Esperto di Radioprotezione cheat sheet
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Radioprotezione
Grandezze dosimetriche: dose assorbita D in gray (J/kg); dose equivalente H_T = w_R · D_T in sievert; dose efficace E = Σ w_T · H_T, con w_T somma pari a 1 su tutto il corpo.
Fattori di ponderazione della radiazione w_R: fotoni ed elettroni 1; protoni 2; particelle alfa e frammenti di fissione 20; neutroni dipendenti dall'energia (circa 2,5-20).
Limiti ICRP 103 per i lavoratori esposti: dose efficace 20 mSv/anno mediata su 5 anni (massimo 50 mSv in un anno); cristallino 20 mSv/anno; estremità e pelle 500 mSv/anno.
Per il pubblico: dose efficace 1 mSv/anno, cristallino 15 mSv/anno, pelle 50 mSv/anno; per le donne in gravidanza il limite al feto è 1 mSv dall'accertamento della gravidanza.
Principi di giustificazione, ottimizzazione (ALARA) e limitazione della dose: i primi due valgono anche per esposizioni mediche, la limitazione non si applica al paziente.
Dose efficace collettiva in uomo-sievert; il detrimento nominale ICRP è circa 5,7 × 10⁻² per sievert (danno totale, popolazione lavorativa).
Schermature: per fotoni I = I₀ · e^(−μx) con strato emivalente HVL = ln2/μ; per neutroni prevalgono materiali idrogenati (acqua, polietilene, calcestruzzo).
Rivelatori e dosimetri: camera a ionizzazione per taratura, dosimetri a termoluminescenza (LiF:Mg,Ti) e film; dosimetri personali obbligatori quando la dose può superare 1 mSv/anno.
Classificazione delle aree: zona controllata quando la dose efficace può superare 6 mSv/anno o la dose equivalente 15 mSv/anno al cristallino; zona sorvegliata oltre 1 mSv/anno.
Radiologia
Il kVp governa l'energia dei fotoni e il contrasto (basso kVp = alto contrasto); il prodotto mA·s governa la quantità di fotoni e quindi la dose.
La dose al paziente in radiografia varia con il quadrato del rapporto di ingrandimento e con l'inverso del quadrato della distanza fuoco-pelle; aumentare la distanza riduce la dose cutanea.
Il DAP (kerma-area product, Gy·cm²) è l'indicatore dosimetrico per esami radiografici e fluoroscopici; il CTDIvol e il DLP (mGy·cm) per la TC.
Il collimatore riduce il volume irradiato e la dose: la dose efficace in TC cresce linearmente con la lunghezza di scansione, quindi limitare lo scan range è una leva diretta.
La TC a bassa dose e le tecniche iterative di ricostruzione (IR) riducono il rumore a parità di dose rispetto alla retroproiezione filtrata (FBP).
La radioprotezione in radiologia interventistica richiede monitoraggio del tempo di fluoroscopia, del DAP e della dose cumulativa in ingresso cute (PEAK skin dose), per prevenire lesioni deterministiche.
La qualità dell'immagine è descritta da rumore, contrasto, risoluzione spaziale e MTF; il rapporto contrasto-rumore (CNR) è più informativo del solo SNR in presenza di strutture.
Il principio ALARA in radiologia si applica con collimazione, distanza, schermatura, tecniche adeguate e giustificazione clinica dell'esame.
Radioterapia
La dose è prescritta al volume bersaglio (PTV); la radioterapia a fasci esterni usa unità in Gy frazionati (tipicamente 1,8-2 Gy/frazione) per sfruttare il differenziale di riparazione tra tumore e tessuti sani.
La relazione di sopravvivenza cellulare LQ: S = e^(−αD − βD²); il rapporto α/β distingue tessuti a risposta precoce (alto α/β, circa 10 Gy) e tardiva (basso α/β, circa 3 Gy).
La BED (dose biologica equivalente) = D · (1 + d/(α/β)); permette di confrontare schemi frazionati diversi sullo stesso tessuto.
La radioterapia a intensità modulata (IMRT/VMAT) modella i gradienti di dose; richiede verifica dosimetrica paziente-specifica e controllo delle incertezze di set-up con imaging guidato (IGRT).
Il QA in radioterapia comprende calibrazione del fascio (1 cGy = 1 MU in condizioni di riferimento), controlli giornalieri, mensili e annuali secondo protocolli nazionali e internazionali.
La brachiterapia usa sorgenti sigillate (es. Ir-192 ad alto rateo di dose) e richiede verifica della posizione della sorgente, dosimetria del piano e controllo dell'esposizione del personale.
La radioterapia metabolica (es. radio-223, lutetio-177) è una terapia con radiofarmaci che combina principi di radioterapia e medicina nucleare; la dose assorbita si calcola con modelli dosimetrici (MIRD).
