Realizzazione di un sistema dosimetrico real time con trasmissione dati wireless per cardiologia interventistica

Scopo: si descrive l’attività relativa al progetto RAPID, approvato e finanziato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il cui obiettivo consiste nella progettazione e realizzazione di un dosimetro real-time con trasmissione dati wireless, da utilizzare per il monitoraggio individuale del personale esposto a radiazioni ionizzanti durante le procedure di cardiologia interventistica. Materiali e metodi: l’architettura del dispositivo prevede l’utilizzo di un rivelatore costituito da un sensore in tecnologia CMOS: sono stati studiati sia sensori commerciali che un sensore prodotto nell'ambito di un progetto di ricerca INFN. L’attività sperimentale ha evidenziato che tali sensori possono funzionare sia come contatori che come misuratori dello spettro di energia dei raggi X incidenti. Tali sensori hanno una buona efficienza (soprattutto per energie inferiori a 40 keV), una buona risoluzione energetica nel caso di raccolta completa della carica (dell’ordine del 3-4%) e una migliore sensibilità ai fotoni di bassa energia (~ 1 keV) rispetto ai dosimetri commerciali. Sono state eseguite misure di radiazione diffusa da un fantoccio solido esposto alla radiazione prodotta da un angiografo sia in modalità continua che pulsata, riproducendo le diverse posizioni assunte dall'operatore. Risultati: È stata verificata la linearità della risposta rispetto alla dose sia usando il numero di fotoni rivelato che la quantità di energia depositata, trovando una linearità della risposta entro il 5%. L’incertezza della misura sia del numero dei fotoni che dell'energia depositata, inferiore in entrambi i casi al 6%, dipende essenzialmente dalla precisione statistica delle misure. Un ulteriore aspetto verificato è la scalabilità del numero di fotoni raccolti in funzione della distanza dalla sorgente di radiazione diffusa, che segue la legge dell'Inverso del Quadrato della distanza. Le misure effettuate con i sensori sono inoltre state confrontate con i risultati ottenuti con dosimetri a termoluminescenza e con un dosimetro attivo commerciale, mostrando una buona linearità della risposta del sensore con la dose così misurata. I principali vantaggi associati a questo dosimetro sono legati al monitoraggio, in tempo reale, della dose ricevuta sia dagli operatori che dal paziente e l'ottimizzazione della sorveglianza fisica da parte dell'Esperto Qualificato, attraverso la trasmissione e l'archiviazione digitale delle dosi assorbite. Le dimensioni dello strumento, simili a quelle di un bracciale dosimetrico, inoltre, consentiranno adeguata vestibilità, soprattutto al di sotto dei guanti sterili. Grazie alla sensibilità ai fotoni di bassa energia, è possibile valutare eventuali danni all’epidermide. Conclusioni: è stata verificata la possibilità di utilizzare un sensore CMOS come dosimetro per il monitoraggio individuale durante le procedure di cardiologia interventistica, in modalità di irradiazione continua e pulsata. Sono in fase di definizione un primo prototipo di sistema integrato sensore - data acquisition - trasmissione wireless, con alimentazione a pile, e le relative procedure di taratura dosimetrica per le prime verifiche con lo staff medico.