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ildentistamodernomarzo 2008
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P radiologia
La radioprotezione del paziente: dosi a confronto
• Giancarlo Zonca*• Emanuele Pignoli*• Cesare Benetti**• Luigi Paglia***
* Fondazione IRCCS, Istituto Nazionale Tumori, Milano ** Istituto Stomatologico Italiano - Milano, Responsabile del Reparto di Radiologia *** Istituto Stomatologico Italiano - Milano, Responsabile del Reparto di Odontoiatria Infantile
RiassuntoIl principio di giustifi cazione e il principio di ottimizzazione delle dosi dovute a esposizioni mediche alle radiazioni ionizzanti, dettagliate rispettivamente negli artt. 3 e 4 del D. Lgs. 187/2000, conferiscono al medico specialista la responsabilità clinica riguardo alle esposizioni mediche individuali e l’obbligo, fi ssato l’obiettivo perseguito, di scegliere l’esame radiodiagnostico con minor dose al paziente. Il presente lavoro fornisce allo specialista in odontostomatologia la terminologia dosimetrica necessaria per interpretare le valutazioni delle dosi dovute agli esami radiologici. Viene dapprima presa in considerazione l’esposizione in radiologia odontoiatrica tradizionale: esami radiografi ci intraorali e ortopantomografi e che utilizzano il fi lm come supporto dell’immagine. Si sottolinea come l’ortopantomografi a sia da preferire, dal lato dosimetrico, quando si debbano eseguire più radiografi e intraorali per la valutazione del quadro clinico. Viene poi considerata, per gli esami radiografi ci sopraelencati, l’esposizione che utilizza sistemi digitali di rilevazione dell’immagine: fosfori fotostimolabili e CCD. La sensibilità alla radiazione X dei detettori digitali, unitamente alla possibilità di elaborazione dell’immagine, può dar luogo a una riduzione della dose al paziente maggiore del 50% paragonata ai sistemi tradizionali a fi lm. Va però sottolineato che tale riduzione di dose è possibile solo attuando un rigoroso controllo di qualità; viceversa, è più facile lavorare con sovraesposizioni in quanto i sistemi digitali hanno un’ampia latitudine di lavoro. Sempre di più, l’implantologia richiede dettagliate immagini TAC: le TAC volumetriche a fascio conico consentono un risparmio di dose anche di un fattore 10 rispetto alle TAC spirali multistrato utilizzate con protocollo testa standard.
La legislazione vigente in materia di
protezione sanitaria delle persone
contro i pericoli delle radiazioni ionizzanti
connesse a esposizioni mediche è riassunta
nel D. Lgs. 187/001.
I principi di giusti� cazione e di ottimizzazione
delle esposizioni mediche contemplati nel
D. Lgs. 187/00 sono i riferimenti da tenere
sempre presenti nel processo decisionale
di richiedere/e� ettuare esami radiologici
o di acquisire/modi� care apparecchiature
radiologiche. Si sottolineano i punti di
seguito riportati.
Principio di giusti� cazione (art. 3 D. Lgs. 187/00)
1. È vietata l’esposizione non giusti� cata.
2. Le esposizioni mediche di cui all’articolo 1,
comma 2 (esposizione di pazienti nell’ambito
della rispettiva diagnosi o trattamento
medico…), devono mostrare di essere
su� cientemente e� caci mediante la valutazione
dei potenziali vantaggi diagnostici o terapeutici
complessivi da esse prodotti, inclusi i bene� ci
diretti per la salute della persona e della
collettività, rispetto al danno alla persona che
l’esposizione potrebbe causare, tenendo conto
dell’e� cacia, dei vantaggi e dei rischi di tecniche
alternative disponibili, che si propongono lo
stesso obiettivo, ma che non comportano
un’esposizione, ovvero comportano una minore
esposizione alle radiazioni ionizzanti.
In particolare:
a) tutti i nuovi tipi di pratiche che comportano
esposizioni mediche devono essere giusti� cate
preliminarmente prima di essere generalmente
adottate;
b) i tipi di pratiche esistenti che comportano
esposizioni mediche possono essere riveduti
ogniqualvolta vengano acquisite prove
nuove e rilevanti circa la loro e� cacia o le loro
conseguenze;
c) il processo di giusti� cazione preliminare e di
revisione delle pratiche deve svolgersi nell’ambito
dell’attività professionale specialistica tenendo
conto dei risultati della ricerca scienti� ca.
3. Il Ministero della sanità può vietare, sentito il
Consiglio superiore di sanità, tipi di esposizioni
mediche non giusti� cati.
4. Tutte le esposizioni mediche individuali devono
essere giusti� cate preliminarmente, tenendo
conto degli obiettivi speci� ci dell’esposizione e
PAROLE CHIAVE: radioprotezione del paziente, dose d’ingresso, dose e� cace, dose TAC, radiogra� a intraorale, panoramica dentale, TAC cone beam, TAC spirale. z
SummaryPatient doses in dental radiologyD. Lgs. 187/2000 gives to the dental specialist the clinical responsability about medical exposure of individuals. The justifi cation of exposure to ionising radiations and the optimisation of given doses must always be taken into account. The present work gives to the dentist the dosimetric know how needed to evaluate the numeric values of patient doses arising from the radiological examinations. First are considered the adsorbed doses in traditional oral and maxillofacial radiology: intraoral and panoramic radiography using fi lm as image receptor. Panoramic radiography gives less dose to the patient when several intraoral radiographies must be done to evaluate the clinical case. Digital radiography replaces fi lm-based image with a digital image consisting of a two dimensional array of pixels; receptors used are photostimulable storage phosphor plates or charge-coupled devices. The high radiation sensitivity of digital detectors combined with the possibility of image elaboration can give arise to a dose reduction greater than a factor of two, but due to the wide dynamic range of digital detectors acceptable images may be acquired at high dose levels and overexposures may not be detected. Overexposures can be minimized with training programs and quality control, including patient dose evaluations. Implantology requires detailed information about bone structures that are commonly derived from computed tomography examinations: cone beam CT reduces the dose to the patient also of a factor of ten in comparison to multisliced helical CT used with a standard head protocol.
