donne adulte che necessitano di mammografia
Il National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) in United States (Report No. 184) mostra che le TC hanno rappresentato il 63% della dose collettiva da tutte le procedure di imaging medico nel 2016, rispetto al 50% nel 2006. Mentre il numero di TC è aumentato del 20% in questo decennio, la dose complessiva per persona per le procedure TC è rimasta sostanzialmente invariata. Tra il 2006 e il 2016, la dose stimata di radiazioni mediche non terapeutiche è diminuita del 15-20%. La dose media individuale efficace stimata per persona negli Stati Uniti è stata di 2,92 mSv nel 2006 e di 2,16 mSv nel 2016.
La TC multidetettore, che è la metodica più frequentemente impiegata negli Stati Uniti, eroga una dose di radiazioni dal 40 al 70% circa in più per scansione rispetto alle vecchie TC a singolo detettore. Tuttavia, i recenti progressi (p. es., il controllo automatico dell'esposizione, algoritmi di ricostruzione iterativi, sensori TC di 3a generazione) probabilmente ridurranno le dosi di radiazioni utilizzate per la TC. L'American College of Radiology ha avviato i programmi, Image Gently (per bambini) e Image Wisely (per adulti), per rispondere alle problematiche riguardo l'aumento di esposizione alle radiazioni ionizzanti in diagnostica per immagini. Questi programmi forniscono risorse e informazioni per ridurre al minimo l'esposizione a radiazioni a radiologi, fisici medici, altri professionisti di imaging e pazienti.
Radiazioni e cancro
Il rischio carcinogenetico dovuto all'esposizione alle radiazioni in Diagnostica per Immagini è stato estrapolato da studi su persone esposte a dosi di radiazioni molto elevate (p. es., i sopravvissuti alle esplosioni delle bombe atomiche di Hiroshima e Nagasaki). L'evidenza epidemiologica diretta nelle popolazioni umane dimostra che l'esposizione alle radiazioni ionizzanti aumenta il rischio di alcuni tumori quando le dosi superano circa 50-100 mSv in esposizione protratta (p. es., in ambito professionale) o da 10 a 50 mSv in esposizione acuta (p. es., dall'esposizione a una bomba atomica) (1).
Il rischio è maggiore nei pazienti giovani perché
Vivono più a lungo, dando ai tumori più tempo per svilupparsi.
La maggiore crescita cellulare (e quindi la predisposizione al danno genetico) si verifica nei giovani.
Per un bambino di 1 anno che effettua una TC dell'addome, il rischio stimato di sviluppare un cancro nel corso della vita è aumentato dello 0,18% (2). Se la TC è effettuata da un paziente anziano, il rischio è più basso.
Il rischio dipende anche dal tessuto irradiato. Il tessuto linfoide, il midollo osseo, il sangue, i testicoli, le ovaie e l'intestino sono considerati molto radiosensibili; negli adulti il sistema nervoso centrale e l'apparato muscolo-scheletrico sono relativamente radioresistenti.
Radiazioni durante la gravidanza
I rischi delle radiazioni dipendono da
Dose
Tipo di esame
Area presa in esame
Il feto può essere esposto a una dose di radiazioni molto inferiore a quella della madre; l'esposizione ai raggi-X del feto è trascurabile nei seguenti distretti:
Testa
Colonna cervicale
Arti
Mammella (mammografia) quando l'utero è protetto
Il grado di esposizione uterina dipende dall'età gestazionale e quindi dalle dimensioni uterine. Gli effetti delle radiazioni dipendono dall'età del prodotto del concepimento (tempo dal concepimento).
Raccomandazioni
La diagnostica per immagini con radiazioni ionizzanti, in particolare la TC, va effettuata solo quando strettamente necessario. Devono essere prese in considerazione metodiche alternative. Per esempio, nei bambini, un trauma cranico minore spesso può essere diagnosticato e trattato sulla base del quadro clinico, mentre l'appendicite spesso può essere diagnosticata con l'ecografia. Tuttavia, gli esami necessari non devono essere procrastinati, anche se la dose radiante è alta (p. es., come con la TC), finché i benefici potenziali derivati superano i potenziali danni.
Prima di effettuare esami diagnostici nelle donne in età fertile, deve essere considerata la possibilità di una gravidanza, soprattutto perché i rischi derivanti dall'esposizione alle radiazioni sono più elevati nelle prime fasi della gravidanza (1o trimestre), spesso non riconosciuta. L'utero deve essere schermato nelle donne di questa categoria, quando possibile. Recenti studi hanno sollevato una controversia intorno a questa raccomandazione standard, ossia, che la schermatura potrebbe aumentare la dose di radiazioni in utero e feto.
Riferimenti
1. Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, et al: Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A 100(24):13761-13766, 2003. doi:10.1073/pnas.2235592100
2. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W: Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol 176(2):289-296, 2001. doi:10.2214/ajr.176.2.1760289
