Radiazioni ionizzanti: confronto quantitativo tra esposizioni professionali.

Alcune categorie lavorative sono esposte professionalmente a una dose di radiazione ionizzante, aggiuntiva al fondo naturale. Le categorie indicate come maggiormente esposte sono: gli equipaggi degli aerei, su rotte di lungo raggio e i cardiologi interventisti.

Il presente confronto è stato effettuato utilizzando i dati  dei recenti studi RADMatrix e RaD-X, rispettivamente per la cardiologia interventistica e per la radiazione ad alta quota. (1,2)

colorado

Radiazione in volo : Colorado river e Grand Canyon da alta quota

L’aspetto quantitativo delle radiazioni è poco noto, anche a chi per lavoro è più esposto degli altri. La comprensione della quantità di radiazione è, infatti, ostacolata dall’uso di diverse unità di misura, tratte dal linguaggio della fisica. In assenza di riferimenti, il gergo tecnico scoraggia l’interesse, con l’uso ad esempio di termini come: DAP, DLP, Gray.  La quantificazione della radiazione permette un confronto, tra diverse esposizioni professionali o tra diverse esposizioni mediche di tipo radiologico.

La Società Europea di Cardiologia, per facilitare la comprensione, in un recente documento di consenso, ha rilanciato la proposta di indicare la dose radiologica in termini di dose effettiva, cioè  mSv, con indicazione anche del rapporto sia con la dose di una radiografia standard del torace (Rxt),  sia con il fondo naturale. (3)

Le radiazioni ionizzanti, sono in grado di danneggiare il DNA cellulare e di aumentare il rischio oncologico; sono presenti normalmente nell’ambiente in cui viviamo come radiazione naturale, il cosiddetto fondo di radiazione, cui siamo esposti in modo inevitabile .

Il fondo naturale varia molto in base alla zona geografica; la media mondiale è 2.4 mSv (range 1-10 mSv).  In Italia la media annua  è 3.3 mSv (4) , quindi con una dose giornaliera di 9 µSv, equivalente a quella di circa la metà di una radiografia del torace, 20 µSv.  In pratica conviviamo quotidianamente con l’esposizione alle radiazioni ionizzanti naturali, senza però avere consapevolezza dell’entità della dose. Poco male per chi non ha un’esposizione aggiuntiva, professionale o per motivi sanitari, casi in cui invece la conoscenza delle dosi ha maggior significato.

Dosi di riferimento per radiazioni naturali e mediche

Radiazione di fondo in Italia (4) : 3300 µSv /y = 165 Rxt/y ; 9 µSv /day
Radiografia torace standard (Rxt): 20 µSv . (5)

1 mSv  equivale quindi a :

  • 50 radiografie standard del torace
  • 200 ore di volo ad alta quota ( tratte intercontinentali )
  • poco meno della metà della media mondiale annuale di fondo naturale

Confronto tra esposizioni professionali.

Dai due studi citati, si possono ricavare le seguenti esposizioni medie:

 Cardiologia interventistica coronarica

  • Dose effettiva 1° operatore (1)   2.3 µSv / procedura
  • Dose effettiva pz trattato: DAP = 74 = 14.8 mSv = 740 Rxt

 

Voli aerei

Personale di volo: da 5 a 10 µSv /h (2-7) , rotte di lungo raggio .

flight

La radiazione effettiva del personale di volo non viene misurata, come avviene invece per il personale sanitario esposto, ma viene calcolata dalle compagnie aeree in base ad alcuni parametri di rotta, inseriti in un programma apposito (8) :

  • quota di volo (cruise flight level),
  • ore di volo,
  • latitudine,
  • condizioni di attività solare alla data del volo.
CARI

Programma CARI, usato per il calcolo della dose al personale di volo. (8)

Dosi effettive annuali,  equivalenze con Rxt e rapporto con il fondo naturale:

Categoria esposti Dose anno

µSv

Rx torace

Fondo naturale

rapporto

Personale di volo 4000 200 1.2
Cardiologo Emodinamista 700 35 0.2
Passegeri “frequent flyer” 80 4 0.02
fondo naturale 3300 165 1