KEY WORDS: patient protection, entrance dose, e� ective dose, CT dose, intraoral radiography, panoramic radiography, cone beam CT, spiral CT. z
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delle caratteristiche della persona interessata. Se
un tipo di pratica che comporta un’esposizione
medica non è giusti� cata in generale, può
essere giusti� cata invece per il singolo individuo
in circostanze da valutare caso per caso.
5. Il prescrivente e lo specialista, per evitare
esposizioni non necessarie, si avvalgono
delle informazioni acquisite o si assicurano di
non essere in grado di procurarsi precedenti
informazioni diagnostiche o documentazione
medica pertinenti alla prevista esposizione.
…omissis…
Principio di ottimizzazione (art. 4 D. Lgs.
187/00)
1. Tutte le dosi dovute a esposizioni medi-
che per scopi radiologici di cui all’articolo
1, comma 2, ad eccezione delle procedure
radioterapeutiche, devono essere mantenute
al livello più basso ragionevolmente otte-
nibile e compatibile con il raggiungimento
dell’informazione diagnostica richiesta,
tenendo conto di fattori economici e sociali; il
principio di ottimizzazione riguarda la scelta
delle attrezzature, la produzione adeguata di
un’informazione diagnostica appropriata o
del risultato terapeutico, la delega degli aspetti
pratici, nonché i programmi per la garanzia di
qualità, inclusi il controllo della qualità, l’esa-
me e la valutazione delle dosi o delle attività
somministrate al paziente.
2. ….
3. Ai � ni dell’ottimizzazione dell’esecuzione de-
gli esami radiodiagnostici si deve tenere conto
dei livelli diagnostici di riferimento (LDR) secon-
do le linee guida indicate nell’allegato II.
…omissis…
Attualmente, il summenzionato D. Lgs. elen-
ca gli LDR in tabella A dell’allegato II di cui si
riporta in tabella 1 un estratto per la sfera di
interesse odontoiatrico.
Per la tomogra� a computerizzata alla testa
di un paziente adulto viene � ssato
un indice di dose tomogra� ca pesato pari a
60 mGy e un prodotto dose-lunghezza pari
a 1.050 mGy cm.
In particolare, i commi 1) e 3) dell’art.
9 del D. Lgs. 187/00 richiedono che
vengano e� ettuate periodiche valutazioni
dosimetriche per le esposizioni mediche
che riguardano i bambini e per le
procedure diagnostiche comportanti alte
dosi per il paziente quali la tomogra� a
computerizzata.
Considerazioni cliniche e radiodiagnostiche È compito del clinico, quindi, ridurre e
ottimizzare la dose al paziente graduando
la complessità degli esami radiogra� ci in
base alla situazione clinica e alle prospettive
terapeutiche di ogni singolo paziente. A
scopo esempli� cativo, si riportano le seguenti
osservazioni cliniche.
Caso 1 L’atro� a ossea, valutabile con Opt
(� gura 1), consente di prospettare il
trattamento implantare all’arcata superiore
solo previo intervento di innesto osseo,
inferiormente l’altezza ossea è su� ciente a
livello interforaminale.
L’Opt è su� ciente per una prima diagnosi.
L’atro� a ossea dell’arcata superiore
consente di escludere il trattamento
implantare qualora non si voglia ricorrere
a innesti di osso, solo in tal caso la TC
può essere richiesta dal chirurgo come
guida all’intervento.
Inferiormente, l’altezza ossea è su� ciente
a livello inter-foraminale; pertanto,
1. L’atrofi a ossea evidenziata dall’ortopantomografi a consente di prospettare un trattamento implantologico superiore solo previo intervento di innesti d’osso; inferiormente l’altezza ossea è suffi ciente in sede interforaminale.
TABELLA 1 LIVELLI DIAGNOSTICI DI RIFERIMENTO DI TELERADIOGRAFIE AL CRANIO.
Esame Dose d’ingresso (mGy)
Paziente adulto
cranio AP 5,0
cranio PA 5,0
cranio Lat 3,0
Paziente pediatrico (5 anni) cranio PA/AP 1,5
cranio Lat 1,0
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potrebbe non essere indispensabile un
ulteriore accertamento diagnostico.
Caso 2 L’Opt (figura 2) mostra una conservazione
dell’altezza ossea disponibile, eventuali
dubbi clinici riguardo lo spessore osseo
rendono opportuno un approfondimento
con TC.
L’Opt può essere su� ciente, se pur
gravata da una certa imprecisione, per la
valutazione dell’altezza ossea disponibile
nell’arcata inferiore. Qualora, tuttavia, il
clinico abbia dubbi riguardo allo spessore
osseo, si rende necessaria l’integrazione con
metodica tridimensionale.
Caso 3 Il caso clinico esposto riguarda un paziente
di 15 anni che si è presentato alla nostra
osservazione dopo avere eseguito
una Opt per un ritardo di permuta di 3.5
(� gure 3 e 4).
