Articolo integrale

ESPOSIZIONE A CAMPI ELETTROMAGNETICI DEGLI OPERATORI DURANTE GLI ESAMI E LE TERAPIE CON STIMOLATORI MAGNETICI TRANSCRANICI NEL QUADRO NORMATIVO ATTUALE E DEL FUTURO PROSSIMO

Gianluca Gambino1, Alessandro Merlino1, Gabriele Quadrio1

Raffaella Chieffo2, Ubaldo Del Carro2, Elise Houdayer2, Letizia Leocani2, Paola Mangili2, Neva Pasqualini2, Paolo Zani2

1 CeSNIR, Villasanta (MB)

Ospedale San Raffaele, Milano (MI)

Indice

Introduzione

Il lavoro intende portare nuovi contributi alla letteratura che in questi anni si sta formando, circa l’esposizione degli operatori della sanità ai campi elettromagnetici. Questo settore è infatti interessato da diverse sorgenti di campo elettromagnetico che possono avere emissioni di notevole intensità e con modalità di emissione spesso particolari.
In questo lavoro si esamina l’esposizione al campo magnetico procurata agli addetti durante gli esami diagnostici eseguiti mediante gli stimolatori magnetici transcranici. Tra questi si prende in esame l’applicatore con coil “a otto”.
L’emissione di campo magnetico è valutata in tutto lo spazio circostante il dispositivo, ampliando quindi il lavoro fatto da un gruppo svedese nel 2006, che aveva condotto delle valutazioni simili ma solo lungo una specifica direzione (Karlström et al, 2006). L’esposizione è inoltre valutata rispetto a un doppio sistema di limiti; quello attuale (al momento di scrivere) e quello che nel futuro prossimo, con ogni probabilità, lo sostituirà a livello europeo, quando l’attuale direttiva sull’esposizione occupazionale ai campi elettromagnetici (2004/40) sarà sostituita con una nuova direttiva che proporrà un approccio e un sistema di limiti molto diversi rispetto agli attuali.
Infine, considerate le recenti novità tecnologiche sul fronte della strumentazione di misura, sarà anche valutata l’esposizione ai campi elettrici generati dal dispositivo oltre a quella dovuta ai campi magnetici.
Le misure sono estrapolate da una campagna di misurazioni condotte presso il San Raffaele MAGICS CENTER – MAGnetic IntraCerebral Stimulation Center e il servizio di neurofisiologia dell’Ospedale San Raffaele di Milano.

Stimolazione magnetica transcranica: principi e applicazioni cliniche

La stimolazione magnetica transcranica (transcranial magnetic stimulation-TMS) consente di attivare i neuroni della corteccia cerebrale in modo indolore. La TMS consiste nell’induzione di correnti elettriche a livello cerebrale a mezzo di campi magnetici generati da correnti elettriche che scorrono in una serie di avvolgimenti o “coils”. Tali campi magnetici, che possono raggiungere intensità massime generalmente intorno a 2 Tesla, sono in grado di attraversare strutture cutanee e ossee senza venirne attenuati e indurre una corrente elettrica a livello dei tessuti eccitabili (e.g. corteccia cerebrale o nervi periferici). Generalmente si utilizzano nella pratica clinica e di ricerca due tipi di coil: circolare e, più focali, a forma di 8 o a farfalla. La TMS, applicata a livello della corteccia motoria oltre l’intensità soglia, è in grado di generare una risposta muscolare o potenziale evocato motorio (PEM) registrata in modo non invasivo mediante  elettrodi cutanei di superficie. La TMS è diventata rapidamente un metodo molto utilizzato per lo studio, clinico e di ricerca, della funzionalità delle vie nervose, particolarmente quelle motorie. Nella diagnostica clinica, la TMS viene utilizzata per valutare l’integrità della via corticospinale centrale che può essere colpita in diverse condizioni patologiche (es. Sclerosi multipla, ictus, affezioni del midollo spinale primitive o secondarie a patologie compressive). Pertanto la TMS viene attualmente considerata un prezioso strumento diagnostico.
La TMS ripetitiva (rTMS) è in grado di modificare l’eccitabilità corticale in modo duraturo, soprattutto se applicata in sessioni ripetute. Le modificazioni dipendono dalla frequenza di stimolazione: tipicamente alte frequenze (5 Hz o superiori) aumentano l’eccitabilità corticale  mentre basse frequenze (1 Hz o inferiori) la riducono. Queste proprietà hanno incoraggiato l’applicazione sperimentale della TMS nel trattamento di patologie neurologiche e psichiatriche caratterizzate da squilibrio dell’eccitabilità corticale. Nel 2008, la rTMS ha ricevuto l’approvazione da parte della FDA per il trattamento della depressione maggiore farmaco-resistente. Un tipico trattamento per la depressione maggiore prevede 5 sessioni settimanali di rTMS ad alta frequenza (circa 3000 stimoli al giorno) per 4-6 settimane. Con la diffusione della TMS come strumento sia diagnostico sia terapeutico, diventa sempre più importante la valutazione del rischio associato all’esposizione ai campi elettromagnetici da parte dell’operatore (Karlström et al, 2006).