Personale di volo: si riferisce a quello impiegato su rotte di lungo raggio, con almeno 800 ore di volo annue.  es. un volo Milano New York, di 8 ore, corrisponde a un’esposizione di 40 μSv, stimando un esposizione di 5µSv/h. Emodinamista: si riferisce al cardiologo interventista, primo operatore nelle procedure coronariche; gli altri operatori ricevono dosi effettive inferiori, rispettivamente di quattro volte per il secondo operatore e di venti volte per il tecnico radiologo (tec Rx) (6). La dose è stata rilevata a livello del torace, sul camice piombato, ed è stata convertita in dose effettiva al corpo intero con il fattore di conversione usato nello studio RAD-Matrix (1) Accesso radiale, stima di almeno 300 procedure annue, di cui 80% angioplastiche, in sindromi coronariche acute. Dose effettiva media calcolata: 2.3 μSv per procedura. Frequent flyersi riferisce a viaggiatori professionali, su rotte di breve raggio, stima di almeno 80 ore di volo annue; es. un volo Milano Roma, di circa 1 ora, corrisponde a una esposizione di 1 μSv, inferiore all’esposizione oraria delle rotte di lungo raggio, che hanno una maggior permanenza ad alta quota.

Nella tabella seguente, la dose radiologica erogata al paziente, in cardiologia interventistica, è espressa in DAP, è stata convertita in dose effettiva, mSv, e nei suoi equivalenti rispetto a Rxt e fondo; è stata poi calcolata la dose per gli operatori al corpo intero, cioè oltre le protezioni, usando i rapporti rilevati nelle fonti citate.

Tabella DAP- dose effettiva,  a pazienti ed operatori, in cardiologia interventistica.

tabella DAP dosi effettive

da dose assorbita, in DAP, a dosi effettive per pz ed operatori.

 

I dati dello studio RADMatrix, sulla esposizione degli operatori  in cardiologia interventistica, hanno evidenziato una marcata riduzione della  esposizione rispetto a quella  degli anni precedenti, in cui si usavano angiografi analogici o digitali di prima generazione. La riduzione è in gran parte dovuta ai progressi dell’elaborazione digitale delle immagini.

Per quanto riguarda invece il personale di volo, l’esposizione è indipendente dagli aspetti tecnologici ed è risultata maggiore, su base annua, rispetto a quella degli  operatori medici.

Per il primo operatore medico, con un carico di 300 procedure annue, risulta una dose annua inferiore ad 1 mSv, cioè inferiore alla dose di 50 radiografie del torace o 200 ore di volo ad alta quota.

Per il personale di volo, con 800 ore di volo annue su lungo raggio, si arriva a 4 mSv, cioè l’equivalente di 200 radiografie del torace; questa dose è comunque inferiore ai 6 mSv annui, raccomandati in Europa per gli equipaggi dei voli di linea.

Rischio deterministico, dose dipendente:

la dose massima annuale, prevista dalla normativa in vigore (9) per tutti gli esposti professionalmente, è 20 mSv.  I limiti di esposizione indicati dalle normative sono quindi ampiamente rispettati riguardo al possibile danno deterministico.

Rischio stocastico, dose indipendente, senza soglia:

l’esposizione cronica a basse dosi di radiazione, oltre a quella del fondo naturale, espone ad un rischio oncologico aggiuntivo a quello di base, indipendente dalla dose e non lineare. In Italia il rischio medio individuale di mortalità per tumore, nel corso di una vita,  risulta 33% per gli uomini e 16% per le donne.(10)   L’effetto, cosiddetto stocastico o probabilistico, è dovuto a  mutazioni genetiche,  provocate dall’azione delle radiazioni sul DNA,   non riparate dai meccanismi di solito efficaci per questo scopo. La possibilità di danno stocastico, indipendente dalla dose, impone la riduzione, più ragionevolmente possibile, di ogni radiazione evitabile, secondo il principio ALARA, As Low As Reasonably Achievable,  a prescindere dal rispetto delle dosi massime di esposizione, previste dalle norme,  per il danno deterministico.

 

 I controlli previsti per l’esposizione professionale riguardano il possibile danno dose dipendente, cosiddetto deterministico.

Le due categorie lavorative, indicate tra le più esposte ed oggetto di questo confronto, sono risultate entro i limiti di dose  previste dalle normative.

Per quanto riguarda invece il danno non dipendente dalla dose, cosiddetto stocastico o probabilistico, questo danno si aggiunge al rischio oncologico di base, e può essere stimato in un paio di punti percentuali.