L’Opt ha mostrato un’inclusione di 3.5,
che è migrato in prossimità delle radici di
3.6 con possibile compromissione della sua
radice distale.
Non ritenendo su� cienti le informazioni
fornite dalla Opt, il clinico ha deciso
di richiedere una TAC con le seguenti
motivazioni:
stabilire la posizione di 3.5 al � ne di ■
individuare il corretto accesso chirurgico;
chiarire i rapporti tra 3.5 e 3.6, onde poter
stabilire in fase pre-operatoria se e come
il 3.6 risulti danneggiato dalla migrazione
distale di 3.5.
La TAC eseguita ha chiarito, come si
può osservare dall’immagine (� gura 5),
i dubbi espressi dal clinico. La frequenza
del ricorso a tecniche di imaging di II livello
dipende ovviamente anche dall’esperienza
dell’operatore e, in ogni caso, i rapporti tra
incluso e strutture vicine sono ottimamente
apprezzabili con tomogra� a volumetrica,
rappresentando un indispensabile ausilio
■
2. L’ortopantomografia mostra una conservazione dell’altezza dell’osso disponibile nell’arcata inferiore, eventuali dubbi clinici sullo spessore possono rendere opportuno un approfondimento con TC.
3. Visione orale del quadro clinico del caso 3.
4. L’ortopantomografi a mostra un’inclusione di 3.5 che è migrato in prossimità delle radici di 3.6 con possibile compromissione della sua radice distale.
nel caso di contenzioso medico-legale in
cui è possibile incorrere anche solo su base
puramente statistica.
Dose e unità di misura2 Dose assorbita (D): energia assorbita
per unità di massa, cioè il quoziente di dE
diviso per dm, in cui dE è l’energia media
ceduta dalle radiazioni ionizzanti alla
materia in un elemento volumetrico
e dm la massa di materia contenuta
in tale elemento volumetrico. L’unità
di dose assorbita è il gray (Gy); usati
in radioprotezione sono solitamente i
sottomultipli mGy e µGy.
Dose equivalente (HT): dose assorbita
media in un tessuto od organo T; l’unità
di dose equivalente è il sievert (Sv);
Dose e� cace (E): la dose e� cace
è de� nita come somma delle dosi equivalenti
ponderate nei tessuti e organi del corpo
causate da irradiazioni ed è data da:
E w HT T
T
$=/
dove:
HT è la dose equivalente nell’organo o
tessuto T;
wT è il fattore di ponderazione per l’organo
o il tessuto T;
l’unità di dose e� cace è il sievert.
I valori del fattore di ponderazione wT per i
diversi organi o tessuti sono i seguenti:
gonadi 0,20;
midollo osseo (rosso) 0,12;
colon 0,12;
polmone (vie respiratorie toraciche) 0,12;
stomaco 0,12;
vescica 0,05;
mammelle 0,05;
fegato 0,05;
esofago 0,05;
tiroide 0,05;
pelle 0,01;
super� cie ossea 0,01;
rimanenti organi o tessuti 0,05.
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I valori dei fattori di ponderazione wT, deter-
minati a partire da una popolazione di rife-
rimento costituita da un ugual numero di
persone di ciascun sesso e di un’ampia gam-
ma di età si applicano, nella de� nizione della
dose e� cace, ai lavoratori, alla popolazione
e a entrambi i sessi.
Ai � ni del calcolo della dose e� cace, per
rimanenti organi e tessuti si intendono:
ghiandole surrenali, cervello, vie
respiratorie extratoraciche, intestino tenue,
reni, tessuto muscolare, pancreas, milza,
timo e utero.
Nei casi eccezionali, in cui un unico organo
o tessuto tra i rimanenti riceva una dose
equivalente superiore alla dose più
elevata cui è stato sottoposto uno
qualsiasi dei dodici organi per cui è
speci� cato il fattore di ponderazione, a tale
organo o tessuto si applica un fattore di
ponderazione speci� co pari a 0,025 e un
fattore di ponderazione di 0,025 alla media
della dose negli altri rimanenti organi o
tessuti come de� niti sopra.
Il detrimento sanitario, cioè la stima del
rischio di riduzione della durata e della
qualità della vita derivante da e� etti
somatici, cancro e gravi disfunzioni
genetiche che si veri� ca in una
popolazione a seguito dell’esposizione a
radiazioni ionizzanti è valutato in funzione
della dose e� cace. La dose e� cace non è
misurabile ed è di� cile da calcolare.
Dose d’ingresso (mGy): è la dose cutanea e
tiene conto della radiazione retrodi� usa
dal paziente.
La dose d’ingresso è una quantità facile
da misurare, ma non facilmente correlabile
con la dose somministrata al paziente.
Per esempio, la dose d’ingresso per una
radiogra� a dentale intraorale è circa
50 volte più grande della dose d’ingresso di
una radiogra� a al torace,
ciononostante la dose e� cace per
esposizione dentale è solitamente inferiore
a quella dovuta a una radiogra� a al torace.
Il circuito elettrico dell’alta tensione dei
monoblocchi endorali ad alta frequenza
consente di ridurre la dose d’ingresso
al paziente mediamente di un fattore 3
rispetto ai monoblocchi con semionda
raddrizzata.
Prodotto dose area (Gy cm2): è il prodotto
della dose misurata da una camera a
ionizzazione trasmissiva per l’area del fascio
in corrispondenza della camera;
è un grandezza invariante rispetto alla
distanza dalla sorgente X.
Indice di dose tomogra� ca pesato CTDIw
(mGy): rappresenta la dose media assorbita
in una serie di esposizioni contigue.