Il dispositivo oggetto del presente studio

Le misurazioni si riferiscono alle emissioni prodotte dal dispositivo Magstim 2002, utilizzato nella pratica della stimolazione magnetica transcranica (TMS). L’apparato è composto da un’unità generatrice di corrente elettrica, collegata tramite un cavo elettrico a un applicatore utilizzato direttamente a contatto col paziente (vedi figure 1, 2 e 3). Esistono in commercio varie tipologie di terminale e in questo caso è stato analizzato l’applicatore Magstim “70mm Double Coil 9925-00”, chiamato anche coil a otto.

Lo stimolatore è costituito fondamentalmente da due bobine conduttrici in cui viene generato il campo impulsato tramite il principio fisico dell’induzione magnetica. La geometria di questo dispositivo è stata concepita con lo scopo di confinare quanto più possibile il campo, fissando il punto di focalizzazione a pochi centimetri di distanza da esso, nella zona compresa tra le due bobine.

All’interno dell’apparecchiatura è possibile individuare tre componenti fondamentali:

  • unità generatrice di corrente;
  • cavo per il trasporto dell’energia elettrica all’applicatore;
  • applicatore del campo magnetico.

Fig. 1 Elementi costitutivi del Magstim2002: l’unità generatrice di corrente .


Fig. 2 Elementi costitutivi del Magstim2002: applicatore visto dall’alto.


Fig. 3 Elementi costitutivi del Magstim2002: applicatore visto dal lato.

Il problema igienistico

Tra i medici e il personale di neurofisiologia è noto che questo tipo di apparecchi focalizza il campo in un punto preciso, distante pochi centimetri dal coil, raggiungendo qui intensità molto elevate e decrescendo molto rapidamente con la distanza, per risultare sostanzialmente di intensità trascurabile a distanze poco più grandi. Bisogna però tenere conto che una caratterizzazione qualitativa del campo come sopra è da inquadrare nell’ambito della pratica medica, che prevede di generare un campo di circa 2 T nel fuoco del coil e per la quale campi di qualche decimo di tesla non sono già più di alcun interesse.
Per quel che concerne gli aspetti di igiene industriale, possono invece risultare interessanti anche campi magnetici dell’ordine di 10-3 e addirittura 10-6 tesla, quando il campo magnetico è dinamico e non statico; nel caso della stimolazione magnetica transcranica, considerata la natura pulsata del segnale (costituito da impulsi della durata compresa tra circa 200 e 500 ms), gli aspetti dinamici sono senz’altro da tenere in considerazione.
Lo spazio entro il quale i campo magnetico raggiunge valori di interesse igienistico è pertanto molto più grande di quello in cui lo stesso campo assume valori interessanti sotto il profilo medico; si passa da dimensioni di qualche centimetro a dimensioni dell’ordine del metro, dimensioni, queste ultime, entro le quali si trova spesso l’operatore.

