Quante radiazioni riceve il corpo umano quando mangia una banana, prende un aereo o si sottopone a una radiografia al torace?

丨Autore: Hao Zhixin, Peking Union Medical College Hospital 丨Revisore: Luo Yaping, Peking Union Medical College Hospital

Quando si parla di "nucleare", molti pensano alla nube a forma di fungo sopra Hiroshima, in Giappone, o all'incidente della centrale nucleare di Chernobyl, o alla perdita nucleare nella centrale nucleare di Fukushima Daiichi in Giappone di 10 anni fa...

La scienza e la tecnologia nucleare hanno svolto un ruolo sempre più importante nei settori dell'energia, della medicina, della scienza e della tecnologia, dell'industria e dell'agricoltura, e hanno apportato grandi benefici sociali ed economici alla società umana. Tuttavia, le persone continuano a cambiare opinione quando parlano della parola "nucleare". In altre parole, il pubblico non ha ancora familiarità con la medicina nucleare. Anche i pazienti sottoposti a esami o trattamenti nei reparti di medicina nucleare spesso si preoccupano degli effetti nocivi delle radiazioni sul loro corpo e, talvolta, provano persino un inutile panico. Parliamo di “nucleare” e salute.

Le radiazioni sono ovunque. In fisica, la radiazione si riferisce a una forma di trasferimento di energia. A seconda del livello di energia, si dividono in radiazioni ionizzanti e radiazioni non ionizzanti.

Simboli delle radiazioni elettromagnetiche (a sinistra) e delle radiazioni ionizzanti (a destra). Quello a sinistra è "Good People" e il cartello sembra una torre di segnalazione; quello a destra è un segnale di avvertimento comunemente visibile nei reparti di radiologia o medicina nucleare degli ospedali.

Le radiazioni non ionizzanti sono onde elettromagnetiche a bassa energia (chiamate anche radiazioni elettromagnetiche). Ha un basso contenuto energetico ed è innocuo per il corpo umano, quindi non necessita di alcuna protezione.

Le radiazioni ionizzanti sono raggi ad alta energia che possono ionizzare atomi o molecole e danneggiare la materia, pertanto è necessaria una protezione.

Le radiazioni ionizzanti includono flussi di particelle ad alta energia, come raggi alfa, raggi beta e neutroni, e onde elettromagnetiche ad alta energia, come raggi gamma e raggi X. L'effetto delle radiazioni sul corpo umano si misura in dose equivalente; le unità di misura comunemente utilizzate sono millisievert (mSv) e microsievert (µSv).

Le radiazioni sono ovunque, non possiamo vederle né toccarle, ma questo non significa che viviamo in pericolo. Le radiazioni ionizzanti possono essere suddivise in due categorie: radiazioni naturali e radiazioni artificiali.

Radiazioni nella vita

L'esposizione degli esseri umani ad alcune fonti di radiazioni presenti naturalmente in natura è definita radiazione naturale. Le persone che vivono sulla Terra sono costantemente esposte alle radiazioni naturali di fondo, provenienti da cibo, case, cielo, terra, montagne, fiumi e piante. La dose di radiazioni naturali non è la stessa nelle diverse regioni. La dose media annuale a livello globale è di 2,4 mSv, mentre nel mio Paese è di 3,1 mSv. Non sono richieste misure di protezione speciali in caso di esposizione ai normali livelli naturali di radiazioni di fondo.

Le radiazioni artificiali provengono principalmente dall'esposizione medica, di cui il 90%-95% proviene da diagnosi a raggi X e radioterapia, e il 5%-10% da diagnosi e trattamento di medicina nucleare.

Impatto delle radiazioni sulla salute Dal momento che le radiazioni ionizzanti possono modificare le proprietà delle macromolecole biologiche nel corpo umano, ciò significa che il corpo umano verrà danneggiato o addirittura svilupperà il cancro finché sarà esposto alle radiazioni ionizzanti?

La risposta è no

Dobbiamo ricordare: qualsiasi discussione sulla tossicità senza considerare il dosaggio è irrazionale!

L'entità del danno alla salute umana dipende dall'intensità delle radiazioni e dalla durata dell'esposizione. L'esposizione a breve termine a più di 4000 mSv può causare danni neurologici e morte rapida, mentre l'esposizione a 2000-4000 mSv può causare malattie da radiazioni.

