Radiazioni ionizzanti (vedi anche Esposizione e contaminazione da radiazioni) comprendono:
Onde elettromagnetiche ad alta energia (raggi X, raggi gamma)
Particelle (particelle alfa, particelle beta, neutroni)
Le radiazioni ionizzanti sono emesse da elementi radioattivi e da strumenti come le apparecchiature radiologiche e per la radioterapia.
La maggior parte delle metodiche di imaging che utilizzano radiazioni ionizzanti (p. es., radiografie, TC, scintigrafia) espongono i pazienti a dosi relativamente basse di radiazioni, generalmente considerate innocue. Tuttavia, qualsiasi dose di radiazioni ionizzanti è potenzialmente nociva, e non esiste una soglia al di sotto della quale non si verificano effetti dannosi, pertanto ogni sforzo è volto a ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni ionizzanti.
Ci sono vari modi per quantificare l'esposizione alle radiazioni:
La dose assorbita è la quantità di radiazione assorbita per unità di massa. È espresso nelle unità gray (Gy) e milligray (mGy). 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). In precedenza era espressa in equivalente roentgen nell'uomo (rem; 1 mSv = 0,1 rem). Per la radiografia, inclusa la TC, il fattore di ponderazione per la radiazione è pari a 1.
La dose effettiva è una misura utilizzata per stimare le reazioni tissutali (o effetti stocastici) dell'esposizione a radiazioni ionizzanti; essa regola la dose equivalente in base alla suscettibilità del tessuto esposto alle radiazioni (p. es., le gonadi sono le più sensibili). È espressa in Sv e mSv. La dose effettiva è più alta nei giovani. La dose effettiva aiuta i medici a valutare e a confrontare i rischi per la salute associati a varie procedure mediche di irradiazione e può anche essere confrontata alla dose professionale assegnata dagli standard di radioprotezione.
L'imaging medico è una delle fonti di esposizione alle radiazioni ionizzanti (vedi tabella Dosi tipiche di radiazioni). Un'altra fonte è l'esposizione alla radiazione ambientale (da radiazioni cosmiche e isotopi naturali) che può essere significativa, in particolare ad alta quota; voli aerei determinano una maggiore esposizione alle radiazioni ambientali nel modo seguente:
Da un volo aereo di sola andata costa a costa: 0,01-0,03 mSv
Dall'esposizione media annuale alla radiazione di fondo negli Stati Uniti: circa 3 mSv
Dall'esposizione annuale ad alta quota (p. es., Colorado, New Mexico): circa 1,5 mSv in più rispetto allo sfondo
Dosi tipiche di radiazioni*
Metodiche di imaging | Media dose effettiva di radiazioni (mSv) |
|---|---|
Assorbimetria/densitometria a raggi X a doppia energia (DXA, dual-energy X-ray absorptiometry) | 0,001 |
RX torace (proiezione postero-anteriore) | 0,02 |
RX torace (2 proiezioni: postero-anteriore e laterale) | 0,1 |
Radiografia, colonna lombare (1 incidenza laterale) | 1,5 |
RX, estremità (1 incidenza: mano, piede, ecc.) | 0,001 |
RX addominale (1 incidenza) | 0,7 |
RX, clisma opaco (studio del tratto gastrointestinale inferiore) | 6 |
RX, studio del tratto gastrointestinale superiore con bario | 6 |
Screening mediante mammografia digitale | 0,21 |
TC, cranio | 2 |
TC, torace | 6,1 |
TC, addome e pelvi | 7,7 |
Coronarografia | 7 |
Coronarografia con interventi | 15 |
Scintigrafia polmonare perfusionale | 2 |
PET (senza TC total body) | 7 |
Scintigrafia ossea (medicina nucleare) | 6,3 |
Scintigrafia epatobiliare | 2,1-3,1 |
Scintigrafia miocardica con tecnezio sestimibi | 9,4-12,8 |
* Le dosi possono variare. | |
Dati da Mettler FA, Huda W, Yoshizumi TT, Mahesh M: Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: A catalog. Radiology 248:254-263, 2008. | |
Le radiazioni possono essere dannose se la dose totale accumulata per una persona è alta, come quando si eseguono più scansioni TC, perché le scansioni TC richiedono una dose più alta rispetto alla maggior parte degli altri studi di imaging.
L'esposizione alle radiazioni è anche una problematica in alcune situazioni ad alto rischio, come durante le seguenti:
Gravidanza
Infanzia
Prima infanzia
Giovani donne adulte che necessitano di mammografia
Il National Council on Radiation Protection and Measurements (Consiglio Nazionale per la Protezione dalle Radiazioni e le Misurazioni) negli Stati Uniti indica che tra il 2006 e il 2016, la dose stimata di radiazioni mediche non terapeutiche è diminuita del 15-20% (1). La dose media individuale efficace stimata per persona negli Stati Uniti è stata di 2,92 mSv nel 2006 e di 2,16 mSv nel 2016.