Quadro normativo attuale e del futuro prossimo

L’esposizione dei lavoratori ai campi elettromagnetici è regolata dal D.Lgs 81/08, al titolo VIII (agenti fisici), Capo IV (campi elettromagnetici).
Il Capo IV rappresenta la trasposizione della direttiva europea n. 40 del 2004 e l’entrata in vigore dello stesso coincide con la data ultima di recepimento della direttiva stessa (cfr. articolo 306, comma 3). Tuttavia la data di recepimento della direttiva 2004/40 è stata procrastinata due volte e la stessa sorte è toccata quindi anche al Capo IV che, ad oggi, non è ancora vigente. La prima scadenza era il 30 aprile 2008, rimandata una prima volta al 30 aprile 2012 ed una seconda volta al 31 ottobre 2013.
Oggi è dato per certo che la scadenza del 31/10/13 sarà rispettata ma con un importante cambiamento: la direttiva 2004/40 sarà abrogata e sostituita da una nuova direttiva (di cui è pubblicamente disponibile una bozza) il cui termine ultimo di recepimento sarà di 3 anni dalla sua data di entrata in vigore (Consiglio dell’Unione Europea, 2012). In conclusione per avere dei limiti cogenti bisognerà attendere il 2016 e nel frattempo il legislatore italiano dovrà anche emanare un provvedimento per sostituire l’attuale Capo IV con un testo che sia la trasposizione della nuova direttiva e non più della 2004/40.
In merito agli obblighi attuali intorno ai rischi da esposizione a campi elettromagnetici, bisogna considerare che sono vigenti le disposizioni generali sulla protezione dagli agenti fisici contenute nel Capo I del Titolo VIII del D.Lgs 81/08. In particolare l’articolo 181, anche tramite il richiamo al più generale articolo 28, richiede esplicitamente al datore di lavoro di valutare i rischi relativi a tutti gli agenti fisici e l’adozione delle opportune misure di prevenzione e protezione, indipendentemente dall’entrata in vigore dei successivi capi specifici e con particolare riferimento alle norme tecniche ed alle buone prassi. Questo significa che oggi è già obbligatoria la valutazione del rischio elettromagnetico, la cui mancata valutazione è infatti già sanzionata. Non sono invece sanzionabili, fino alla prossima scadenza utile (estate/autunno 2016), gli eventuali inadempimenti alle specifiche richieste del Capo IV e del testo che lo sostituirà (Coordinamento Tecnico per la Sicurezza, 2009).
La ragione di questi avvicendamenti in campo normativo è riconducibile alle osservazioni portate dagli operatori del settore medico e specificatamente coloro che lavorano con la risonanza magnetica per immagini che, poco dopo l’adozione della direttiva 2004/40, hanno evidenziato che la prosecuzione di queste pratiche diagnostiche sarebbe stata ostacolata dai rigorosi valori limite di esposizione stabiliti dalla medesima (Consiglio dell’Unione Europea, 2012).
Entrando nel merito dei limiti si deve sapere che l’attuale direttiva, la 2004/40, presenta lo stesso sistema di limiti che ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) ha proposto con le linee guida emanate nel 1998 (ICNIRP, 1998) e che la nuova direttiva proporrà un sistema di limiti derivato dalla revisione che la stessa ICNIRP ha compiuto delle proprie linee guida nel 2009, con riferimento ai campi magnetici statici (ICNIRP, 2009) e nel 2010, con riferimento ai campi elettrici e magnetici nell’intervallo di frequenze 1 Hz – 10 MHz (ICNIRP, 2010).
Illustreremo di seguito le principali differenze tra i sistemi di limiti proposti dalla direttiva 2004/40 e dalla bozza di nuova direttiva, anticipando che al momento della pubblicazione di questo articolo la nuova direttiva potrebbe anche essere stata emanata.
Entrambe propongono un sistema di limiti organizzato in valori di azione (VA), chiamati livelli di azione (LA) nella bozza di nuova direttiva, e valori limite di esposizione (VLE), analogamente a quanto fatto per altri due agenti fisici, rumore e vibrazioni, normati anch’essi dalle direttive particolari emesse in attuazione dell’articolo 16 della direttiva generale sulla sicurezza 89/391/CEE1. Tuttavia l’approccio è completamente diverso rispetto a questi altri due agenti; innanzitutto perché le grandezze fisiche cui si riferiscono i VA/LA e quelle cui si riferiscono i VLE non sono le stesse e in secondo luogo perché VA/LA e VLE si intendono valutati in mezzi diversi: i VA/LA sono infatti grandezze che attengono al campo elettromagnetico misurabile in aria, in assenza del corpo dell’addetto, alle quali si aggiungono le correnti di contatto e le correnti indotte attraverso gli arti; i VLE sono invece espressi per mezzo di grandezze inerenti gli effetti che i campi elettromagnetici inducono internamente al corpo umano e all’interno di questo si intendono valutati.
Di fatto il rispetto dei VLE non è oggi verificabile dall’igienista e le stesse indicazioni operative emanate dal Coordinamento Tecnico sulla Sicurezza delle Regioni e delle Province autonome affermano che nel caso si riscontri il superamento dei valori di azione sia consigliabile adottare direttamente le misure tecniche e organizzative finalizzate a ridurre l’esposizione senza ricorrere alla verifica dei valori limite (cfr. punto 4.17), aggiungendo che l’utilizzo delle tecniche di calcolo numerico è, ad oggi, appannaggio pressoché esclusivo di centri ricerca altamente specializzati e trova applicazione elettiva ai fini della standardizzazione dei prodotti (cfr. punto 4.18) (Coordinamento Tecnico per la Sicurezza, 2009)
La valutazione del rischio si compie quindi assumendo come soglia invalicabile quella definita dai valori di azione; così è stato nel regime dell’attuale direttiva 2004/40 e così sarà sino a quando non saranno emanate apposite guide pratiche che la bozza della nuova direttiva stabilisce che dovranno essere elaborate dalla Commissione (entro una scadenza non nota al momento in cui scriviamo) al fine di agevolare “la valutazione dell’esposizione in termini del superamento dei valori limite” (articolo 14).
Nel seguito proponiamo quindi un raffronto tra il sistema di limiti rappresentato dai valori di azione (VA) dell’attuale direttiva e dai livelli di azione (LA) della bozza di nuova direttiva, senza prendere in considerazione il sistema dei valori limite di esposizione (VLE) di entrambe.
La bozza della nuova direttiva propone un sistema più articolato di livelli di azione in luogo dell’unico valore di azione presente nella 2004/40 e questo consentirà di articolare meglio anche le iniziative di prevenzione e protezione. Il nuovo sistema di livelli di azione prevede:

