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Principi e basi di radioprotezione

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• Le radiazioni ionizzanti, che sono un flusso di energia con la capacità di produrre ioni nell’interazione con la materia che attraversano, si distinguono in:
  • radiazioni elettromagnetiche come i raggi X e i raggi gamma;
  • radiazioni corpuscolari come le particelle alfa, beta, gli elettroni, positroni, protoni, ecc.
• Le radiazioni ionizzanti sono necessarie per ottenere l’imaging radiologico grazie alla loro capacità di produrre ioni nell’interazione con la materia biologica che attraversano, ma sono anche pericolose per il danno potenziale che possono indurre.
• Essendo le radiazioni ionizzanti potenzialmente pericolose è stato necessario istituire delle norme di sicurezza che tutelino gli operatori sanitari e i pazienti, tali norme vengono definite radioprotezione.
• La radioprotezione in Italia ha uno sviluppo storico ed al momento vige per la regolamentazione, in ambito di radioprotezione, il decreto legislativo 101/2020, che ha recepito la direttiva 2013/59/Euratom.
• Tale decreto raggruppa in un unico provvedimento quanto era contenuto in più norme legislative e riguarda le norme di radioprotezione relative all’ambiente, dei lavoratori e a scopo medico. Con il Decreto Legislativo n.101 del 31 luglio 2020 (D.Lgs. 101/2020) (“Attuazione della direttiva 2013/59/Euratom, che stabilisce norme fondamentali di sicurezza relative alla protezione contro i pericoli derivanti dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti, … e riordino della normativa di settore …”), pubblicato nella Gazzetta Ufficiale del 12 agosto 2020, in vigore dal 27 agosto 2020, il Governo Italiano ha recepito la Direttiva Europea 59/2013 (del 5 dicembre 2013).
• Il testo di recepimento è composto di diciassette titoli e trentacinque allegati che riguardano non solo la protezione delle persone e della popolazione esposte a qualsiasi titolo alle radiazioni ionizzanti, ma anche altri ambiti. Nei primi articoli del D.Lgs. 101/2020 vengono indicati, come in precedenza, che i principi fondamentali su cui si basa la radioprotezione sono: la giustificazione, l’ottimizzazione e la limitazione delle dosi, con alcune novità.

Effetti delle radiazioni

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• Le radiazioni possono indurre due tipi di danno: stocastico e non stocastico detto anche  deterministico.
• Gli effetti stocastici rispondono alla legge “del tutto o nulla”, nel senso che si manifestano o non si manifestano affatto, non sono dipendenti dalla dose e la probabilità di comparsa si ipotizza non abbia una soglia e che cresca linearmente con la dose. Si differenziano in:
  • somatici: se interessano l’individuo direttamente esposto (leucemie e tumori solidi);
  • genetici: se interessano i figli che nasceranno dai soggetti esposti a radiazioni.
• Gli effetti deterministici comprendono quei danni per i quali esiste una dose soglia dalla quale la gravità dell’effetto aumenta con la dose stessa (eritema, desquamazione cutanea, cataratte, fibrosi, danno emopoietico).
• La dose di radiazioni assorbita per l’esecuzione di un radiogramma, quale un torace in PA, o un rachide cervicale in PA, o un addome in PA, è rispettivamente di 0.15, 0.95 e 3.0 milliGrays. Per tale motivo, prima che venga raggiunta una dose pari a quella minima necessaria per avere un eritema (che interviene per una dose somministrata di 2-3 Gray).  dovremmo fare 10.000 esami rx del torace o 100 TC o 30 minuti di fluoroscopia.

Immagine 01

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Immagine 01. Esposizioni differenti a seconda della sorgente di radiazione.

