dose - Ospedale di Circolo e Fondazione Macchi

L’esposizione alle
radiazioni e la
valutazione della
dose in gravidanza
Cinzia Mordacchini
Fisica Sanitaria, Ospedale di Circolo - Varese
EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULLA CELLULA
AZIONE DIRETTA
La radiazione che attraversa le cellule viventi ionizza
ed eccita gli atomi e le molecole della struttura
cellulare, alterando le azioni di forza delle strutture
molecolari organiche e dando luogo a frammenti
dotati di carica elettrica (ioni e radicali), che sono
chimicamente instabili.
AZIONE INDIRETTA
I radicali e gli ioni interagiscono con la cellula stessa
dando luogo a nuove alterazioni
EFFETTI DELLE RADIAZIONI SULLA CELLULA
L’effetto totale è principalmente funzione della dose
ricevuta è può manifestarsi in varie gradazioni di
danno, fino alla morte della cellula stessa.
I danni meno gravi possono essere riparati sia per
azione della cellula stessa, sia per sostituzione delle
cellule danneggiate attraverso mitosi delle cellule
sane contigue.
RADIOSENSIBILITA’
Le cellule differiscono sia nella forma che
nelle
funzioni
e
anche
il
loro
comportamento rispetto alle radiazioni è
diverso da un tipo ad un altro.
RADIOSENSIBILITA’
In prima approssimazione la radiosensibilità di
un tessuto è direttamente proporzionale alla
sua capacità di riprodursi e varia in proporzione
inversa con il grado di differenziazione.
Altri fattori sono lo stato metabolico della
cellula, lo stato di divisione cellulare e lo stato di
nutrizione.
RADIOSENSIBILITA’
∼ Le cellule che si riproducono più rapidamente
e le cellule eutrofiche sono le più sensibili alle
radiazioni.
∼ La sensibilità aumenta a certi stadi di
divisione cellulare.
∼ Le cellule in via di formazione possono
essere danneggiate più facilmente di quelle
completamente formate.
RISCHIO PER L’EMBRIONE E IL FETO
Il rischio è funzione dell’ età gestazionale
al momento dell’esposizione e della dose.
RISCHIO PER L’EMBRIONE E IL FETO
EFFETTI DETERMINISTICI
• presentano un valore soglia di dose al di sopra del
quale colpiscono tutti o quasi tutti gli irradiati,
• mostrano un aggravio dei sintomi con l'aumentare della
dose.
EFFETTI STOCASTICI
• sono di tipo probabilistico, ossia la loro frequenza di
comparsa è funzione della dose,
• non hanno gradualità di manifestazioni con la dose
assorbita.
EFFETTI DETERMINISTICI
Nel primo stadio della gravidanza (prime due settimane
dal concepimento) l’effetto più probabile è l’aborto.
Da due a quattro settimane e per tutto il periodo
dell’organogenesi è alto il rischio di malformazioni.
Da due settimane fino al termine esiste il rischio di un
ritardo nella crescita.
Il rischio di ritardo mentale è alto da 8 a 15 settimane,
ancora presente da 16 a 25 settimane, basso o assente
negli altri periodi. Nel periodo più sensibile esiste anche il
rischio di riduzione del QI.
EFFETTI DETERMINISTICI
Da 8 a 15 settimane, e in minor misura da 0 a 7
settimane, si può avere una riduzione nella
dimensione della testa, non direttamente associata a
ritardo mentale.
Durante tutta la gravidanza altri effetti possibili sono
sterilità, cataratta, neuropatie.
EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA
Per radiazioni a basso LET la soglia per
malformazioni, ritardo della crescita e ritardo
mentale può essere considerata da 100 a 200 mGy
per esposizione acuta del corpo intero.
Studi sui casi di ritardo mentale a Hiroshima e
Nagasaki:
esposizione a 8-15 settimane: 600 mGy
esposizione a 16-25 settimane: 900 mGy
perdita stimata del QI: 25 punti / 1000 mGy
EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA
Per radiazioni a basso LET e per
esposizione acuta
50 mGy può essere considerata la soglia per
la riduzione della testa
500 mGy può essere considerata la soglia
per la compromissione della funzionalità
testicolare
2500 mGy può essere considerata la soglia
per la cataratta
EFFETTI DETERMINISTICI - DOSI SOGLIA
Frequency of microcephaly as a function of dose and gestational
age occurring as a result of in-utero exposure in atomic bomb
survivors (Miller 1976)
EFFETTI DETERMINISTICI - conclusioni
I rischi sono correlati all’età gestazionale e alla
dose
assorbita,
sono
massimi
durante
l’organogenesi e il primo periodo fetale, minori nel
secondo trimestre e minimi nel terzo.