  • livelli inferiori e superiori di azione;
  • livelli differenti per effetti di stimolazione elettrica ed effetti termici, nella banda dove questi sono da valutare contemporaneamente (100 kHz – 10 MHz);
  • un ulteriore livello di azione, per gli effetti di stimolazione elettrica, specificatamente indirizzato alla valutazione degli arti

Mentre la direttiva 2004/40 con i valori di azione ripropone esattamente quelli che ICNIRP indicava come livelli di riferimento, la bozza di nuova direttiva recepisce i livelli di riferimento presentati da ICNIRP nel 2010 a mezzo dei valori che definisce valori di azione inferiori, ma poi a questi aggiunge altri due livelli limite, ovvero i valori di azione superiorie i valori di azione per gli arti.
Alla tabella I sono indicati i valori di azione della direttiva 2004/40 (VA) e i livelli di azione della bozza di nuova direttiva (LA) in corrispondenza di ogni banda di frequenze che i due sistemi di limiti hanno in comune. Per ogni riga se vi sono differenze tra i limiti della direttiva esistente e la bozza della direttiva futura, il più restrittivo è indicato in grassetto.

Nel riquadro sotto la tabella sono invece indicati i VA e gli LA per quattro frequenze di esempio.

Tabella I. Raffronto, per bande di frequenza, tra i valori di azione (VA) della direttiva 2004/40 e i Livelli di azione (LA) della bozza della nuova direttiva (tratto da www.agentifisici.it).

Oltre i 10 MHz, dove devono essere valutati esclusivamente gli effetti termici, la nuova direttiva propone un unico tipo di livello di azione, con valori identici agli attuali valori di azione, sia per il campo elettrico che per l’induzione magnetica.
Le differenze tra i due sistemi sono invece nella banda 1 Hz – 10 MHz. In questa banda, per il campo elettrico si nota l’esistenza di un intervallo di frequenze dove i nuovi LA(E) inf sono ancor più restrittivi degli attuali VA presenti nella direttiva 2004/40, mentre i nuovi LA(E) sup sono pari o, più spesso, superiori ai vecchi VA. Per l’induzione magnetica la differenza tra i valori proposti dalla direttiva 2004/40 e quelli presenti nella bozza di nuova direttiva è sempre molto marcata e i nuovi valori sono sempre di molto superiori a quelli precedenti, con casi dove la progressione dai vecchi VA ai nuovi LA(B) inf, LA(B) sup ed LA(B) arti è molto rapida (si noti il caso esempio di f = 1 MHz dove i livelli di azione inferiori e superiori sono 50 volte più elevati del valore di azione previsto dalla 2004/40 e il livello di azione per gli arti lo supera di 150 volte).
Rispetto all’induzione magnetica, in un campo multifrequenza, l’effetto complessivo di rilassamento potrà essere di grande entità e situazioni che con il sistema dei valori di azione della 2004/40 risultavano fuori norma, rivalutate con il nuovo sistema di livelli di azione, potranno risultare a norma con ampio margine.