Ma, cari amici, dosi così terribili di radiazioni sono fuori dalla portata di persone comuni come noi.

Come accennato in precedenza, nella nostra vita quotidiana entriamo in stretto contatto con radiazioni ionizzanti.

Per fare qualche esempio: mangiare una banana comporta una dose di radiazioni pari a 0,1 µSv, volare per 10 ore comporta una dose di radiazioni pari a 20 µSv e sottoporsi a una radiografia al torace comporta una dose di radiazioni pari a 0,1 mSv.

Vedete, anche se abbiamo avuto più di un contatto ravvicinato con queste radiazioni "terribili", i nostri corpi sono ancora molto forti!

Infatti, dosi di radiazioni inferiori a 100 mSv/anno non avranno alcun impatto sull'incidenza del cancro nella popolazione. Quanto sono 100 mSv? Questa è all'incirca la dose di radiazioni che si raggiungerebbe eseguendo 1.000 radiografie al torace all'anno.

L'acqua può far annegare le persone, ma bere un bicchiere d'acqua non lo farà; L'elettricità può uccidere le persone, ma usare una torcia elettrica non uccide. Lo stesso vale per gli effetti delle radiazioni sulla salute. Non dobbiamo avere paura di dover sottoporci a esami necessari a causa di una piccola quantità di radiazioni. Il potenziale pericolo delle radiazioni ionizzanti per il corpo umano è un fatto indiscutibile. Sebbene abbiamo una conoscenza scientifica delle radiazioni, dovremmo evitare quelle non necessarie per ridurre il rischio che arrechino danno all'organismo.

Dose di radiazioni e salute

L'esame "misterioso" di medicina nucleare L'esame di medicina nucleare è un metodo di diagnostica per immagini che introduce nel corpo del paziente farmaci marcati con radionuclidi e utilizza i raggi emessi dai nuclidi per l'imaging.

Gli esami di medicina nucleare non solo possono visualizzare le informazioni anatomiche di organi e lesioni, ma, cosa ancora più importante, possono riflettere i cambiamenti nel flusso sanguigno, nella funzione, nel metabolismo e persino nei livelli molecolari di organi e lesioni, visualizzando così le lesioni in uno stadio in cui sono presenti solo cambiamenti funzionali ma nessuna anomalia morfologica e strutturale, ottenendo così una diagnosi precoce della malattia. Ecco di cosa si occupa la medicina nucleare!

Le principali macchine della medicina nucleare: PET/CT (a sinistra) e SPECT/CT (a destra). Sebbene assomiglino molto alle macchine per la TAC, possono esaminare cose molto diverse.

La PET/TC e la SPECT/TC sono due esami fondamentali della medicina nucleare. La PET/TC è attualmente il test di imaging molecolare più avanzato e molti medici la definiscono uno "strumento magico per lo screening dei tumori".

Come si realizza dunque una funzione così magica? Poiché le cellule tumorali crescono rapidamente e si dividono frequentemente, il loro metabolismo è significativamente più elevato rispetto a quello delle cellule normali. Il tracciante più comunemente utilizzato per gli esami PET è il 18F-FDG che, dopo essere stato iniettato nel corpo umano, traccia specificamente le cellule altamente metaboliche e si accumula in queste cellule, consentendo la visualizzazione del tessuto malato nelle immagini PET.

Facciamo un piccolo gioco per comprendere i principi della PET/TC.

Nella foto qui sotto, i piccoli animali stanno facendo una festa allegra nella foresta, ma uno di loro sta segretamente versando delle lacrime. Riesci a scoprire di chi si tratta? È difficile da trovare?

▼ Immagini TC

Chi sta versando lacrime di nascosto?

Questa immagine è simile a una TAC. La struttura anatomica è mostrata molto chiaramente, ma è difficile individuare la lesione. E se tutti gli altri animali fossero grigi e solo quello che versa lacrime di nascosto fosse colorato? Non riesci a vederlo a colpo d'occhio?

▼ Immagini PET

Questa immagine è simile a un'immagine PET, in cui sono chiaramente visibili solo le lesioni con metabolismo elevato, mentre il tessuto normale è solo di colore grigio chiaro.