Pitch: nei tomogra� assiali computerizzati
5. TAC volumetrica eseguita per rispondere ai quesiti clinici sollevati dall’Opt.
(TAC) a spirale è il rapporto tra lo
spostamento longitudinale del lettino
per singola rotazione del tubo radiogeno
e la larghezza totale del fascio.
CTDI volumetrico CTDIvol (mGy): è il
rapporto CTDIw/pitch; fornisce una stima
della dose media entro il volume irradiato
in un’acquisizione TAC, tenendo conto del
protocollo speci� co di scansione.
Prodotto dose lunghezza DLP (mGy cm):
rappresenta la dose assorbita con una
speci� ca scansione TAC ed è pari al
prodotto del CTDIvol per la lunghezza di
scansione. La misura della dose
equivalente agli organi e della dose
d’ingresso è e� ettuata mediante idonei
dosimetri posizionati in fantocci
simulanti la regione anatomica esposta
alle radiazioni.
In � gura 6 sono illustrati i chip
termoluminescenti di LiF ampiamente
utilizzati per misure di dose:
in super� cie del fantoccio testa a uso
diagnostico;
agli organi, introducendo i dosimetri
in fori praticati negli organi stessi di un
fantoccio che riproduce in composizione e
numero atomico i tessuti umani
■
■
La dose d’ingresso è una quantità facile da misurare, ma non facilmente correlabile con la dose somministrata al paziente. Per esempio, la dose d’ingresso per una radiografi a dentale intraorale è circa 50 volte più grande della dose d’ingresso di una radiografi a al torace, ciononostante la dose effi cace per esposizione dentale è solitamente inferiore a quella dovuta a una radiografi a al torace.
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come il fantoccio Alderson Rando
sezionato a fette. In � gura 7 è illustrata una
camera a ionizzazione cilindrica che viene
introdotta in fori praticati al centro
e in periferia di un fantoccio di plexiglas,
simulante geometricamente la testa,
per misurare la dose in scansioni TAC e
quindi dedurre l’indice di dose
tomogra� ca.
Dose al paziente in termini di dose assorbita per la presenza del fondo naturale di radiazioni3 La dose e� cace, sopra descritta, utile
per valutare il detrimento individuale per
la salute, è una quantità calcolata e, di
conseguenza, di non facile comprensione.
Può essere utile convertire la dose e� cace
in giorni di esposizione al fondo naturale
che procurano la stessa dose.
La dose media assorbita da ognuno di
noi in Italia dovuta al fondo naturale
(radon indoor incluso) è circa 2 mSv/anno4:
metà è dovuta a irradiazione esterna,
mentre l’altra metà è dovuta a irradiazione
interna al nostro corpo a seguito
dell’inalazione dei discendenti radioattivi
del radon e del toron appesi al pulviscolo
atmosferico.
In tabella 2 si forniscono gli equivalenti
in giorni di vita per assorbire la dose
e� cace indicata di 2 degli esami radiologici
più comuni.
6. In alto a sinistra (6a) sono mostrati i dosimetri termoluminescenti (3x3x1 mm3) che possono essere posizionati sulla superfi cie del fantoccio testa ad uso diagnostico (in basso a sinistra) (6c) per misure di dose in ingresso o in cavità di fette (fi gura in alto a destra) (6b) del fantoccio Alderson Rando (fi gura in basso a destra) per misure di dose agli organi e, quindi, calcolare la dose effi cace dopo aver simulato sul fantoccio l’indagine radiodiagnostica (6d).
7. Camera a ionizzazione a matita lunga 10 cm, collegata a un dosimetro,
per la misura della dose TAC in centro e in periferia di un fantoccio cilindrico di plexiglas.
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Esposizione in radiologia odontoiatrica tradizionale La dose d’ingresso nelle radiogra� e i
ntraorali è stata ridotta drasticamente con lo
sviluppo di nuove emulsioni più sensibili ai
raggi X (� gura 8).
La rapidità di un � lm è espressa come il
reciproco dell’esposizione necessaria per
produrre una densità ottica di 1 sopra il
velo. In tabella 3 viene indicata, per i � lm
intraorali a esposizione diretta (senza l’uso
di schermi di rinforzo come per le Opt e
le teleradiogra� e), la dose necessaria per
produrre una densità ottica netta di 1.
In tabella 4 viene riportata la dose al
paziente per radiogra� a dentale intraorale
ripresa dal Rapporto n. 145 della NCRP5.
Si noti che tensioni più alte e distanze
fuoco-� lm maggiori riducono la dose al
paziente come pure l’uso di collimatori
rettangolari che si adattino alle dimensioni
del � lm in luogo dei circolari.
Le esposizioni extraorali, come la radiogra� a
panoramica e cefalometrica, utilizzano
� lm sensibili alla luce emessa da schermi
di rinforzo alle terre rare accoppiati al � lm
stesso entro la cassetta radiogra� ca. La dose
necessaria al detettore, utilizzando gli schermi
di rinforzo alle terre rare, è dell’ordine di
0,001 mGy o meno. Allo stato attuale, la dose
e� cace al paziente con una singola radiogra� a
panoramica è approssimativamente uguale a
quella dovuta a 4 immagini intraorali6.
In tabella 5 si riportano le dosi al paziente per
alcuni esami di radiodiagnostica5.
Williams riporta che il prodotto dose area
medio di un esame panoramico standard su
adulto è pari a 11,3 cGy cm2 ed è dello stesso
ordine di grandezza del valore medio per la
radiogra� a intraorale pari a 9,3 cGy cm2 per un
collimatore circolare di 6 cm di diametro7.