Ogni esposizione ad una radiazione aggiuntiva al fondo naturale, comporta inevitabilmente un aumento del rischio oncologico, anche se di modesta entità.

Legenda

mSv/y = milli Sievert per anno, es. fondo di radiazione naturale.

Rxt = radiografia standard del torace in una proiezione: unità pratica di riferimento convenzionalmente usata per la radiazione medica.

Coro = coronarografia

PCI = angioplastica coronarica

TC = tomografia assiale computerizzata

Gray, Gy = unità di misura della dose assorbita.

Sievert , Sv= unità di misura della dose effettiva e sottomultipli: mSv, µSv.

DAP= prodotto dose per area: dose assorbita, espressa in Gy * cm2. Dose rilevata ed elaborata da un dispositivo posto sulla fonte radiogena di ogni angiografo.

DLP = prodotto dose per lunghezza: dose assorbita espressa in mGy * cm. Dose rilevata ed elaborata da un dispositivo posto sulla fonte radiogena di ogni apparecchio TC.

DAP o DLP sono dosi rilevate e riportate in ogni procedura  rispettivamente di angiografia o di angioTC, in base a quanto disposto dalle normative sanitarie.

References

  1. Sciahbasi A, Frigoli E, Sarandrea A, Rothenbühler M, Calabrò P, Lupi A, Tomassini F, Cortese B, Rigattieri S, Cerrato E, Zavalloni D, Zingarelli A, Calabria P, Rubartelli P, Sardella G, Tebaldi M, Windecker S, Jüni P, Heg D, Valgimigli M. Radiation Exposure and Vascular Access in Acute Coronary Syndromes: The RADMatrix Trial, Journal of the American College of Cardiology (2017). doi:10.1016/j.jacc.2017.03.018.
  2. Mertens CJ. Overview of the Radiation Dosimetry Experiment (RaD-X) flight mission. Space Weather. 2016. 14, 921–934. doi:10.1002/2016SW001399.
  3. Picano E, Vañó E, Rehani MM, Cuocolo A, Mont L, Bodi V, Bar O, Maccia C, Pierard L, Sicari R, Plein S, Mahrholdt H, Lancellotti P, Knuuti J, Heidbuchel H, Di Mario C, Badano LP. The appropriate and justified use of medical radiation in cardiovascular imaging: a position document of the ESC Associations of Cardiovascular Imaging, Percutaneous Cardiovascular Interventions and Electrophysiology. Eur Heart J. 2014 Jan 8.
  4. http://annuario.isprambiente.it/sites/default/files/pdf/2005-2006/versione_integrale/Radiazioni%20ionizzanti.pdf
  5. Mettler FA Jr, Huda W, Yoshizumi TT, Mahesh M. Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: a catalogRadiology. 2008 Jul;248(1):254-63.
  6. S. Busonero, G. Giannettino, M. Muratore, G. Spadaccino. Indagine sulla esposizione alle radiazioni ionizzanti degli operatori sanitari. 8° seminario Contarp-INAIL 2015
  7. Mertens CJ, Meier MM, Brown S, Norman RB, Xu X. NAIRAS aircraft radiation model development, dose climatology, and initial validation.Space Weather. 2013 Oct;11(10):603-635. Epub 2013 Oct 25.
  8. FAA Civil Aeromedical Institute – CARI
  9. Direttiva 2013/59 Euratom del Consiglio, del 5 dicembre 2013, che stabilisce norme fondamentali di sicurezza relative alla protezione contro i pericoli derivanti dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti, e che abroga le direttive 89/618/Euratom, 90/641/Euratom, 96/29/Euratom, 97/43/Euratom e 2003/122/ Euratom Gazzetta ufficiale dell’Unione europea, 17gennaio 2014.  http://eurlex.europa.eu/JOHtml.do?uri=OJ:L:2014:013:SOM:IT:HTML
  10. I numeri del cancro in Italia 2017. AIRTUM, AIOM;  Il Pensiero Scientifico Editore 2017.

 

“Radiazioni ionizzanti: confronto quantitativo tra esposizioni professionali.”

Pubblicato su: http://dottorknock.com

 

 

vedi anche:

Dose radiologica effettiva: questa sconosciuta

dose radiologica

Pubblicazione “Dose radiologica”

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