Most
risk
Less
Least
EFFETTI DETERMINISTICI - conclusioni
• Le malformazioni presentano una soglia di 100200 mGy o più e sono tipicamente associate a
problemi al sistema nervoso centrale
• Dosi al feto di 100 mGy non vengono raggiunte
neppure con 3 esami TC della pelvi o 20 indagini
diagnostiche convenzionali
• Questi livelli di dose possono essere raggiunti con
procedure
interventistiche
guidate
da
fluoroscopia della regione pelvica e con
trattamenti radioterapici
RISCHIO PER L’EMBRIONE E IL FETO
EFFETTI DETERMINISTICI
• presentano un valore soglia di dose al di sopra del
quale colpiscono tutti o quasi tutti gli irradiati,
• mostrano un aggravio dei sintomi con l'aumentare della
dose.
EFFETTI STOCASTICI
• sono di tipo probabilistico, ossia la loro frequenza di
comparsa è funzione della dose,
• non hanno gradualità di manifestazioni con la dose
assorbita.
EFFETTI STOCASTICI
• L’esposizione a radiazioni ionizzanti aumenta il
rischio di leucemia e di molti tipi di tumore solido
sia negli adulti che nei bambini
• I dati dei superstiti di Hiroshima e Nagasaki
suggeriscono che il rischio di carcinogenesi per
l’embrione o il feto sia circa lo stesso dei
bambini piccoli cioè, al più, circa tre volte quello
della popolazione nel suo insieme, che é
quantificabile in
-2
-1
5,5 x 10 Sv
Probability of bearing healthy children as a
function of radiation dose
Dose to conceptus
(mGy) above
natural background
Probability of no
malformation
Probability of no
cancer (0-19 years)
0
97
99.7
1
97
99.7
5
97
99.7
10
97
99.6
50
97
99.4
100
97
99.1
>100
Possible, see text
Higher
ESPOSIZIONE PRE-CONCEPIMENTO
L’irradiazione delle gonadi dei genitori prima del
concepimento non sembra comportare un
aumento del rischio di cancro o di malformazioni
nei figli.
Questo risultato è stato ottenuto da studi sui
sopravvissuti alla bomba atomica e su pazienti
sottoposti a radioterapia.
Approximate fetal doses from conventional
x-ray examinations
Data from the UK, 1998
Dose
Examination
Abdomen
Chest
Mean (mGy)
Maximum (mGy)
1.4
4.2
<0.01
<0.01
Intravenous urogram; lumbar spine
1.7
10
Pelvis
1.1
4
<0.01
<0.01
Skull;
thoracic spine
Approximate fetal doses from fluoroscopic
and computed tomography procedures
Data from the UK, 1998
Dose
Examination
Mean (mGy)
Barium meal (UGI)
1.1
Barium enema
6.8
Maximum (mGy)
5.8
24
Head CT
<0.005
<0.005
Chest CT
0.06
1.0
Abdomen CT
8.0
Pelvis CT
25
49
80
PROCEDURE AD ALTA DOSE
La radioterapia e le prodedure
interventistiche guidate da fluoroscopia
possono dare dosi al feto nel range di
10-100 mGy o più
MEDICINA NUCLEARE
•
La maggior parte delle procedure utilizza
radionuclidi a vita breve (quale il tecnezio99m), che non comportano dosi fetali elevate
•
Spesso la dose fetale può essere ridotta
mediante idratazione materna e rapida
eliminazione delle urine
•
Alcuni radionuclidi attraversano la placenta e
possono causare rischi al feto (iodio-131)
MEDICINA NUCLEARE
•
La tiroide del feto accumula iodio dopo circa 10
settimane
•
Alte dosi alla tiroide del feto possono comportare
un ipotiroidismo permanente
•
Se la gravidanza è scoperta entro 12 ore dalla
somministrazione di radioiodio, la dose alla
tiroide
del
feto
può
essere
ridotta
somministrando oralmente alla madre ioduro di
potassio
Approximate whole body fetal dose (mGy) from
common nuclear medicine procedures
Activity (MBq)
Early
pregnancy
9 months
750
240
4.7
0.9
1.8
0.9
Liver colloid scan
Thyroid scan
300
400
0.6
4.4
1.1
3.7
Renal DTPA
Red blood cell
300
930
9.0
6.0
3.5
2.5
30
0.6
0.3
0.04
0.15
Procedure
Tc-99m
Bone scan
Lung scan
I-123 thyroid uptake
I-131 thyroid uptake
0.55
CONCLUSIONI
Livelli di dose al feto alti (100-1000 mGy)
durante
l‘ultimo
periodo
di
gravidanza
verosimilmente non comportano malformazioni o
difetti alla nascita, poiché gli organi sono già
formati.