Esposizione con i sistemi digitali Nella radiogra� a digitale il � lm è sostituito
da un sensore costituito da fosfori
fotostimolabili (cosiddetta radiologia CR
da computed radiology) o dispositivi
elettronici contenenti una stringa di
CCD (cosiddetta radiologia DR da direct
radiology); in radiologia CR un lettore
laser digitalizza l’immagine latente che
viene trasmessa a un computer, mentre in
radiologia DR l’informazione digitale viene
trasmessa direttamente al computer.
La sensibilità dei detettori digitali alla
radiazione X può dar luogo a una riduzione
della dose al paziente maggiore del 50%
8. Esposizione relativa alla cute per radiografi a intraorale nel corso degli anni. Le frecce indicano l’introduzione di fi lm più rapidi. L’esposizione richiesta per il fi lm di rapidità F è circa 1% di quella richiesta per il primo fi lm dentale5.
TABELLA 2 DOSI EFFICACI E VALORE EQUIVALENTE DI TEMPO DI PERMANENZA AL FONDO AMBIENTE.
Esame radiografi co Dose effi cace (mSv)Tempo per assorbire la stessa
dose dal fondo naturale
RX dentale intraorale 0,06 11 giorni
RX al torace 0,08 15 giorni
TABELLA 3 INTERVALLO DI DOSE INCIDENTE SULLA PELLICOLA PER I FILM OGGI IN USO PER PRODURRE UNA DENSITÀ OTTICA NETTA DI 1.
Rapidità del fi lm Intervallo di dose (mGy)
D 0,73 - 0,37
E 0,37 - 0,18
F 0,18 - 0,09
Gruppi adiacenti diff eriscono in rapidità di un fattore circa 2. L’utilizzo di fi lm tipo F consente dunque di dimezzare la dose al paziente rispetto all’impiego di fi lm tipo E.
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paragonata ai � lm di rapidità E5.
Il maggior vantaggio dell’immagine
digitale è la possibilità di modi� care
le proprietà dell’immagine dopo
l’acquisizione. Queste procedure possono
compensare la sovra o sottoesposizione
che, in ogni caso, andrebbero evitate,
poiché la sovraesposizione aumenta la
dose al paziente migliorando inutilmente
la qualità dell’immagine rispetto allo
scopo diagnostico pre� ssato, mentre la
sottoesposizione diminuisce il rapporto
segnale-rumore con conseguente perdita
di informazione diagnostica.
Le tecniche radiogra� che nei sistemi digitali
devono essere tarate per fornire la minima
dose al paziente compatibilmente con
un rapporto segnale-rumore su� ciente
per produrre un’immagine di qualità che
soddis� lo scopo dell’esame.
In tabella 6 si evidenzia che la modi� ca
dei parametri di ripresa della Opt
digitale comporta una riduzione della
dose a 1/3 circa.
Sistemi schermo-pellicola vs sistemi digitali8,9 Nei decenni scorsi, i � lm utilizzati in
radiologia e gli abbinamenti schermo
di rinforzo-pellicola (S-P) sono stati
ottimizzati, ma rimangono limitazioni
intrinseche; in particolare, un buon
contrasto dell’immagine può essere
ottenuto solo in uno stretto intervallo
di esposizione e un’alta risoluzione
spaziale è ottenibile solamente con sistemi
a pellicola lenta.
L’introduzione dei sistemi digitali è stata
motivata dal loro ampio range dinamico
e dalla possibilità di post-processing
dell’immagine, che permette di ottenere un
buon contrasto locale in regioni con densità
molto di� erente.
I sistemi digitali CR, che impiegano
fosfori fotostimolabili, sono considerati il
metodo migliore per acquisire immagini
radiogra� che digitali senza modi� care
l’impianto radiogra� co.
TABELLA 6 MODIFICA DEI PARAMETRI DI RIPRESA PER UN PAZIENTE MEDIO DI UN OPT ORTHORALIX 9200 GENDEX CHE HA SUBITO UN UPGRADE PASSANDO DAL SENSORE SCHERMO DI RINFORZOPELLICOLA A CCD.
Tensione (kV) Corrente (mA) Tempo (s)
Opt Orthoralix 9200 tradizionale con sensore schermo-fi lm 74 10 12
Opt Orthoralix 9200 DDE con sensore CCD 70 4 12
TABELLA 5 DOSI EFFICACI PER ESAME IN RADIOLOGIA TRADIZIONALE.
EsameDose effi cace (mSv) per esame
panoramica dentale 0,006 - 0,011
cefalometria 0,017
tomogramma TMJ 0,002
cranio 0,100
TABELLA 4 DOSE EFFICACE PER ESAME, CONSISTENTE DI PIÙ RADIOGRAFIE INTRAORALI, E DOSE D’INGRESSO PER SINGOLA ESPOSIZIONE.