▼ Immagini di fusione PET/CT

L'immagine sopra presenta sia linee chiare che colori specifici. Si riconosce subito che si tratta di un gattino che piange di nascosto!

Questa è la magia delle immagini PET/CT. Combinando i vantaggi della PET e della TC, è possibile visualizzare simultaneamente l'attività metabolica e la posizione anatomica della lesione, così da poter rilevare in tempo anche i tumori in fase iniziale con la PET/TC. Inoltre, anche l'epilessia, l'infarto del miocardio, le malattie infettive, le malattie reumatiche e immunitarie, ecc. richiedono l'ausilio della PET/TC.

Rispetto alla PET/TC, la SPECT è stata utilizzata clinicamente in tempi più rapidi e in un range più ampio. La SPECT comprende un'ampia gamma di esami, tra cui l'imaging osseo dell'intero corpo, l'imaging della funzionalità del flusso sanguigno renale, l'imaging della perfusione sanguigna miocardica, l'imaging della tiroide, l'imaging delle paratiroidi, l'imaging della ventilazione/perfusione polmonare, l'imaging della localizzazione del sanguinamento gastrointestinale, ecc. Presenta inoltre ulteriori vantaggi nel fornire informazioni sul flusso sanguigno, sulla funzionalità e sul metabolismo degli organi o dei tessuti malati.

La combinazione di SPECT e TC forma la SPECT/TC, che può fornire immagini anatomiche TC di livello diagnostico quando necessario per una diagnosi precoce più completa delle malattie.

Attualmente, i nuclidi radioattivi comunemente utilizzati nella pratica clinica includono 99mTc, 18F, 68Ga, ecc., tutti nuclidi a breve emivita, rispettivamente di 6 ore, 109 minuti e 68 minuti.

Si può pensare all'emivita come a una "durata di conservazione". Dopo ogni emivita, metà del farmaco radioattivo diventa inefficace e questo processo è in corso ininterrottamente. Inoltre, i nuclidi radioattivi iniettati nel corpo umano vengono eliminati principalmente attraverso l'apparato urinario. Bere più acqua e urinare di più dopo l'esame può ridurre notevolmente le radiazioni.

La dose di radiazioni ricevuta da una TC del torace è di circa 6,0 mSv, mentre la dose di radiazioni ricevuta da una PET con 18F-FDG di medicina nucleare è di 3,5-8,0 mSv.

La dose di radiazioni prodotta dai nuclidi radioattivi in ​​un esame PET è all'incirca equivalente a quella di una TC del torace. La dose di radiazioni prodotta dalla maggior parte degli esami di medicina nucleare è addirittura inferiore a quella di una TC del torace. Pertanto non è necessario guardare gli esami di medicina nucleare con "occhiali colorati". La dose di radiazioni prodotta è estremamente sicura per il corpo umano!

È opportuno sottolineare che, poiché i bambini sono più sensibili alle radiazioni rispetto agli adulti, durante l'esame verrà adottato un protocollo di scansione a bassa dose per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni. Inoltre, come per la maggior parte degli altri esami radiologici, le donne incinte dovrebbero cercare di evitare gli esami di medicina nucleare, se non in circostanze particolari.

Le radiazioni sono ovunque, ma raramente siamo esposti a singole dosi elevate di radiazioni che possono danneggiare il corpo umano nella nostra vita quotidiana. Le basse radiazioni ionizzanti a cui siamo spesso esposti nel corso della nostra vita non sono sufficienti a compromettere la nostra salute. Tutti gli esami di medicina nucleare eseguiti sui pazienti allo scopo di diagnosticare e curare malattie sono sicuri per loro e non c'è motivo di farsi prendere dal panico. Dovremmo considerare il "nucleare" con un atteggiamento scientifico, affinché la scienza e la tecnologia nucleare possano servirci meglio.

Fonti delle immagini ▶ howstuffworks, wikipedia, HKNIC, pinterest, siemens-healthineers, itnonline

丨Rattore: Liu Yang, Zhao Na丨Revisore: Li Na, Li Yule, Dong Zhe丨Supervisore: Wu Wenming