Il rischio di secondi tumori e la dose ai tessuti sani sono valutati nel piano; la dose al cuore e ai polmoni è un vincolo nei trattamenti toracici.
Medicina Nucleare
Il radiofarmaco combina un radionuclide con un vettore biologico; la distribuzione dipende dalla farmacocinetica e dalla via di somministrazione (spesso endovenosa).
Radionuclidi diagnostici comuni: Tc-99m (T½ 6 h, γ 140 keV), F-18 (T½ 110 min, β+), I-123; per terapia: I-131 (β− e γ), Lu-177, Y-90.
La camera gamma (Anger) rileva fotoni con cristallo NaI(Tl) e fotomoltiplicatori; la PET rileva la coincidenza di due fotoni da 511 keV prodotti dall'annichilazione del positrone.
La dose al paziente dipende dall'attività somministrata (MBq), dal modello biocinetico e dal tempo di residenza; la dose efficace per esame con Tc-99m è tipicamente dell'ordine di pochi mSv.
La radioprotezione del personale si basa su tempo, distanza (inverso del quadrato) e schermatura; per il Tc-99m si usano schermi di piombo, per la PET prevalgono schermi ad alta densità e attenzione ai 511 keV.
La gestione dei rifiuti radioattivi segue la classificazione per emivita e attività; il decadimento in sito è consentito per radionuclidi a breve emivita secondo le autorizzazioni.
La contaminazione si controlla con monitoraggio delle superfici, dei camici e delle mani; la decontaminazione cutanea inizia con acqua e sapone, evitando abrasioni.
L'esposizione del pubblico dopo terapia con I-131 richiede istruzioni di radioprotezione (distanza, durata dei contatti, gestione dei fluidi corporei) per un periodo definito.
Radiazioni non ionizzanti (NIR)
Lo spettro NIR comprende campi elettromagnetici a bassa frequenza, radiofrequenze e microonde, infrarosso, luce visibile e ultravioletto; l'energia del fotone non basta a ionizzare gli atomi.
Per i campi a bassa frequenza si usano grandezze dosimetriche come la densità di corrente indotta (J) e il campo elettrico interno; per le radiofrequenze il SAR (W/kg) e la densità di potenza (W/m²).
La normativa italiana (D.Lgs. 81/2008, capo IV) fissa valori limite di esposizione e valori di azione per i lavoratori, con obbligo di valutazione del rischio e sorveglianza sanitaria.
Per il pubblico, la raccomandazione europea 1999/519/CE indica 2 W/kg SAR per il corpo intero e 0,08 W/kg per il SAR locale; per i lavoratori i limiti sono più alti.
L'effetto biologico principale delle radiofrequenze è il riscaldamento tissutale; per l'UV gli effetti principali sono eritema, fotocheratite, cataratta e carcinogenesi cutanea.
La distanza di sicurezza da un'antenna si stima con la densità di potenza S = P/(4πr²) in campo lontano; in campo vicino si usano misurazioni o modelli numerici.
La radiazione laser è classificata in classi 1-4 secondo la norma IEC 60825-1; la classe 1 è sicura in condizioni ragionevoli d'uso, la classe 4 è pericolosa anche per diffusione.
L'esposizione a UV si esprime con l'irradianza efficace (UV Index) e la dose eritemale; il limite per la cute è legato alla dose eritemale minima (MED).
Big Data e Intelligenza Artificiale
Nel dominio radiologico, l'IA si applica a ricostruzione, segmentazione, detection e triage; la validazione richiede dataset rappresentativi e test su coorti indipendenti.
Metriche di performance: sensibilità, specificità, AUC-ROC, accuratezza; per la segmentazione si usano DSC (Dice) e distanza di Hausdorff.
Il rischio di bias aumenta con dataset sbilanciati o non rappresentativi; la valutazione deve includere sottogruppi per età, sesso e apparecchiatura.
La governance dei dati richiede de-identificazione, base giuridica del trattamento (GDPR) e tracciabilità del consenso; i dati sanitari sono categoria particolare.
La qualità dei dati è descritta da completezza, accuratezza, coerenza e tempestività; il preprocessing (normalizzazione, armonizzazione) è critico per modelli generalizzabili.
I sistemi di supporto decisionale (CAD) non sostituiscono il medico; la responsabilità clinica resta del professionista e la validazione locale è necessaria prima dell'uso.
La classificazione dei dispositivi medici con IA segue il regolamento UE 2017/745 (MDR); il software con funzione diagnostica è dispositivo medico e richiede marcatura CE.
La dose e l'IA interagiscono: tecniche di ricostruzione con reti neurali (deep learning reconstruction) riducono il rumore a parità di dose, ma richiedono verifica della fedeltà dell'immagine.