La TC multidetettore, che è la metodica più comunemente utilizzata negli Stati Uniti, eroga circa il 40-70% in più di radiazioni per scansione rispetto alle TC a singolo detettore. Tuttavia, i progressi tecnologici (p. es., il controllo automatico dell'esposizione, algoritmi di ricostruzione iterativi, detettori TC di terza generazione) probabilmente ridurranno significativamente le dosi di radiazioni utilizzate per la TC. L'American College of Radiology ha avviato i programmi—Image Gently (per i bambini) e Image Wisely (per gli adulti)—per fornire ai professionisti dell'imaging risorse e informazioni su come ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni.
Radiazioni e cancro
Il rischio cancerogeno dovuto all'esposizione alle radiazioni in Diagnostica per Immagini è stato estrapolato da studi su persone esposte a dosi di radiazioni molto elevate (p. es., i sopravvissuti alle esplosioni delle bombe atomiche di Hiroshima e Nagasaki). L'evidenza epidemiologica diretta nelle popolazioni umane dimostra che l'esposizione alle radiazioni ionizzanti aumenta il rischio di alcuni tumori quando le dosi superano circa 50-100 mSv in esposizione protratta (p. es., in ambito professionale) o da 10 a 50 mSv in esposizione acuta (p. es., dall'esposizione a una bomba atomica) (2).
Il rischio è maggiore nei pazienti giovani perché:
Vivono più a lungo, dando ai tumori più tempo per svilupparsi.
La maggiore crescita cellulare (e quindi la predisposizione al danno genetico) si verifica nei giovani.
Per un bambino di 1 anno che effettua una TC dell'addome, il rischio stimato di mortalità per cancro nel corso della vita è aumentato dello 0,18% (3). Se la TC è effettuata da un paziente anziano, il rischio è più basso.
Il rischio dipende anche dal tessuto irradiato. Il tessuto linfoide, il midollo osseo, il sangue, i testicoli, le ovaie e l'intestino sono considerati molto radiosensibili; negli adulti il sistema nervoso centrale e l'apparato muscolo-scheletrico sono relativamente radioresistenti.
Radiazioni durante la gravidanza
I rischi delle radiazioni dipendono da:
Dose
Tipo di esame
Area presa in esame
Età gestazionale della gravidanza
Il feto può essere esposto a una dose di radiazioni molto inferiore a quella della madre; l'esposizione ai raggi-X del feto è trascurabile nei seguenti distretti:
Testa
Colonna cervicale
Arti
Mammelle (mammografia) quando l'utero è schermato
Il grado di esposizione uterina dipende dall'età gestazionale e quindi dalle dimensioni uterine. Gli effetti delle radiazioni dipendono dall'età del prodotto del concepimento (tempo dal concepimento).
Il periodo di massimo rischio da radiazioni durante la gravidanza è quando si stanno formando gli organi fetali, in genere tra la quinta e la decima settimana. L'esposizione durante questo periodo può portare a difetti di nascita. Nelle fasi iniziali della gravidanza, le radiazioni hanno maggiori probabilità di causare un aborto spontaneo. Dopo la decima settimana, la probabilità di aborto spontaneo o di gravi difetti alla nascita diminuisce (4).
Raccomandazioni
La diagnostica per immagini con radiazioni ionizzanti, in particolare la TC, va effettuata solo quando strettamente necessario. Devono essere prese in considerazione metodiche alternative. Per esempio, nei bambini, un trauma cranico minore spesso può essere diagnosticato e trattato sulla base del quadro clinico, mentre l'appendicite spesso può essere diagnosticata con l'ecografia. Tuttavia, gli esami necessari non devono essere procrastinati, anche se la dose radiante è alta (p. es., come con la TC), finché i benefici potenziali derivati superano i potenziali danni.
Prima di effettuare esami diagnostici nelle donne in età fertile, deve essere considerata la possibilità di una gravidanza, soprattutto perché i rischi derivanti dall'esposizione alle radiazioni sono più elevati nelle prime fasi della gravidanza (1o trimestre), spesso non riconosciuta.
Storicamente, la schermatura pelvica veniva impiegata principalmente per rassicurare i pazienti; tuttavia, le prove contemporanee dimostrano che il suo utilizzo può aumentare la dispersione interna e, paradossalmente, aumentare la dose di radiazioni fetali. I progressi nella tecnologia di imaging, compreso il controllo automatico dell'esposizione e le tecniche di ricostruzione iterativa negli scanner TC moderni, hanno ridotto sostanzialmente l'esposizione del paziente. Di conseguenza, l'applicazione di routine della schermatura pelvica nelle pazienti in gravidanza non è più raccomandata nella pratica radiologica (4).
Riferimenti
1. National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Report No. 184 – Medical Radiation Exposure of Patients in the United States (2019). Bethesda, MD, NCRP.
2. Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, et al. Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(24):13761-13766. doi:10.1073/pnas.2235592100
3. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol. 2001;176(2):289-296. doi:10.2214/ajr.176.2.1760289
4. American College of Radiology. ACR–SPR practice parameter for imaging pregnant or potentially pregnant patients with ionizing radiation. 2023. Accessed August 25, 2025.