Dose effi cace (mSv) per esame Dose d’ingresso (mGy)
kVp
Collimatore Fascio Geometria FMXa BWXb singola esposizione
rapidità del fi lm rapidità del fi lm rapidità del fi lm
D E D E D
70
lungoc rettangolare parallela 0,029 0,015 0,005 0,003
lungo rotondo parallela 0,150 0,076 0,023 0,012 2,50
cortod rotondo bisettrice 0,200 0,100 0,027 0,014 3,75
80
lungo rettangolare parallela 0,026 0,013 0,005 0,003
lungo rotondo parallela 0,130 0,067 0,020 0,011
corto rotondo bisettrice 0,170 0,087 0,023 0,013
90
lungo rettangolare parallela 0,025 0,014 0,005 0,003
lungo rotondo parallela 0,120 0,068 0,020 0,011 1,75
corto rotondo bisettrice 0,150 0,085 0,022 0,012 2,75
aFMX: serie di viste periapicali dell’intera bocca, di solito da 14 a 21 fi lm. bBWX: proiezioni su fi lm intraorali, solitamente solo per i denti posteriori; generalmente da due a quattro fi lm. c40 cm; d20 cm
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Negli ultimi due decenni sono stati
sviluppati diversi sistemi radiologici che
producono direttamente un’immagine
digitale eliminando l’uso delle cassette.
In radiologia odontoiatrica la dose e� cace è
alquanto ridotta, per cui il rischio biologico
per la persona esposta è trascurabile.
Con un training adeguato dell’utente
e attivando un’idonea procedura di
controllo di qualità, è possibile generare
immagini con le stesse dosi o inferiori con
i sistemi di imaging digitale in confronto
ai sistemi S-P utilizzati in radiologia
generale tradizionale. In aggiunta, la qualità
dell’immagine e l’informazione diagnostica
dopo la fase di post-processing può essere
migliorata con le tecniche digitali. La
trasmissione delle immagini via rete e la
facilità di archiviazione sono altri vantaggi
fondamentali dell’immagine digitale.
Con i sistemi S-P errori nella tecnica
radiogra� ca o malfunzionamenti della
sviluppatrice richiedono la ripetizione
dell’esposizione, mentre con i sistemi
digitali, per il loro inerente ampio range
dinamico (risposta utilizzabile per una
variazione della dose da 1 a 10.000 per le
piastre fotostimolabili e per i rivelatori � at
panel rispetto ai sistemi S-P che consentono
una variazione della dose da 1 a 30) e le
possibilità di post-processing dell’immagine,
evitano sovente la necessità di dover ripetere
l’esposizione. Tuttavia, vi è la tendenza a
incrementare la dose somministrata poiché
la qualità dell’immagine dei sistemi digitali
può essere migliorata riducendo il rumore
dell’immagine come pure ad aumentare il
numero di riprese radiogra� che vista la loro
semplice acquisizione. Per non aumentare
la dose al paziente con i sistemi digitali è
dunque necessario produrre un’immagine
adeguata allo scopo e non di qualità
superiore. L’esposizione richiesta con i
sistemi S-P, al � ne di ottenere una densità
ottica media del � lm di 1,4, è paragonabile
e in genere inferiore a quella richiesta per
ottenere l’indice di esposizione ottimale
dei sistemi CR. In genere, quando si passa
dal sistema S-P al sistema CR si aumenta
leggermente la tensione a cui si e� ettua
l’esame per migliorare il compromesso tra
dose al paziente e qualità dell’immagine.
La dose al paziente, con l’introduzione dei
sistemi con rivelatore a schermo piatto
al silicio amorfo per Radiologia Diretta, è
inferiore del 33-50% rispetto ai sistemi S-P
convenzionali; la diminuzione attuabile
della dose paziente è dunque di un
fattore 2. Va considerato, però, il fatto che
una sovraesposizione con i sistemi digitali,
data la loro ampia latitudine di lavoro,
non è facilmente rilevabile salvo frequenti
valutazioni della dose al paziente.
Dosi con TAC con fascio a ventaglio (fan-beam) e con TAC a fascio conico (cone-beam cb) In tabella 7 sono riportate le misure di
dose, eseguite con camera a ionizzazione
a penna lunga 10 cm, in fantoccio testa di
PMMA di 16 cm di diametro lungo 20 cm. Si
noti una riduzione della dose di un fattore
circa 8 nel passaggio dalla TAC con fascio a
ventaglio a una TAC a fascio conico che usa
come rivelatore un sistema a intensi� catore di
TABELLA 8 MISURE DI DOSE INCIDENTE SU FANTOCCIO ALDERSON PER I TRE TOMOGRAFI INDICATI NELLE STESSE MODALITÀ DI ESAME SU PAZIENTE.
TAC multistrato LightSpeed 16 GE
TAC con fascio conico QUERRE Maxiscan
Opt Planmeca Promax digitale
Arcata superiore Arcata inferiore
Tensione (kV) 120 100 110 66
Corrente (mA) 120 100 5,80 16
Tempo (s) 0,8 /rot 0,8 /rot 20 16
Pitch 1,25 1,25
Regione anatomica Dose (mSv)
occhi 1,40 1,00 0,60 0,04
tiroide 2,90 0,52 0,60 0,05
cute mascella 1,87 13,70 3,50 0,05
cute guancia 21,00 13,00 2,59 0,20
cute nuca 2,39 16,20 2,39 0,45
arcata dentale superiore 16,30 11,00 3,70 0,20
arcata dentale inferiore 17,00 2,00 3,10 0,10
parotidi 12,00 6,00 0,70 0,10
TABELLA 7 INDICE DI DOSE TOMOGRAFICA PESATA DI UNA TAC SPIRALE MONOSTRATO DI IMPIEGO GENERALE E DI UNA TAC CB DEDICATA ALL’IMAGING DEL DISTRETTO DENTOMAXILLOFACCIALE.