Metodi di valutazione dell’esposizione

Come noto, ancora nel regime della direttiva 2004/40, i campi pulsati, così come quelli con forma d’onda complessa, vanno valutati con della strumentazione ad-hoc in quanto l’analisi scalare in frequenza delle intensità, implementata dalla strumentazione più comune, adatta (con qualche riserva e possibili sovrastime) al caso dei campi con forma d’onda regolare, mostra un limite intrinseco se applicata alle forme d’onda complesse in genere (Andreuccetti et al, 2010). Il metodo adeguato a questi ultimi casi è quello detto del picco ponderato, introdotto dallo statement ICNIRP del 2003 con l’intento di superare le difficoltà riscontrate nell’applicazione del metodo standard nei casi di cui sopra. La differenza basilare tra il metodo standard e quello del picco ponderato sta nel fatto che il primo metodo postula la coincidenza nel tempo dei picchi di tutti i singoli contributi spettrali mentre il secondo no. Il secondo può essere sviluppato del dominio delle frequenze mediante un’analisi vettoriale dei segnali (che tenga quindi conto dell’ampiezza e della fase di ciascun contributo), oppure nel domino del tempo trattando il segnale tramite l’applicazione in tempo reale di filtri passa-banda opportunamente pesati. L’implementazione di questo metodo nel dominio delle frequenze presenta non poche difficoltà nell’applicazione ai segnali reali, mentre la realizzazione dello stesso nel dominio del tempo è agevole sia via hardware che software. Tuttavia mentre il metodo standard può essere sviluppato anche dal singolo igienista tramite un semplice foglio di calcolo, a partire dalla scomposizione in frequenza del segnale ad opera della comune strumentazione, il secondo richiede un’analisi numerica del segnale di una qualche complessità (ed anche l’acquisizione dello stesso ai fini del successivo trattamento pone serie difficoltà) ed è quindi bene appoggiarsi ad un sistema di misura che lo implementi a bordo. Gli scriventi hanno compiuto le misurazioni dapprima con il sistema sviluppato da Narda, denominato ELT-400, composto da un misuratore cui è collegata una sonda di campo magnetico triassiale, con risposta piatta in frequenza, che, nella modalità std (shaped time domain) può verificare l’esposizione con il metodo del picco ponderato e restituisce un valore che esprime, in termini percentuali, il rapporto tra l’esposizione effettiva e quella massima consentita dall’insieme dei valori di azione della direttiva 2004/40. All’epoca delle prime misurazioni (seppur ICNIRP avesse già revisionato le proprie linee guida) non ci risultavano altre sonde in grado di compiere questa valutazione e la stessa valutazione non era attuabile per il campo elettrico. Le ultime misurazioni, eseguite pochi giorni prima di concludere il presente lavoro, sono state possibili grazie alla disponibilità della MPB srl di Roma che ha messo a disposizione del nostro gruppo la nuova sonda della Narda STS / PMM, denominata EHP-50E che, corredata dell’opzione WP10, è in grado di valutare l’esposizione al campo elettrico e al campo magnetico secondo il metodo del picco ponderato, rispetto ai nuovi limiti che ICNIRP, con la revisione delle proprie linee guida nel 2010, fissa a tutela della popolazione e dei lavoratori. I secondi sono stati recepiti nella bozza di nuova direttiva e sono diventati i livelli inferiori di azione2; i primi potrebbero essere riproposti dalla Commissione e dal Consiglio d’Europa con una nuova raccomandazione a sostituzione della 1999/519/CE, del 12 luglio 1999, che propone tal quali i livelli di riferimento ICNIRP del 1998.
Oltre alle valutazioni di esposizione sono state compiute delle misurazioni per acquisire la forma d’onda del segnale. A questo scopo è stato utilizzato nuovamente lo strumento ELT-400, questa volta in modalità misuratore di campo, al quale è stato collegato un oscilloscopio utilizzando un’apposita porta dell’ELT-400 che restituisce una tensione proporzionale al valore istantaneo dell’induzione magnetica letto da ognuno dei tre elementi sensibili relativi ai tre assi della sonda.

