Meno radiazioni, meno pericoli. La TAC è più sicura grazie a due giovani ricercatrici

“L’importanza dell’aggiornamento delle tecnologie esistenti per migliorare le prestazioni degli strumenti radiologici nell’ottica di assicurare al paziente prestazioni più accurate e minimizzando i rischi possibili derivanti dall’esposizione a radiazioni ionizzanti”

Due giovani ricercatrici sbaragliano la concorrenza

Due giovani ingegnere campane, Michela d’Antò Federica Caracò, sono le vincitrici del Primo premio assoluto dell’Health technology challenge (Htc). Il premio è stato consegnato durante il XIX Congresso dell’Associazione nazionale degli ingegneri clinici (AIIC) che si è svolto a Catanzaro e i partecipanti erano oltre 162. Hanno ottenuto il massimo punteggio della giuria tecnica e popolare con il progetto “Valutazione di un protocollo per la verifica delle funzionalità di un sistema di riduzione della dose installato su tomografi assiali computerizzati”. Il protocollo mira a ridurre le radiazioni emesse dall’utilizzo della TAC del 40-60%, garantendo comunque un’ottima qualità delle immagini prodotte. Si tratta di un algoritmo che permetterà il collaudo di macchine di varie aziende e in diversi modelli in modo da poter effettuare le TAC a dosi ridotte. Il rischio delle radiazioni ionizzanti è molto concreto per i pazienti che si sottopongono a controlli e screening in modo continuativo, come i malati oncologici, i quali tra l’altro sono i pazienti più esposti agli effetti negativi della TAC. In Italia ogni anno vengono eseguiti ben 40 milioni di esami radiologici, moltissimi dei quali coinvolgono pazienti oncologici. Ridurre al minimo l’invasività delle scansioni e i potenziali rischi che ne derivano aumenta sensibilmente la sicurezza per chi vi si sottopone. Si sottolinea inoltre il fatto che in Italia poco meno della metà degli esami effettuati in Italia si ritiene non necessario o sia prescritto in modo non del tutto corretto. Il nuovo protocollo promette dunque di ridurre i rischi anche per chi non ha assoluto bisogno di esami potenzialmente dannosi.

Tomografia assiale computerizzata

La TAC è una tecnica di indagine radiodiagnostica con la quale è possibile riprodurre immagini in sezione (tomografia) e tridimensionali dell’anatomia, create da un’analisi generata al computer, dell’attenuazione di un fascio di raggi X mentre passa attraverso una sezione corporea. Il principio è che da proiezioni di un oggetto in molte direzioni si può ricostruire l’immagine dell’oggetto. Un po’ come se si tagliasse l’arancia in piccoli dischi: ogni disco è l’immagine che i medici guardano e se si combinasse tutti i dischi, si riuscirebbe a ricostruire l’immagine tridimensionale dell’arancia.

Sezioni del cranio ricavate dalla TAC. Sovrapponendole si avrebbe l’immagine tridimensionale di un cranio

Il principio fisico su cui si basa, non solo le TAC, ma anche le radiografie analogiche è l’attenuazione e l’assorbimento dei raggi X quando questi incontrano un ostacolo con una certa densità. Il fascio di raggi X, attraversando un oggetto, verrà attenuato tanto più quanto attraverserà materiali densi e con maggiore spessore.  Viceversa, se attraversa un materiale a bassa densità, percorre uno spessore piccolo e l’energia è più alta, allora l’attenuazione sarà minore. Questo è il motivo per cui nelle radiografie analogiche gli oggetti a densità maggiore appaiono chiari (massima attenuazione) e gli oggetti a densità minore appaiono più scuri (minima attenuazione).

Le ossa appaiono chiare perché molto più dense e quindi passa minore energia allo schermo posto dietro il corpo del paziente. I polmoni viceversa appaiono neri perché hanno una densità bassa e passa maggiore energia

Il principio iniziale su cui si basa la ricostruzione tomografica è che acquisendo tante proiezioni radiografiche dello stesso oggetto ad angolazioni diverse è possibile ricostruire l’oggetto nelle due dimensioni. L’emettitore del fascio di raggi X ruota attorno al paziente ed il rivelatore, al lato opposto, raccoglie l’immagine di una sezione del paziente. Il lettino del paziente scorre in modo molto preciso e determinabile all’interno di un tunnel di scansione, presentando a ogni giro una sezione diversa del corpo. Le sequenze di immagini, assieme alle informazioni dell’angolo di ripresa, sono elaborate da un computer, che presenta il risultato sul monitor. Per visualizzare meglio gli organi del corpo si utilizzano spesso agenti di contrasto, costituiti da bario e iodio, immessi negli organi.