Una dose al feto di 100 mGy comporta un
piccolo rischio individuale di cancro indotto dalle
radiazioni. Rimane comunque una probabilità
superiore al 99% che il feto esposto NON sviluppi
cancro infantile o leucemia.
CONCLUSIONI
Per dosi al feto superiori a 500 mGy il danno può
essere significativo, di tipo e importanza dipendenti
dalla dose e dallo stadio della gravidanza
Per dosi al feto tra 100 e 500 mGy, l’opportunità di
aborto terapeutico deve essere valutata in base alle
circostanze individuali
“Dosi all’embrione/feto minori di 100 mGy non
dovrebbero essere considerate una ragione per
terminare anticipatamente una gravidanza” (ICRP
103)
Rischio per popolazione NON esposta
Rischi:
- Aborto spontaneo
- Incidenza di anomalie genetiche
- Ritardo della crescita intrauterina
- Incidenza di malformazioni
> 15%
4-10%
4%
2-4%
Example: justified use of CT
Pregnant female, was in motor vehicle accident
Blood
outside
uterus
Fetal dose 20 mGy
3 minute CT exam and taken to the operating
room. She and the child survived
Free blood
Kidney torn
off aorta (no contrast in it)
Splenic laceration
Art. 10
D.L. 187/00
Protezione particolare durante la gravidanza e l’allattamento
1. Il prescrivente e, al momento dell’indagine
diagnostica o del trattamento, lo specialista devono
effettuare un’accurata anamnesi allo scopo di sapere
se la donna è in stato di gravidanza (………..)
Art. 10
D.L. 187/00
Protezione particolare durante la gravidanza e l’allattamento
2.
Lo specialista considera la dose che riceverà all’utero a
seguito della prestazione diagnostica o terapeutica nei
casi in cui la gravidanza non possa essere esclusa. Se la
dose è superiore a 1 mSv sulla base della valutazione
dosimetrica
pone
particolare
attenzione
alla
giustificazione, alla necessità o all’urgenza considerando
la possibilità di procrastinare l’indagine o il trattamento.
Nel caso in cui l’indagine diagnostica o la terapia non
possano essere procrastinate informa la donna o chi per
essa dei rischi derivanti all’eventuale nascituro. Nel caso
in cui si debba procedere comunque all’esposizione lo
specialista deve porre particolare attenzione al processo
di ottimizzazione riguardante sia la madre che il nascituro.
Art. 10
D.L. 187/00
Protezione particolare durante la gravidanza e l’allattamento
4. Le raccomandazioni per le esposizioni di cui al
comma 2 (…..) sono quelle riportate nell’allegato VI.
5. (…..) l’esercente delle strutture dove si svolgono
indagini o trattamenti con radiazioni ionizzanti deve
assicurarsi che vengano esposti avvisi atti a
segnalare il potenziale pericolo per l’embrione, il feto
(…..) ; tali avvisi devono esplicitamente invitare il
paziente a comunicare allo specialista lo stato di
gravidanza, certa o presunta (…..)