Risultati della prima campagna di misurazioni

Le misurazioni riferite alla prima campagna, eseguite con la strumentazione allora disponibile, si riferiscono solo alla parte magnetica del campo e le valutazioni dell’esposizione sono relative ai valori di azione riportati nella direttiva europea 2004/40 (quindi quelli delle linee guida ICNIRP del 1998).
Nella figura 4 è riportato il risultato della misurazione compiuta con l’oscilloscopio collegato all’ELT-400 e rappresenta un acquisizione del segnale nel dominio del tempo. Per l’acquisizione sono stati utilizzati i seguenti parametri: time/div = 200 ms; samples = 20 Ms/s (per un totale di 40 000 campioni nella nostra finestra di acquisizione, con un intervallo di campionamento di 50 ns). I tre tracciati rappresentano l’impulso letto dagli elementi sensibili della sonda (uno per ognuno dei tre assi). Dalla misurazione compiuta tramite l’oscilloscopio è possibile verificare la natura impulsiva del segnale, determinare la durata dell’impulso (corrispondente a circa 220 ms nel nostro caso) e sarebbe possibile anche eseguire un’analisi digitale del segnale per determinarne l’indice di picco ponderato ma, per i motivi spiegati più sopra, a questo scopo abbiamo utilizzato le funzioni che la strumentazione di misura implementa a bordo.
Con l’obiettivo di poter individuare in seguito possibili procedure di sicurezza per gli operatori, si è ritenuto utile indagare l’emissione del dispositivo nello spazio circostante; si è pertanto scelto di descrivere la forma e le dimensioni del volume entro il quale l’eventuale esposizione degli addetti al campo magnetico risulterebbe superiore all’80% di quella massima consentita dai valori di azione della direttiva 2004/40. A questo scopo si è determinata la distanza alla quale, per diverse direzioni di allineamento con l’applicatore, l’indice di esposizione al campo magnetico, determinato con il metodo del picco ponderato, è pari a 0.8 (o all’80%). Abbiamo denominato tale distanza come D0.8 e i risultati sono espressi quindi in centimetri.

Fig. 4. Forma d’onda del campo magnetico (dominio del tempo). È evidenziata la larghezza a metà altezza dell’impulso.

Per verificare se alle simmetrie spaziali proprie della sorgente, corrispondesse una distribuzione simmetrica di campo, sono state effettuate delle rilevazioni nel piano parallelo agli assi delle bobine e passante per l’asse dell’applicatore (piano xz nelle immagini successive) in quello a cui appartengono gli assi delle bobine (piano yz) e infine in quello perpendicolare ai primi due e passante per l’asse del coil (piano xy). Nei rispettivi piani si è scelto di effettuare 8 misurazioni a distanza angolare di 45° tra punti di misura consecutivi.
La tabella II riporta le coordinate sferiche (r, q, f) di ogni punto di cui corrisponde un raggio di misura pari alla distanza che abbiamo chiamato D0.8.


Tabella II. Coordinate sferiche dei punti con raggio pari alla distanza denominata D0.8, ovvero la distanza alla quale l’indice di esposizione al campo magnetico, calcolato con il metodo del picco ponderato rispetto ai valori di azione della direttiva 2004/40, raggiunge il valore 0.8 (80%).

Le immagini successive restituiscono una rappresentazione grafica delle medesime distanze.

Fig. 5, 6, 7 e 8. Rappresentazione grafica delle disposizioni dei punti con distanza dal centro dell’applicatore pari a D0.8


Fig. 5, 6, 7 e 8. Rappresentazione grafica delle disposizioni dei punti con distanza dal centro dell’applicatore pari a D0.8


Fig. 5, 6, 7 e 8. Rappresentazione grafica delle disposizioni dei punti con distanza dal centro dell’applicatore pari a D0.8


Fig. 5, 6, 7 e 8. Rappresentazione grafica delle disposizioni dei punti con distanza dal centro dell’applicatore pari a D0.8