CTDIw
(mGy)
TAC PQ2000 Picker t
scansione 1 s; FOV 25 cm; corrente 100 mA; spessore della sezione 10 mm; tensione 120 kV
18,3
TAC volumetrica Maxiscan New Tom QR DVT 9000 tensione 110 kV; corrente media 7,2 mA; tempo complessivo di erogazione raggi 36 s
2,3
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P radiologia
brillanza da 23 cm con sensore a stato solido
(CCD) da 2/3” e matrice di acquisizione 512
x 512. In tabella 8 sono messe a confronto
le dosi d’ingresso per un esame simulato
su fantoccio per una TAC multistrato,
per una TAC CB dedicata all’impiego in
odontostomatologia e un’Opt digitale. La dose
cute risulta maggiore di un fattore 6 nel caso
della TAC multistrato (max 21 mSv) rispetto
a quella misurata con il Maxiscan (max 3,5
mSv) e questa è a sua volta maggiore di circa
un fattore 8 rispetto a quella rilevata sull’OPT
digitale10. Va osservato che la TAC multistrato
opera a potenze maggiori rispetto alle altre
due macchine progettate e costruite per esami
maxillofacciali. Fanucci et al. 11 dimostrano, con
dati pubblicati nel 2006 e riportati in tabella 9,
che riducendo la tensione, senza modi� care gli
altri parametri di acquisizione, in un esame con
TAC multistrato Light Speed Plus GE, fornito di
software di ricostruzione Dentascan, è possibile
ottenere una sostanziale riduzione della dose
assorbita dalle strutture della testa-collo senza
alterare la qualità dell’immagine utilizzata
a � ni implantologici e per lo studio della
patologia delle ossa mascellari. Altri autori12
in un recente lavoro, dove viene valutata
contemporaneamente la qualità soggettiva
dell’immagine e la dose e� cace al fantoccio
paziente-simulatore Rando, escludono la
tecnica che impiega una tensione di 80 kV
poiché è su� ciente una piccola variazione del
carico del tubo radiogeno (mAs) per ottenere
un’ingente variazione della qualità percepita.
Nella loro ricerca viene impiegata una TAC
Siemens Somatom Plus 4 e il programma
dentale Dentascan. In tabella 10 sono riportati
i dati relativi alle dosi equivalenti ai principali
TABELLA 10 DOSI EQUIVALENTI AGLI ORGANI E DOSE EFFICACE PER LE DIVERSE APPARECCHIATURE AQUILION 64 SLICE, ICAT CB E OPT E PROTOCOLLI CONSIDERATI COMUNICAZIONE PERSONALE DELLA DOTT.SSA S. STROCCHI DEL SERVIZIO DI FISICA SANITARIA DELL’OSPEDALE DI CIRCOLO DI VARESE, DIRETTORE PROF. L. CONTE.
Dosi equivalenti agli organi (mGy)
Protocollo Toshiba standard
Protocollo Toshiba modifi cato
i-CAT 10s Full Height
i-CAT 20s Full Height
i-CAT 40s Full Height
Orthophos
midollo osseo rosso 4,41 1,80 0,09 0,17 0,31 0,10
tiroide 8,28 3,42 0,12 0,19 0,34 0,14
esofago 0,53 0,22 0,01 0,01 0,02 0,01
cervello 27,97 11,76 0,83 1,54 2,89 0,69
ghiandole salivari sottomandibolari 63,49 27,02 0,69 1,35 2,14 2,26
ghiandole salivari sottolinguali 65,27 26,55 0,71 1,44 2,15 2,01
ghiandole parotidi 63,56 25,48 0,97 1,78 3,18 2,57
denti 47,86 21,28 1,05 1,90 3,60 0,69
occhi 36,46 13,71 1,12 2,01 3,91 0,10
cristallino 35,72 12,84 1,11 1,87 3,58 0,12
Dose effi cace (mSv) 2,37 0,99 0,06 0,11 0,20 0,05
Protocollo Toshiba standard: tensione 120 kV, corrente 400 mA, tempo di rotazione 0,5 s, pitch 0,641, collimazione 32 mm (0,5 x 64 mm). Protocollo Toshiba modifi cato: tensione 120 kV, corrente 200 mA, tempo di rotazione 0,5 s, pitch 0,828, collimazione 32 mm (0,5 x 64 mm). Protocolli i-CAT Full Height 10 s, 20 s, 40 s: tensione 120 kV, tempi di acquisizione 10 s , 20 s , 40 s, rispettivamente.Protocollo Sirona Orthophos XG plus: tensione 69 kV, corrente 15 mA, tempo di rotazione 14,1 s.
TABELLA 9 DOSE IN INGRESSO, NELLE SEDI CORRISPONDENTI ALLE REGIONI ANATOMICHE INDICATE, MISURATE IN FANTOCCIO ANTROPOMORFO TESTACOLLO DI PLEXIGLASS.
Regione anatomicaTAC spirale multistrato GEcon SW Dentascan, 120 kV
TAC spirale multistrato GEcon SW Dentascan, 80 kV
Dose in ingresso (mGy)
cristallino 0,574 0,187
parotidi 1,411 0,678
tiroide 1,117 0,602
bocca 1,925 0,695
C3/C4 0,684 0,255
Negli esami Dentascan viene, di solito, utilizzata la tensione al tubo RX di 120 kV. Nel protocollo a 80 kV si registra una riduzione della dose cute di almeno un fattore 2.
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P radiologia
organi della testa e del collo e le dosi
e� caci valutate per mezzo di TLD posti
in un fantoccio antropomorfo Alderson
Rando. Sono state confrontate le risposte
dosimetriche di due apparecchiature TAC:
Toshiba Aquilion 64 fan-beam spirale
multistrato e Xoran Technologies i-CAT
Cone Beam volumetrica.