• Ci sono vari modi per misurare l’esposizione alle radiazioni:
  • la dose assorbita è la quantità di radiazione assorbita per unità di massa ed è espressa nelle unità gray (Gy) e milligray (mGy), mentre 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) (per la radiologia tradizionale e la TC il fattore di ponderazione per la radiazione è pari a 1);
  • la dose effettiva è una misura del rischio carcinogenetico, tenendo conto della dose equivalente sulla base della sensibilità del tessuto esposto alle radiazioni (p. es., le gonadi sono più sensibili) e viene espressa in Sv e mSv.
• Dopo che tutto il corpo, o gran parte di esso, riceve una dose elevata di radiazioni penetranti, si possono verificare varie sindromi distinte:
  • sindrome cerebrovascolare;
  • sindrome gastrointestinale;
  • sindrome ematopoietica.
• Queste sindromi hanno 3 differenti fasi:
  • fase prodromica (da pochi minuti a 48 ore dopo l’esposizione): sono possibili letargia e sintomi gastrointestinali (nausea, anoressia, vomito, diarrea);
  • fase asintomatica latente (da qualche ora a 21 giorni dopo l’esposizione);
  • fase di malattia sistemica conclamata (da qualche ora a più di 60 giorni dopo l’esposizione): la malattia è classificata a seconda del principale sistema d’organo coinvolto.
• Il tipo di sindrome che si sviluppa, la sua gravità e la rapidità della sua progressione dipendono dalla dose di radiazioni assorbita, dall’intensità delle radiazioni e dal tempo di esposizione ad esse: i sintomi e il decorso sono relativamente costanti per una data dose di radiazioni e perciò possono aiutare a stimare il livello di esposizione.
• Solitamente le prime manifestazioni cliniche iniziano a manifestarsi per dosi assorbite > 1 Gy, che sono solitamente di tipo aspecifico e possono manifestarsi anche con un periodo di latenza di circa 14-21 giorni: tali manifestazioni cliniche consistono in astenia e sintomi gastrointestinali, quali nausea, vomito e diarrea.
• Con dosi assorbite > 2 Gy in seguito a dosi su tutto il corpo si può avere la sindrome ematopoietica con pancitopenia generalizzata, che si manifesta con alterazioni cliniche in ambito ematologico quali anemia, infezioni ed alterazioni della coagulazione. I pazienti restano asintomatici per un periodo di latenza che può arrivare a 4-5 settimane, durante il quale si aggrava il blocco dell’ematopoiesi. Il rischio di varie infezioni aumenta a causa della neutropenia. Le petecchie e l’emorragia delle mucose derivano dalla trombocitopenia, che si sviluppa entro 3 – 4 settimane e possono anche durare per settimane-mesi. L’anemia insorge lentamente, perché i globuli rossi preesistenti hanno una vita maggiore dei globuli bianchi e delle piastrine. In alcuni pazienti si riscontra un aumento dell’incidenza di neoplasie indotte da radiazioni, tra cui la leucemia.
• Con dosi assorbite > a 3 Gy si possono avere alterazioni cutanee, che consistono in danni alla cute e ai tessuti sottostanti e possono variare da un lieve eritema transitorio fino alla necrosi. Tra gli effetti tardivi (> 6 mesi dopo l’esposizione) vi sono l’iperpigmentazione e l’ipopigmentazione, la fibrosi progressiva e la teleangectasia diffusa. La cute esposta ha un maggiore rischio di sviluppare un carcinoma a cellule squamose.
• Con dosi assorbite > a 6 Gy (6-30 Gy) si può manifestare la sindrome gastrointestinale è la manifestazione principale. Si caratterizza per un periodo prodromico, con disturbi gastrointestinali aspecifici che si risolvono solitamente entro 48 ore. Durante il periodo di latenza di 4-5 giorni, le cellule della mucosa gastrointestinale muoiono e tale morte cellulare è seguita da nausea incoercibile, vomito e diarrea, che portano a grave disidratazione e squilibri elettrolitici, riduzione del volume plasmatico e collasso circolatorio. Può anche insorgere la necrosi intestinale, che predispone alla perforazione intestinale, alla batteriemia, alla sepsi e talvolta al decesso. I pazienti che superano questa fase possono mostrare talvolta lesioni a carico delle mucose dei tessuti a rapido rinnovamento.
• Con dosi assorbite > a 6 Gy si può manifestare la sindrome cerebrovascolare, che è la manifestazione predominante in seguito a dosi estremamente elevate di radiazioni distribuite su tutto il corpo (> 30 Gy): i pazienti sviluppano tremori, epilessia, atassia e edema cerebrale, e muoiono in un tempo compreso tra alcune ore e 1-2 giorni.
• Dopo un’esposizione acuta a radiazioni, si effettuano l’emocromo con formula leucocitaria e la conta linfocitaria assoluta; tali esami si ripetono 24, 48, e 72 h dopo l’esposizione per stimare la dose iniziale di radiazione e la prognosi.
• Il trattamento è per lo più di supporto, con particolare attenzione e cura delle manifestazioni più gravi e differenziate a seconda del sistema coinvolto, liquidi, eventualmente antibiotici, creme idratanti/cortisoniche, ecc.