Risultati della seconda campagna di misurazioni

Nelle prime settimane del 2013 è stato annunciato da Narda il rilascio della release E della sonda EHP-50, in grado di valutare l’emissione di campo magnetico ed elettrico anche con il metodo del picco ponderato, rispetto ai livelli di riferimento proposti da ICNIRP nel 2010 per la popolazione generica e per i lavoratori esposti per ragioni occupazionali; i secondi sono quelli che la bozza di nuova direttiva riprende come livelli inferiori di azione (LA(E) inf ed LA(B) inf).
Abbiamo quindi ripetuto alcune delle misurazioni della prima campagna per valutare di quale misura variassero le distanze da noi denominate D0.8 se rivalutate rispetto ai nuovi livelli di azione di campo magnetico. Inoltre, vista finalmente la disponibilità di strumentazione in grado di valutare con il picco ponderato anche la parte elettrica del campo, nella seconda campagna ci siamo anche proposti di valutare la differenza tra le distanze D0.8 riferite all’emissione di campo magnetico e quelle riferite all’emissione di campo elettrico.
Non è stato invece possibile verificare di quanto varia l’indice di esposizione valutandolo sia rispetti ai vecchi valori di azione che ai futuri livelli di azione inferiori, nello stesso punto. La nuova strumentazione infatti non consente il calcolo dell’indice di esposizione con il metodo del picco ponderato, rispetto ai vecchi limiti ICNIRP del 1998, ma solo rispetto a nuovi del 2010 e confrontare i valori restituiti dalla vecchia strumentazione e dalla nuova pone un problema di posizionamento invalicabile in questo contesto. Il riposizionamento di una sonda nel punto dell’altra è reso infatti difficile dal fatto che pochi millimetri di variazione nella posizione comportano gradi differenze nelle letture dell’indice e questo richiede un sistema di posizionamento saldamente riferito ad ognuno dei centri sonda (che hanno forma diversa), che le sonde siano montate su un sistema rigido e che siano traslate meccanicamente.
Nella tabella III sono confrontate le distanze D0.8, calcolate lungo alcune specifiche direzioni e riferite rispettivamente a:

  • i livelli di riferimento per le esposizioni occupazionali al campo magnetico di cui alle linee guida ICNIRP del 1998 (corrispondenti ai valori di azione della direttiva 2004/40);
  • i livelli di riferimento per le esposizioni occupazionali all’induzione magnetica di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 (corrispondenti ai livelli di azione inferiori per l’induzione magnetica della bozza di nuova direttiva);
  • i livelli di riferimento per le esposizioni occupazionali al campo elettrico di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 (corrispondenti ai livelli di azione inferiori per il campo elettrico della bozza di nuova direttiva).

Tabella III. Confronto tra le distanze D0.8 riferite all’esposizione al campo magnetico rispetto ai livelli di riferimento ICNIRP 1998, al campo magnetico ed elettrico rispetto ai livelli di riferimento ICNIRP 2010.

Nella tabella IV sono invece confrontate le distanze D0.8 riferite rispettivamente a:

  • i livelli di riferimento per le esposizioni occupazionali al campo magnetico di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 (corrispondenti ai livelli di azione inferiori per l’induzione magnetica della bozza di nuova direttiva);
  • i livelli di riferimento per le esposizioni del pubblico al campo magnetico di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 (attualmente privi di un corrispettivo legislativo, anche solo in bozza);
  • i livelli di riferimento per le esposizioni occupazionali al campo elettrico di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 2010 (corrispondenti ai livelli di azione inferiori per il campo elettrico della bozza di nuova direttiva);
  • i livelli di riferimento per le esposizioni del pubblico al campo elettrico di cui alle linee guida ICNIRP del 2010 (attualmente privi di un corrispettivo legislativo, anche solo in bozza).

Tabella IV. Confronto tra le distanze D0.8 riferite all’esposizione al campo magnetico e al campo elettrico rispetto ai livelli di riferimento ICNIRP 2010 occupazionali e per il pubblico

Conclusioni

La prima indagine, riferita al solo campo magnetico e dove le distanze di sicurezza D0.8 sono ricavate assumendo validi i livelli di riferimento delle linee guida ICNIRP del 1998, ovvero i valori di azione della direttiva 2004/40 (e quindi i valori di azione del D.Lgs 81/08) restituisce un quadro esaustivo in merito alla distribuzione dei punti D0.8 intorno al coil e consente di dedurre la forma e le dimensioni di una sorta di superficie “iso-esposizione”. Il risultato è interessante in quanto da parte del produttore si ha l’informazione che il sistema focalizza il campo magnetico in un punto preciso collocato sotto i coil (regione negativa dell’asse z) a piccola distanza da questo, punto nel quale si vengono a trovare i centri nervosi oggetto della stimolazione quando il coil è applicato al paziente. Questo lavoro mostra che il campo magnetico a distanze più grandi, quelle alle quali si trova tipicamente l’addetto, si disperde in modo quasi uniforme: i punti D0.8 si distribuiscono con simmetria centrale sul piano Y-Z e con simmetria approssimativamente assiale sui piani X-Z e X-Y.