Funzionamento della tomografia computerizzata. Il lettino scorre verso l’interno mentre l’emettitore e rivelatore ruotano all’interno dell’anello

Uno dei vantaggi che si ha utilizzando la TAC rispetto alle radiografie analogiche è l’assenza della superimposizione. Se guardate la radiografia della torace sopra, il cuore non si vede perché è dietro le ossa. Con la tecnologia della TAC questo problema non esiste. Inoltre c’è un maggiore contrasto fra i vari componenti degli organi e quindi si ha una migliore visibilità dell’interno del corpo umano senza ricorrere a metodi invasivi. Gli svantaggi invece sono rappresentati da una maggiore esposizione alle radiazioni ionizzanti. Le TAC emettono da 100 a 1000 volte più radiazioni delle convenzionali radiografie a raggi X.

Cosa sono le radiazioni?

La radiazione è uno di quei concetti spesso tanto fraintesi da creare intorno alla parola un allarmismo ogni qualvolta che lo si sente pronunciare. Ci vengono in mente subito le catastrofi di Chernobyl e di Fukushima, le bombe nucleari, le mutazioni genetiche e molto altro. Quando parlo di radiazioni forse vi vengono in mente Godzilla, magari Hulk oppure anche Spider-man, che è stato morso da un ragno radioattivo. In realtà con radiazioni si intende qualcosa di molto più generale. La luce è radiazione, le onde radio che ci permettono di scaricare da internet sono radiazioni, le microonde che riscaldano il cibo sono radiazioni, gli infrarossi che il nostro corpo emette sono radiazioni. Quando si parla di radiazioni, di solito si intendono le radiazioni pericolose, quelle chiamate radiazioni ionizzanti (o radiazione nucleare) . La radiazione ionizzante è la radiazione che trasporta abbastanza energia da liberare elettroni da atomi o molecole, ionizzandoli. Ci sono diversi tipi di radiazioni ionizzanti come gli ultravioletti (è per questo che dobbiamo mettere la crema solare), i raggi X, i raggi gamma, radiazione alpha e quella beta. Sono pericolosi perché provocano danni alle cellule e alla struttura del DNA (quindi tumori cancerogeni e mutazioni indesiderate).

Simboli di pericolo di radiazioni ionizzanti

Ma le radiazioni sono pericolose? Si, possono esserlo, non c’è dubbio. Sedendo vicino a un reattore nucleare non protetto è un modo veloce per morire, quindi non fatelo. Tuttavia è necessario fare qualche precisazione, perché a dire il vero io che scrivo sono radioattivo, tu che mi leggi sei radioattivo, la banana che hai mangiato qualche giorno fa è radioattiva e soprattutto tua madre è radioattiva (senza offesa). Il fatto che un oggetto sia radioattivo non è importante: lo sono invece il tipo e la quantità di radiazione. L’unità di misura per gli effetti e il danno provocato dalla radiazione su un organismo è il sievert. Se sei una persona molto sana, che vive in un bosco lontano da quasi tutte le tecnologie, la quantità annuale di radiazione che ti colpisce è pari a 0.003 sievert. Se vivi in una città e supponendo che tu abbia fatto qualche lastra per i denti o per una frattura la media annuale di radiazione sale a 0.006 sievert. Siccome noi stessi siamo radioattivi, la quantità annuale di radiazione che ci auto-infliggiamo è pari a 0.0004 sievert, mentre prendendo un volo trans-atlantico riceviamo 0.00025 sievert di radiazione. Una TAC infligge una radiazione pari a 0.01 sievert mentre i lavoratori in un centrale nucleare ricevono annualmente 0.05 sievert. Questi sono i livelli ‘sani’ di radiazione. Esponendoci a 0.1 sievert la probabilità di contrarre un tumore sale, il quadruplo di quello, ossia 0.4 sievert, causerà una malattia acuta da radiazione, a 2 sievert arriviamo a un quasi fatale avvelenamento da radiazione e da 4 a 8 sievert si ha la morte quasi certa. Se viveste per un anno nella zona vicina a Fukushima, la radiazione che riceverete è pari a 0.03 sievert mentre se ci fate solo una passeggiata per 12 ore riceverete una radiazione di 0.00004 sievert (quindi non è per niente pericoloso). In conclusione, viviamo in un mondo radioattivo. La radioattività non è sempre pericolosa e dobbiamo verificare, senza allarmarci, i livelli di radioattività quando in TV ne sentiamo parlare, perché spesso i giornali esagerano la pericolosità di un evento. Poi certe volte aiutano i medici a curarci quindi non dobbiamo demonizzarla come se fosse un fenomeno del tutto inutile e pericoloso.

Kerby Dimayuga

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