Allegato VI
D.L. 187/00
Disposizioni specifiche per le esposizioni durante la gravidanza
– Nei casi in cui la gravidanza è certa non è consentito l’impiego di
procedure che comporti l’irraggiamento dell’embrione o del feto,
tranne nei casi di necessità accertata o di urgenza. Laddove non
sia possibile rinviare l’indagine od il trattamento il medico
specialista deve:
– informare la donna dei possibili rischi, associati all’esposizione,
per l’embrione o il feto;
– nelle indagini diagnostiche con raggi X programmare
l’ottenimento dell’informazione desiderata, con il minor numero
possibile di proiezioni, riducendo al minimo la durata della scopia
o il numero di scansioni nel caso di esami tomografici con
tecnica convenzionale, procedendo a un’accurata collimazione
del fascio diretto schermando, ove possibile, il prodotto del
concepimento;
Allegato VI
D.L. 187/00
– nelle indagini di medicina nucleare programmare l’ottenimento
dell’informazione desiderata ponendo particolare attenzione alla
scelta del tracciante, riducendo al minimo l’attività somministrata
ed accelerando ove possibile l’eliminazione del radiofarmaco.
– Se esiste incertezza sullo stato di gravidanza e non è possibile
rinviare l’indagine o il trattamento questo deve essere effettuato
seguendo le raccomandazioni indicate al punto precedente.
– (…..) Nei trattamenti di medicina nucleare, in cui può permanere
nei pazienti una elevata attività residua, il medico specialista può
suggerire di interporre un intervallo temporale tra irradiazione e
concepimento.
Allegato VI
D.L. 187/00
Valutazione della dose all’utero.
Ai fini delle valutazioni di cui all’art.10, comma 2, dovranno essere
adottati i seguenti criteri di valutazione.
Fatta salva la necessità di avvalersi di un esperto di fisica medica
secondo quanto stabilito dall’art. 6, comma 3, per gli esami
radiodiagnostici di cui è nota la tecnica impiegata (kV – mAs)
potranno essere utilizzate le seguenti tabelle:
Allegato VI
D.L. 187/00
Diagnostica convenzionale:
per indagini eseguite ad una distanza fuoco-rivelatore di circa 1 m proiezione
AP/PA per indagini in cui l’utero è nel fascio primario.
Tensione
(kV)
Prodotto
Corrente-tempo
(mAs)
Dose assorbita
all’utero
(mSv)
70
1
0,04
90
1
0,1
110
1
0,2
La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo.
Allegato VI
D.L. 187/00
Ct:
Tensione
(kV)
Prodotto
Corrente-tempo
(mAs)
Dose assorbita
all’utero
(mSv)
120 - 130
1
0,1
La dose assorbita aumenta proporzionalmente al prodotto corrente-tempo.
VALUTAZIONE DELLA DOSE AL FETO
(gravidanza nota)
• Richiesta di valutazione preventiva da parte del Fisico
Specialista
• Eventuale dosimetria “in vivo”, su indicazione del
Fisico Specialista
• Registrazione dei parametri tecnici e trasmissione al
Fisico specialista per il calcolo della dose
VALUTAZIONE DELLA DOSE AL FETO
(gravidanza scoperta successivamente)
• Recupero dei parametri tecnici registrati e
trasmissione al Fisico specialista per il calcolo della
dose
VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO
(2001-2010)
esami più frequenti
Esame RX :
TORACE (48 casi)
Range settimana gestazione:
4^ - 37^
Range dose valutata:
<0,01mSv – 0,05mSv
Esame CT :
ENCEFALO (11 casi)
Range settimana gestazione:
9^ - 40^
Range dose valutata:
<0,01mSv – 0,06mSv
VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO
(2001-2010)
INDAGINE
SETTIMANA
DOSE VALUTATA
isterosalpingografia
3^
40 mSv
RX rachide lombosacrale
RX rachide dorsale
RX ginocchio
3^
2 mSv
RX sacro-coccige
2^
12 mSv
RX rachide lombosacrale
RX rachide dorsale
RX rachide cervicale
3^
8 mSv
RX addome
32^
1 mSv
defecografia
3^
5 mSv
VALUTAZIONI DELLA DOSE AL FETO
(2001-2010)
INDAGINE
SETTIMANA
DOSE VALUTATA
CT lombare
2^
5 mSv
CT lombare
4^
20 mSv
CT lombare
≈10^
10 mSv
CT addome
18^
10 mSv