Inoltre, sono state valutate le dosi
equivalenti somministrate da un
ortopantomografo convenzionale
Orthophos XG plus.
Le dimensioni dell’immagine
acquisita con l’ortopantomografo sono 25
x 13 cm. Il corretto posizionamento del
fantoccio Rando è stato veri� cato
da un tecnico di radiologia.
La scansione in TAC convenzionale (Toshiba)
si estende dai condili mandibolari � no a
comprendere l’intera mandibola, per una
lunghezza pari a circa 8,5 cm. L’estensione
e i punti iniziali e � nali della scansione sono
stati stabiliti da un medico radiologo.
I valori di dose comprendono il contributo
di due scout dell’intera testa (AP e LL).
Per quel che riguarda la TAC volumetrica
dentale (i-CAT), il corretto posizionamento
del Rando è stato veri� cato da un medico
radiologo per fare in modo che la scansione
comprendesse completamente la
mandibola. La lunghezza delle scansioni in
direzione cranio-caudale dei tre protocolli
Full Height indagati è di 13,2 cm. Il fascio
conico ha le seguenti dimensioni: larghezza
23,8 cm e altezza da 5 cm a 19,2 cm;
dimensioni del � at panel al silicio amorfo
23,8 cm x 19,2 cm. In questo caso, i valori
di dose comprendono il contributo di
una scout della testa. La dose e� cace,
valutata sul protocollo Toshiba modi� cato,
è dell’ordine di 1 mSv, in accordo con i dati
riscontrati in letteratura per esami TAC a
indirizzo odontostomatologico e risulta
circa 10 volte superiore alla dose e� cace
di un esame alla TAC CB con tempo di
acquisizione 20 secondi.
Protezione delle pazienti durante la gravidanzaLa dose stimata all’utero dovuta agli esami
radiologici in campo odontostomatologico
risulta sempre ampiamente inferiore al
valore di 1 mSv, limite oltre il quale il D.
Lgs. 187/00 considera la possibilità di
procrastinare l’indagine diagnostica o, se
non possibile, di informare la donna su
eventuali rischi per il nascituro. Utilizzando
la tecnologia ultimamente disponibile,
la dose alle gonadi dovuta da una
panoramica o a esami intraorali estesi
all’intera bocca o a TAC del cranio non
eccede 0,005 mGy.
Corrispondenza Dott. Giancarlo ZoncaFondazione IRCCS Istituto Nazionale dei TumoriS.c. Fisica SanitariaVia Venezian, 1 - 20133 MilanoTel.: 0223902484; fax 0223902124e-mail: [email protected]
1. D. Lgs. 26 maggio 2000 n. 187. Attuazione della
direttiva 97/43/EURATOM in materia di protezione
sanitaria delle persone contro i pericoli delle radia-
zioni ionizzanti connesse a esposizioni mediche.
S.O. G.U. n. 157 del 7.7.2000 - S.G.
2. D. Lgs. 26 maggio 2000 n. 241. Attuazione della
direttiva 96/29/EURATOM in materia di protezione
sanitaria della popolazione e dei lavoratori contro
i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti. S.O.
G.U. n. 203 del 31.8.2000 - S.G.
3. Cameron JR. A radiation unit for the public.
Physics and Society News 1991; 20:2-3.
4. Polvani C. Elementi di radioprotezione. ENEA, 1987.
5. NCRP Report n. 145. Radiation protection in
dentistry. Bethesda, MD (USA): National Council
on Radiation Protection and Measurement, 2004.
6. Gibbs SJ. Eff ective dose equivalent and eff ective
dose: comparison for common projections in oral
and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med
Oral Pathol Oral Radiol Endod 2000;90(4):538-45.
7. Williams JR, Montgomery A. Measurement of
dose in panoramic dental radiology. Br J Radiol
2000;73:1002-6.
8. Vano E, Faulkner K. A major advantage of digital
imaging for general radiography is the potential
for reduced patient dose so fi lm/screen systems
should be phased out as unnecessarily hazardous.
Med Phys 2006;33:1529-31.
9. Monnin P, Gutierrez D, Bulling S, Lepori D, Valley
JF, Verdun FR. Performance comparison of an active
matrix fl at panel imager, computed radiography
system, and a screen-fi lm system at four standard
radiation qualities. Med Phys 2005;32:343-50.
10. Bontempi M, Rossi PL, Bernardi T, Ghigi G, Pisi P,
Testoni G. Analisi di procedure CT maxillo-facciali:
analisi e confronti tra tomografi di diversa genera-
zione. Atti IV Congresso Nazionale AIFM, Verona,
14-17 giugno 2005. Monza: Editrice Polimetrica,
2005:719-21.
11. Fanucci E, Leporace M, Di Costanzo G, Fia-
schetti V, Simonetti G. TC multistrato con software
Dentascan: valutazioni dosimetriche e ottimizza-
zione della tecnica. Radiol Med 2006;111:130-8.
12. Cannatà V, Narici SR, Vitale L, Petrone A, Ma-
cioce A, Barbuti D, Di Pietro G. Procedure di ottimiz-
zazione dell’esame CT Dentascan. Atti IV Congres-
so Nazionale AIFM, Verona, 14-17 giugno 2005.
Monza: Editrice Polimetrica, 2005:338-42.
bibliogra� a
Sempre di più, l’implantologia richiede dettagliate immagini TAC: le TAC volumetriche a fascio conico consentono un risparmio di dose anche di un fattore 10 rispetto alle TAC spirali multistrato utilizzate con protocollo testa standard.