E’ possibile apprezzare il carattere simmetrico della distribuzione di campo nelle immagini dalla 9 alla 12, che mostrano l’interpolazione dei punti di misura nei rispettivi piani di giacenza.

Fig. 9, 10, 11 e 12 Rappresentazione delle sezioni della superficie iso-esposizione, calcolate tramite interpolazione dei punti D0.8(B1998).


Fig. 9, 10, 11 e 12 Rappresentazione delle sezioni della superficie iso-esposizione, calcolate tramite interpolazione dei punti D0.8(B1998).


Fig. 9, 10, 11 e 12 Rappresentazione delle sezioni della superficie iso-esposizione, calcolate tramite interpolazione dei punti D0.8(B1998).


Fig. 9, 10, 11 e 12 Rappresentazione delle sezioni della superficie iso-esposizione, calcolate tramite interpolazione dei punti D0.8(B1998).

Le dimensioni raggiunte da questo volume di sicurezza sono ragguardevoli (la sezione quasi circolare sul piano Y-Z ha un raggio di circa 70 cm) e impongono che si adottino delle procedure di sicurezza per garantire di ridurre l’esposizione egli addetti sotto i valori di azione.
La seconda sessione di misure permette innanzitutto di rivalutare le distanze oltre le quali l’esposizione è sicuramente conforme ai livelli di azione inferiori per il campo magnetico, proposti dalla bozza di nuova direttiva e tratti dalle linee guida ICNIRP del 2010 (la simmetria dell’emissione magnetica si può senz’altro supporre invariata). Si mostra che tali distanze si accorciano di una frazione compresa tra il 30% e il 40%. La riduzione è pertanto sensibile ma non drastica e non tale da permettere di trascurare l’esposizione dell’operatore ma anzi, permane la necessità di individuare una procedura di sicurezza che garantisca che l’esposizione dell’addetto sia ridotta sotto i livelli inferiori di azione, per lo meno sino a quando la nuova strumentazione non permetterà di verificare anche il rispetto dei livelli superiori di azione e dei livelli ammessi per gli arti con il metodo del picco ponderato (livelli non di derivazione ICNIRP).
Le seconde misurazioni consentono anche di valutare la dimensione delle distanze di sicurezza D0.8 assumendo come limiti i livelli di riferimento che le linee guida ICNIRP del 2010 individuano a tutela della popolazione generica. Questi dati sono di utilità anche all’igienista al fine di compiere la valutazione dell’esposizione di eventuali soggetti particolarmente sensibili al rischio tra gli operatori (ad esempio gestanti e portatori di pace maker). Si scopre che si tratta di distanze che riproducono per difetto quelle precedentemente individuate assumendo i limiti per le esposizioni occupazionali proposte da ICNIRP nel 1998.
Infine le ultime misure evidenziano che, diversamente da quanto aspettato, sembrerebbe la parte elettrica e non quella magnetica a procurare le esposizioni più elevate e quindi a determinare le dimensioni di quella sorta di volume di rispetto intorno al coil.

1 DIRETTIVA DEL CONSIGLIO del 12 giugno 1989 concernente l’attuazione di misure volte a promuovere il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori durante il lavoro
2 Ricordando che la bozza di nuova direttiva recepisce i livelli di riferimento ICNIRP come livelli di azione inferiori ma vi aggiunge altri due livelli (quelli superiori e quelli riferiti agli arti), il rispetto di questi ultimi, che non hanno corrispettivo nella letteratura scientifica, non è ancora verificabile con il metodo del picco ponderato.
Il setup sperimentale non ci consente di avvicinarci a distanze inferiori a 37 cm lungo questa direzione.

Bibliografia

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G. Gambino, A. Merlino, G. Quadrio, R. Chieffo, U. Del Carro, E. Houdayer, L. Leocani, P. Mangili, N. Pasqualini, P. Zani (2013) Esposizione a campi elettromagnetici degli operatori durante gli esami e le terapie con stimolatori magnetici transcranici nel quadro normativo attuale e del futuro prossimo, atti del 30° congresso nazionale AIDII (Maranello 26 – 28 giugno 2013); 568 – 579

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